LAHKE BARVASTE KOVINE

MAGNEZIJ

Je srebrna nežlahtna kovina. Na zraku se prevleče s sivo oksidno snovjo. Je zelo lahka kovina. Uporabljamo ga za zlitine predvsem z aluminijem in cinkom. Zaradi svoje majhne teže pa je uporaben v avtomobilski in letalski industriji, pri izdelavi akumulatorjev, elektromotorjev, pisarniških strojev ipd. Nekoč so ga uporabljali tudi za izdelavo bliskavic za enkratno uporabo, saj pri zgorevanju močno zažari.

ALUMINIJ

Je lahka kovina srebrno bele barve. V naravi ga kot kovine ne najdemo, saj je nastajanje čistega aluminija zapleten kemični proces.

Prvič v zgodovini ga je v čisti obliki pridobil danski kemik in fizik Hans Christian Oersted. Ime aluminij je leta 1809 predlagal angleški izumitelj Humphry Davy, ki je izoliral oksid. V resnici je aluminij v zemeljski skorji tretji najbolj razširjen element in razni dragi kamni (safirji, rubini) so aluminijeve spojine. Oerstedov proces pridobivanja je bil zelo drag, zato so do leta 1886 imeli aluminij za poldrago kovino. V času Napoleona je bil pribor, ki ga je uporabljal veliki vojskovodja izdelan iz aluminija, ter dražji od zlata. Kmalu zatem pa sta dva izumitelja, Hall v ZDA in Herault v Franciji skoraj sočasno odkrila cenejši proces, ki se uporablja še danes. V posebni posodi, obloženi s premogom, so izločali čisti aluminijev oksid iz raztaljenega kriolita. Posoda, ki je iz jekla, deluje kot katoda, ogljikove palice pa kot anode (pozitivni pol). Ko skozi napravo steče električni tok, se kisik iz aluminijevega oksida zbira na ogljikovi anodi in tvori ogljikov dioksid, nastajajoča kovina pa je težja in se zbira na dnu posode. Pridobljena kovina je takoj začela igrati pomembno vlogo na različnih področjih, največkrat jo uporabljamo v zlitinah, ker jim daje večjo trdnost.

Najpomembnejše lastnosti aluminija so:

• majhna specifična teža
• dobra toplotna prevodnost
• dobra električna prevodnost
• odpornost pred korozijo
• nestrupenost.

Začeli so jo uporabljati za izdelavo zrakoplovov, še posebej nemških Zeppelinov. Ti so bili narejeni iz zlitine duraluminija, ki so jo iznašli leta 1906 in je bila trikrat lažja od bessemerskega jekla saj kocka aluminija z robom 1dm tehta le 2.7 kg. Veliko se uporablja v avtomobilski, še več pa v letalski industriji in ladjedelništvu. Brez aluminija ćlovek ne bi letel, še manj pa potoval po vesolju. Aluminij je primeren tudi za kuhinjsko posodo, predvsem za izdelavo dna posode, saj dobro prevaja toploto. Uporablja se ga tudi za prenašanje električnega toka, dodajajo ga sredstvom proti potenju, v industriji barv ter celo pri zdravljenju želodčnih čirov.

V obliki plošč ga uporabljamo za pokrivanje streh, oblaganje fasad, profiliranega pa za izdelavo okenskih kril in okvirjev.

Aluminij je zelo obstojen in ga ni potrebno vzdrževati.Vendar ni vsak aluminij odporen proti vlagi, vremenu ali morski vodi.Ni namreč vseeno, ali bodo aluminij uporabili za fasado ali za pokrovko na kuhinjskem loncu.Površino proizvajalci anodizirajo oz.eloksirajo, lahko pa ga prebarvamo s cinkovo kromatsko barvo.

Pridobivanje aluminija

Osnovna surovina za pridobivanje aluminija, ki jo najdemo v naravi, je boksit. Zaradi fizikalnih in kemijskih razlogov iz boksita ne moremo direktno pridobivati aluminija.

Tehnično pridobivanje je danes sestavljeno iz dveh faz:

- odvajanje dovolj čistega aluminijevega oksida (glinice) iz naravnih surovin, pri katerem se danes uporablja bayerjev postopek

- elektroliza tako pridobljenega aluminijevega oksida v raztopljenem kriolitu po postopku Halla in Heroulta.

Velik proizvajalec aluminija v Sloveniji je Talum iz Kidričevega.

Za proizvodnjo aluminija po omenjenih postopkih potrebujemo surovine, dodatne snovi in energijo. V svetu je veliko plasti, ki so bogate z aluminijevim oksidom, vendar se je proizvodnja aluminija usmerila predvsem na boksit kot osnovno surovino.

Boksit se drobi in zmelje v moko. Zmleti boksit se zmeša s povratnim lugom na povišani temperaturi. Vse skupaj razredčijo, da se rdeči mulj loči. Očiščena snov se ohladi in polni v posebne komore, v katerih se izloči aluminijev hidroksid. Po filtriranju hidroksida se ta s kalcinacijo spreminja v glinico, matični lug pa se vrača v proces.

Aluminij pridobivajo z elektrolizo glinice v elektrolitskih pečeh, ki so sestavljene iz ogljikovih elektrod: anode in katode. Anode vstavljajo od zgoraj, katoda pa je grafitno dno. V posode vstavljajo aluminijev oksid, ki se pod vplivom električnega toka razcepi v aluminij in kisik. Na dnu se zbira aluminij, ki ga izlijejo in takoj dodajo nov aluminijev oksid, da elektroliza nepretrgoma poteka. Iz 4 t boksita dobimo 2 t aluminijevega oksida, iz tega pa 1 t aluminija. Pri nas se s predelavo glinice in aluminija ukvarja tovarna v Kidričevem, s predelavo aluminija pa tovarna Impol v Slovenski Bistrici.

Elektroliza glinice se vrši v posebej prirejenih pečeh za elektrolizo s pomočjo električnega toka velike moči, zato je poraba električne energije na tono aluminija zelo velika. Danes moderne velike peči trošijo manj, vendar redko pod 15 MWh/t pridobljenega aluminija. Po elektrolizi aluminij še očistijo na približno 99,9% čistoče.