Aluminij (Al) je lagani, srebrno-bijeli metal koji se rangira kao treći najzastupljeniji element u Zemljinoj kori, odmah nakon kisika i silicija. Međutim, zbog svoje visoke hemijske reaktivnosti, nikada se prirodno ne javlja u čistom metalnom obliku. Umjesto toga, nalazi se u spojevima, prvenstveno u rudi boksita, smjesi hidratiziranih aluminijskih oksida, uključujući gibsit (Al(OH)₃), bemit (AlO(OH)) i dijaspor.
Proces rafiniranja u dvije faze
Putovanje od sirovog boksita douključuje aluminij visoke čistoćedva različita industrijska procesa.
Prva faza je Bayerov proces, razvijen 1888. godine. Usitnjeni boksit se miješa s vrućim rastvorom natrijum hidroksida pod pritiskom, rastvarajući minerale koji sadrže aluminij, a ostavljajući nečistoće poput željeznih oksida i silicija. Dobiveni rastvor natrijum aluminata se zatim filtrira kako bi se uklonili ostaci crvenog mulja, zasijava kristalima aluminijum hidroksida i kalcinira na približno 1.100°C kako bi se dobila čista bijela glinica ili aluminijum oksid (Al₂O₃). Preko 90% svjetske glinice sada se proizvodi ovom metodom.
Druga faza je Hall-Héroult proces. Alumina ima tačku topljenja iznad 2.000°C, što direktnu elektrolizu čini nepraktičnom. Rješenje leži u rastvaranju Al₂O₃ u rastopljenom kriolitu (Na₃AlF₆), što snižava radnu temperaturu na oko 950~1.000°C. Zatim se kroz smjesu propušta električna struja. Rastopljeni aluminij se sakuplja na dnu (katoda), dok se kisik kombinira s ugljičnim anodama i formira CO₂. Ova elektrolitička metoda ostaje jedini industrijski proces za proizvodnju primarnog aluminija, dajući metal čistoće 99,5~99,8%.
Koje elemente sadrži aluminij?
Čisti aluminij se sastoji isključivo od elementa Al, s atomskim brojem 13 i atomskom težinom od približno 26,98 g/mol. Aluminij komercijalne čistoće (98,8–99,7% Al) sadrži manje tragove željeza i silicija kao prirodne nečistoće. Međutim, većinaprimjene se oslanjaju na aluminijske legure, gdje se specifični elementi namjerno dodaju kako bi se prilagodila mehanička svojstva.
Za strukturne primjene, serija 6000 (npr. 6061) koristi magnezij i silicijum kao primarne legirajuće elemente, obično 0,8~1,2% Mg i 0,400~0,8% Si. Ova legura nudi odličan balans umjerene čvrstoće, dobre zavarljivosti i vrhunske obradivosti.
Za zahtjeve visoke čvrstoće, serija 7000 (npr. 7075) uključuje cink i bakar kao glavne legirajuće elemente, sa približno 5,16~0,1% Zn i 1,2~2,0% Cu. Stanje T6 čelika 7075 pruža gotovo dvostruko veću zateznu čvrstoću od čelika 6061-T6, što ga čini materijalom izbora za vazduhoplovstvo i visokoperformansne strukturne komponente.
Tragovi hroma, mangana i titana su također često prisutni u komercijalnim legurama, a svaki od njih igra ulogu u pročišćavanju zrna i otpornosti na koroziju. Razumijevanje preciznog elementarnog sastava svake legure je ključno za odabir pravog materijala za specifične zahtjeve obrade ili izrade.
Vrijeme objave: 13. maj 2026.