با تاریخچه تهیه آلومینیوم آشنا شوید

افتخار تولید اولین قطعات آلومینیوم خالص فلزی به شیمیست دانمارکی بنام اورستد(H.C.Oersted) تعلق دارد. هر چند که او نتوانست برای بار دوم آزمایش خود را با موفقیت تکرار کند اما همکار جوان او وهلر (F.Wohler) در سال ۱۸۲۷، از واکنش AlCl3 با پتاسیم فلزی، توانست بقدر کافی آلومینیوم خالص تولید نماید.

این سنگ معدن در سال ۱۸۲۷ میلادی توسط یک شیمیدان آلمانی به نام فردریش وهلر کشف شد.

 

 

قیمت یک کیلوگرم از این آلومینیوم تولیدی در حدود ۱۲۰۰ دلار بود، به گونه ای که گفته می شود در قصر ناپلئون سوم از ظروف آلومینیومی به جای ظروف طلا جهت پذیرایی میهمانان ویژه استفاده می شد.

تهیه آلومینیوم در مقیاس تجاری برای اولین بار در سال ۱۸۵۵ توسط سن کلردویل(H.S.C.Deville) انجام شد. او توانست قیمت یک کیلو گرم آلومینیوم را به حدود ۳۷ دلار برساند. با این حال، آلومینیوم نتوانست درآن زمان جایگاه اصلی خود را بیابد.

بالاخره در سال ۱۸۸۶ دانشمند آمریکائی C.M.Hall و دانشمند فرانسوی P.L.Heroult بطور همزمان و جداگانه موفق شدند که با حل کردن آلومینا در کریولیت مذاب و عبور دادن جریان برق، از محلول الکترولیتی بدست آمده فلز آلومینیوم را جدا نمایند. این دو دانشمند هر دو متولد ۱۸۶۳ (اولی در تاریخ ۶ دسامبر و دومی در تاریخ ۱۰ آوریل) C.M.Hall در امریکا و P.L.Heroult در فرانسه بودند .

هردو جداگانه در یک زمان (۱۸۸۶) اساس تولید آلومینیوم بطریق الکترولیز مذاب اکسید آلومینیوم حل شده در کریولیت را آنچنانکه امروزه متداول است بنام خود ثبت و راه نوینی را در جهت تولید یکی از مهمترین فلزات گشودند.

 

جالب ترین مطلب در مورد این دو دانشمند آن بود که گر چه هر یک مستقل و بافاصله هزاران کیلو متر دور از هم در کشور خود به تحقیق مشغول بودند ولی به فاصله دو ماه تقاضای ثبت کار خود را از کشورهای خود نمودند. تاریخ تقاضای Heroult در ۲۳ آوریل ۱۸۸۶ وHall در ۹ ژوئیه همان سال بود . این کشف به اسم، هال و هرولت ثبت گردید .موضوع دیگر آنکه تاریخ فوت دو دانشمند، که هر دو در سال ۱۹۱۴، هال در تاریخ ۲۷ دسامبر و هرولت در تاریخ ۹ مه اتفاق افتاد نیز طول عمری مساوی را برای آنها بر جای گذاشت.

متعاقب این اکتشاف در سال ۱۸۸۸، بایر(K.G.Bayer) آلمانی توانست با حل کردن بوکسیت ناخالص در سود سوزآور و بدست آوردن آلومینات سدیم و حل کردن آن در آب و در نتیجه ته نشین شدن هیدرات آلومینیوم که پس از تبخیر آب هیدرات،آلومینای خالص(AL2O3)و سفید رنگی بدست می‌دهد، تحولی بزرگ در تهیه آلومینا بوجود آورد در نتیجه پروسس Hall-Heroult بهمراه پروسس Bayer پایه های صنعت تولید آلومینیوم را تشکیل دادندکه پس از گذشت حدود ۱۳۰ سال هنوز هم اساس تولید آلومینیوم در دنیا به همان روال ادامه دارد البته در طی این زمان تکنولوژی تولید، پیشرفت‌های چشمگیری داشته است.

اصول تهیه و روش تولید از ابتدا تا به امروز فرق چندانی نکرده و در طول مدت با پیشرفت تکنولوژی بتدریج ظرفیت واحدها و راندمان تولید بالا رفته و نیز مصرف انرژی کاهش یافته است و بطور خلاصه تکنولوژی تهیه این فلز به لحاظ کمی و کیفی پیشرفت یافته است بعنوان مثال دیگهای ‌اولیه با ابعاد کوچک با ۸ کیلو آمپر و ۳۸ کیلو وات ساعت مصرف انرژی الکتریکی برای هر کیلو گرم آلومینیوم کار می کردند ؛ در حالیکه آخرین تکنولوژی دیگهای جدید با ابعاد بزرگ و با ۶۰۰ کیلو آمپر شدت جریان و مصرف ۱۲ کیلو وات ساعت به ازای هر کیلوگرم آلومینیوم کار می کنند .

هال- هرولت و بایر مسئول تولید عملی آلومینیوم تجارتی محسوب می گردند. در طول مدت فقط، قیمت یک کیلو آلومینیم خالص تولیدی از ۱۲۰۰ دلار به حدود ۱٫۸ دلار رسید.

 

 

روش های مختلفی برای استخراج آلومینیوم وجود دارد. مهم ترین روش، تهیه آلومینیوم به کمک عمل الکترولیز است. در این روش ابتدا سنگ معدن بوکسیت را خرد می کنند و سپس به آن آهک، سود سوزآور قوی و آب داغ می افزایند. در نتیجه محلولی از سدیم آلومین در سود سوزآور به وجود می آید. در مرحله بعدی آلومین را از سایر مواد جدا کرده، در کریولیت مذاب حل می کنند. در انتها محلول بدست آمده را در دمای هزار درجه سانتیگراد الکترولیز می کنند. عمل الکترولیز در ظروف بسیار بزرگی انجام می گیرد. در این ظروف، قطب منفی (کاتد) در کف ظرف قرار دارد و قطب مثبت (آند) از بالا وارد ظرف شده است.

 

آلومینیوم فلزی نقره ای رنگ و سبک است. هوا و رطوبت تاثیر بسیار اندکی روی این فلز دارد. از آلومینیوم می توان ورقه هایی به نازکی کاغذ ساخت. این ورقه ها برای بسته بندی مواد غذایی بکار می روند. آلومینیوم برای ساختن قسمت های مختلف هواپیماها، کشتی ها، قطارها، اتومبیل ها و… استفاده می شود. برخی از ظروف پخت و پز نیز با استفاده از این فلز ساخته می شوند. آلومینیوم همانند سایر فلزات، هادی جریان الکتریسیته است؛ به همین جهت از آن برای ساختن سیم استفاده می کنند. از پودر آلومینیوم در ساخت انواع خاصی از رنگ ها استفاده می شود. به کمک این رنگ ها می توان از زنگ زدگی سایر فلزات جلوگیری کرد. در بسیاری از کشورها، سکه های رایج را نیز با آلومینیوم می سازند.

 

مهم ترین آلیاژ آلومینیوم

دورآلومین مهم ترین آلیاژ آلومینیوم است. این آلیاژ منحصر به فرد حاوی چهار درصد مس و مقدار کمی منگنز، منیزیم و سیلیکون است.کاربرد این آلیاژ در ساختن قسمت های مختلف موشک ها و سفینه های فضایی میباشد.

 

۰ ۰ آرا
امتیازدهی به مقاله

ایمیل برای اطلاع رسانی
بهم خبر بده
guest
0 نظرات
Inline Feedbacks
نمایش تمام کامنتها
دکمه بازگشت به بالا