Алюминий (Al) як металли сабук ва нуқрагин-сафед аст, ки дар қишри Замин аз ҷиҳати паҳншавӣ танҳо пас аз оксиген ва кремний дар ҷои сеюм меистад. Аммо, аз сабаби реактивии баланди кимиёвии худ, он ҳеҷ гоҳ дар шакли холиси металлии худ дар табиат пайдо намешавад. Ба ҷои ин, он дар пайвастагиҳо, асосан дар маъдани боксит, омехтаи оксидҳои алюминийи гидратшуда, аз ҷумла гиббсит (Al(OH)₃), бемит (AlO(OH)) ва диаспора, мавҷуд аст.
Раванди коркарди маъдан дар ду марҳила
Сафар аз боксити хом баалюминийи тозагии баландро дар бар мегирадду раванди саноатии алоҳида.
Марҳилаи аввал раванди Байер аст, ки соли 1888 таҳия шудааст. Боксити майдашуда бо маҳлули гарми гидроксиди натрий таҳти фишор омехта карда мешавад ва минералҳои дорои алюминийро ҳал мекунад ва дар айни замон ифлосҳо ба монанди оксидҳои оҳан ва кремнийро боқӣ мегузорад. Сипас, маҳлули алюминати натрий барои тоза кардани боқимондаҳои лой сурх филтр карда мешавад, бо кристаллҳои гидроксиди алюминий омехта карда мешавад ва дар тақрибан 1100°C барои истеҳсоли алюминийи сафеди холис ё оксиди алюминий (Al₂O₃) калсий карда мешавад. Ҳоло беш аз 90% алюминийи ҷаҳон тавассути ин усул истеҳсол мешавад.
Марҳилаи дуюм раванди Hall Héroult мебошад. Глинозем нуқтаи обшавии аз 2000°C болотарро дорад, ки электролизи мустақимро ғайриимкон мегардонад. Ҳалли масъала дар ҳал кардани Al₂O₃ дар криолити гудохта (Na₃AlF₆) мебошад, ки ҳарорати кориро то тақрибан 950-1000°C паст мекунад. Сипас ҷараёни электрикӣ аз омехта мегузарад. Алюминийи гудохта дар поён (катод) ҷамъ мешавад, дар ҳоле ки оксиген бо анодҳои карбон якҷоя шуда, CO₂-ро ташкил медиҳад. Ин усули электролитӣ ягона раванди саноатӣ барои истеҳсоли алюминийи аввалия боқӣ мемонад, ки металли 99,5-99,8% покӣ медиҳад.
Алюминий кадом элементҳоро дар бар мегирад?
Худи алюминии холис танҳо аз унсури Al иборат аст, ки рақами атомии он 13 ва вазни атомии он тақрибан 26.98 г/мол аст. Алюминии холиси тиҷоратӣ (98.8–99.7% Al) дорои миқдори ками оҳан ва кремний ҳамчун ифлосҳои табиӣ мебошад. Аммо, аксари онҳо...барномаҳо ба хӯлаҳои алюминий такя мекунанд, ки дар он унсурҳои мушаххас қасдан барои хосиятҳои механикии фармоишӣ илова карда мешаванд.
Барои татбиқи сохторӣ, силсилаи 6000 (масалан, 6061) магний ва кремнийро ҳамчун унсурҳои асосии хӯлакунанда, одатан 0.8 ~ 1.2% Mg ва 0.400 ~ .8% Si, истифода мебарад. Ин хӯла тавозуни аълои мустаҳкамии мӯътадил, қобилияти хуби кафшер ва қобилияти коркарди аълоро пешниҳод мекунад.
Барои талаботҳои баландсифат, силсилаи 7000 (масалан, 7075) руҳ ва мисро ҳамчун унсурҳои асосии хӯлакунанда бо тақрибан 5.16 ~ .1% Zn ва 1.2 ~ 2.0% Cu дар бар мегирад. Температураи T6-и 7075 қариб ду баробар қувваи кашишро нисбат ба 6061-T6 таъмин мекунад, ки онро маводи интихобшуда барои ҷузъҳои аэрокосмӣ ва сохтории баландсифат мегардонад.
Миқдори ками хром, марганец ва титан низ дар хӯлаҳои тиҷоратӣ мавҷуданд, ки ҳар яки онҳо дар тозакунии донаҳо ва муқовимат ба зангзанӣ нақш мебозанд. Фаҳмидани таркиби дақиқи элементҳои ҳар як хӯла барои интихоби маводи мувофиқ барои талаботи мушаххаси коркард ё истеҳсол муҳим аст.
Вақти нашр: 13 майи соли 2026