Дайте характеристиките на алуминия според плана. Химични и физични свойства на алуминия

алуминийв чист вид е изолиран за първи път от Фридрих Вьолер. Немски химик нагрява безводен елемент хлорид с метален калий. Това се случи през втората половина на 19 век. Преди 20 век кг алуминийструва повече.

Само богатите и държавата можеха да си позволят новия метал. Причината за високата цена е трудността при отделянето на алуминия от други вещества. Методът за извличане на елемента в индустриален мащаб е предложен от Чарлз Хол.

През 1886 г. той разтваря оксида в криолитна стопилка. Германецът затворил сместа в гранитен съд и свързал към нея електрически ток. Плаки от чист метал се утаяват на дъното на контейнера.

Химични и физични свойства на алуминия

Какъв алуминий?Сребристо бяло, лъскаво. Затова Фридрих Вьолер сравнява металните гранули, с които е получил. Но имаше едно предупреждение - алуминият е много по-лек.

Пластичността е близка до скъпоценната и. алуминият е вещество, без проблеми се опъват в тънка тел и листове. Достатъчно е да си припомним фолиото. Изработен е на базата на 13-ти елемент.

Алуминият е лек поради ниската си плътност. Това е три пъти по-малко от това на желязото. В същото време 13-ият елемент почти не отстъпва по сила.

Тази комбинация направи сребърния метал незаменим в индустрията, например производството на части за автомобили. Говорим за занаятчийско производство, т.к алуминиево заваряваневъзможно дори у дома.

алуминиева формулави позволява активно да отразявате светлината, но и топлинните лъчи. Електрическата проводимост на елемента също е висока. Основното нещо е да не го прегрявате. Ще се стопи при 660 градуса. Повишете температурата малко по-високо - ще изгори.

Само металът ще изчезне алуминиев оксид. Той също се образува при стандартни условия, но само под формата на повърхностен филм. Предпазва метала. Следователно, той се противопоставя добре на корозия, тъй като достъпът на кислород е блокиран.

Оксидният филм също така предпазва метала от вода. Ако се отстрани плака от повърхността на алуминия, ще започне реакция с H 2 O. Водородните газове ще се отделят дори при стайна температура. Така че, алуминиева лодкане се превръща в дим само благодарение на оксидния филм и защитната боя, нанесени върху корпуса на кораба.

Най-активен алуминиево взаимодействиес неметали. Реакциите с бром и хлор протичат дори при нормални условия. В резултат се образуват алуминиеви соли. Водородните соли се получават чрез комбиниране на 13-ти елемент с киселинни разтвори. Реакцията ще протече и с алкали, но само след отстраняване на оксидния филм. Ще се освободи чист водород.

Приложение на алуминий

Металът се пръска върху огледала. Добро отразяване на светлината. Процесът протича във вакуумни условия. Изработват не само стандартни огледала, но и предмети с огледални повърхности. Това са: керамични плочки, домакински уреди, лампи.

Дует алуминий-мед- дуралуминиева основа. Нарича се просто Dural. Както е добавено. Съставът е 7 пъти по-силен от чистия алуминий, следователно е подходящ за областта на машиностроенето и дизайна на самолети.

Медта дава сила на 13-ия елемент, но не и тежест. Дуралът остава 3 пъти по-лек от желязото. малък маса алуминий- залог за лекота на автомобили, самолети, кораби. Това опростява транспортирането, експлоатацията, намалява цената на продуктите.

Купете алуминийпроизводителите на автомобили също се стремят, защото защитните и декоративни съединения лесно се нанасят върху неговите сплави. Боята се нанася по-бързо и по-равномерно, отколкото върху стомана, пластмаса.

В същото време сплавите са ковки, лесни за обработка. Това е ценно, като се има предвид масата от завои и конструктивни преходи на съвременните модели автомобили.

13-ият елемент не само е лесен за боядисване, но може да действа и като само багрило. Закупен в текстилната индустрия алуминиев сулфат. Той също така е полезен при печата, където са необходими неразтворими пигменти.

Това е интересно решениесулфат алуминийизползва се и за пречистване на вода. В присъствието на "агент" вредните примеси се утаяват и се неутрализират.

Неутрализира 13-тия елемент и киселините. Той е особено добър в тази роля. алуминиев хидроксид. Оценява се във фармакологията, медицината, като добавя към лекарства за киселини.

Хидроксидът се предписва и при язви, възпалителни процеси на чревния тракт. Така че има и аптечно лекарство алуминий. киселинав стомаха - причина да научите повече за такива лекарства.

В СССР също са сечени бронзи с 11% добавка на алуминий. Стойността на знаците е 1, 2 и 5 копейки. Започват да произвеждат през 1926 г., завършват през 1957 г. Но производството на алуминиеви кутии за консерви не е спряно.

Задушено месо, сайра и други закуски на туристите все още се опаковат в контейнери на базата на 13-ти елемент. Такива кутии не реагират с храна, докато са леки и евтини.

Алуминиевият прах е част от много експлозивни смеси, включително пиротехнически. В индустрията се използват подривни механизми на базата на тринитротолуен и натрошен елемент 13. Мощен експлозив се получава и чрез добавяне на амониев нитрат към алуминия.

Нефтената индустрия има нужда алуминиев хлорид. Той играе ролята на катализатор при разлагането на органичната материя на фракции. Маслото има способността да отделя газообразни, леки въглеводороди от бензинов тип, взаимодействащи с хлорида на 13-ия метал. Реактивът трябва да е безводен. След добавяне на хлорид сместа се загрява до 280 градуса по Целзий.

В строителството често смесвам натрийи алуминий. Оказва се добавка към бетона. Натриевият алуминат ускорява втвърдяването му, като ускорява хидратацията.

Скоростта на микрокристализация се увеличава, което означава, че здравината и твърдостта на бетона се увеличават. В допълнение, натриевият алуминат спасява фитингите, положени в разтвора от корозия.

Добив на алуминий

Металът затваря първите три най-разпространени на земята. Това обяснява неговата наличност и широко приложение. Природата обаче не дава елемента на човека в чистата му форма. Алуминият трябва да бъде изолиран от различни съединения. По-голямата част от 13-ия елемент е в боксити. Това са глиноподобни скали, съсредоточени предимно в тропическия пояс.

Бокситът се натрошава, след това се суши, отново се натрошава и се смила в присъствието на малко количество вода. Получава се гъста маса. Загрява се с пара. В същото време, повечето от които боксит също не е лошо се изпарява. Остава оксидът на 13-ия метал.

Поставя се в индустриални бани. Те вече съдържат разтопен криолит. Температурата се поддържа около 950 градуса по Целзий. Нуждаем се и от електрически ток с мощност най-малко 400 kA. Тоест, използва се електролиза, точно както преди 200 години, когато елементът е изолиран от Чарлз Хол.

Преминавайки през горещ разтвор, токът разрушава връзките между метала и кислорода. В резултат на това дъното на ваните остава чисто алуминий. Реакциизавършен. Процесът завършва чрез отливане от утайката и изпращането им до потребителя или, алтернативно, използването им за образуване на различни сплави.

Основното производство на алуминий се намира на същото място като находищата на боксит. На преден план е Гвинея. В недрата му са скрити почти 8 000 000 тона от 13-ия елемент. Австралия е на 2-ро място с показател от 6 000 000. В Бразилия алуминият вече е 2 пъти по-малко. Глобалните резерви се оценяват на 29 000 000 тона.

цена на алуминий

За тон алуминий искат почти 1500 щатски долара. Това са данните на борсите за цветни метали към 20 януари 2016 г. Цената се определя основно от индустриалците. По-точно, цената на алуминия се влияе от тяхното търсене на суровини. Влияе върху исканията на доставчиците и цената на електроенергията, тъй като производството на 13-ти елемент е енергоемко.

Други цени са определени за алуминия. Отива до срива. Цената се обявява за килограм, като естеството на доставения материал е от значение.

Така че за електрически метал те дават около 70 рубли. За хранителния алуминий можете да получите 5-10 рубли по-малко. Същото се плаща и за моторен метал. Ако се наеме смесен сорт, цената му е 50-55 рубли за килограм.

Най-евтиният вид скрап са алуминиевите стърготини. За него успява да спечели само 15-20 рубли. Малко повече ще се даде за 13-ти елемент. Това се отнася до контейнери за напитки, консерви.

Алуминиевите радиатори също са подценени. Цената на килограм скрап е около 30 рубли. Това са средни цифри. В различни региони, в различни точки, алуминият се приема по-скъпо или по-евтино. Често цената на материалите зависи от доставените обеми.

(A l ), ​​галий (Ga ), индий (In ) и талий (T l ).

Както се вижда от дадените данни, всички тези елементи са отворени в XIX век.

Откриване на метали от основната подгрупа III групи

AT	Ал	Га	В	Tl
1806 г	1825 г	1875 г	1863 г	1861 г
Г. Лусак,	Г. Х. Ерстед	Л. дьо Боабодран	Ф. Райх,	У. Крукс
Л. Тенар	(Дания)	(Франция)	И. Рихтер	(Англия)
(Франция)			(Германия)

Борът е неметал. Алуминият е преходен метал, докато галий, индий и талий са пълни метали. По този начин, с увеличаване на атомните радиуси на елементите от всяка група от периодичната система, металните свойства на простите вещества се увеличават.

В тази лекция ще разгледаме по-отблизо свойствата на алуминия.

1. Позицията на алуминия в таблицата на Д. И. Менделеев. Показани са структурата на атома, степените на окисление.

Алуминиевият елемент се намира в III група, основна "А" подгрупа, 3-ти период от периодичната система, сериен номер № 13, относителна атомна масаАр (Ал ) = 27. Неговият съсед отляво в таблицата е магнезий, типичен метал, а отдясно, силиций, който вече не е метал. Следователно алуминият трябва да проявява свойства от някакъв междинен характер и неговите съединения са амфотерни.

Al +13) 2) 8) 3 , p е елемент,

Основно състояние 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1
възбудено състояние 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2

Алуминият проявява степен на окисление +3 в съединения:

Al 0 - 3 e - → Al +3

2. Физични свойства

Алуминият в свободна форма е сребристо-бял метал с висока топло- и електрическа проводимост.Температурата на топене е 650 ° C. Алуминият има ниска плътност (2,7 g / cm 3) - около три пъти по-малко от тази на желязото или медта, и в същото време е издръжлив метал.

3. Да бъдеш сред природата

По отношение на разпространението в природата той заема 1-во място сред металите и 3-то сред елементитена второ място след кислорода и силиция. Процентното съдържание на алуминий в земната кора, според различни изследователи, варира от 7,45 до 8,14% от масата на земната кора.

В природата алуминият се среща само в съединения (минерали).

Някои от тях:

· Боксити - Al 2 O 3 H 2 O (с примеси SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)

· Нефелини - KNa 3 4

· Алунити - KAl(SO 4) 2 2Al(OH) 3

· Алуминий (смеси от каолини с пясък SiO 2, варовик CaCO 3, магнезит MgCO 3)

· Корунд - Al 2 O 3

· Фелдшпат (ортоклаз) - K 2 O × Al 2 O 3 × 6SiO 2

· Каолинит - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O

· алунит - (Na,K) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al (OH) 3

· Берил - 3BeO Al 2 O 3 6SiO 2

Боксит
Al2O3	корунд
	Руби
	сапфир

4. Химични свойства на алуминия и неговите съединения

Алуминият лесно взаимодейства с кислород при нормални условия и е покрит с оксиден филм (придава матов вид).

ДЕМОНСТРАЦИЯ НА ОКСИДЕН ФИЛМ

Дебелината му е 0,00001 мм, но благодарение на него алуминият не корозира. За да се изследват химичните свойства на алуминия, оксидният филм се отстранява. (С помощта на шкурка или химически: първо чрез понижаване в алкален разтвор за отстраняване на оксидния филм, а след това в разтвор на живачни соли, за да се образува алуминиево-живачна сплав - амалгама).

аз. Взаимодействие с прости вещества

Алуминият вече при стайна температура реагира активно с всички халогени, образувайки халогениди. При нагряване взаимодейства със сяра (200 °C), азот (800 °C), фосфор (500 °C) и въглерод (2000 °C), с йод в присъствието на катализатор - вода:

2A l + 3 S \u003d A l 2 S 3 (алуминиев сулфид),

2A l + N 2 \u003d 2A lN (алуминиев нитрид),

A l + P = A l P (алуминиев фосфид),

4A l + 3C \u003d A l 4 C 3 (алуминиев карбид).

2 Al +3 I 2 \u003d 2 A l I 3 (алуминиев йодид) ОПИТ

Всички тези съединения са напълно хидролизирани с образуването на алуминиев хидроксид и съответно сероводород, амоняк, фосфин и метан:

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S

Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4

Под формата на стърготини или прах, той гори ярко във въздуха, отделяйки голямо количество топлина:

4A l + 3 O 2 \u003d 2A l 2 O 3 + 1676 kJ.

ГОРИНЕ НА АЛУМИНИЙ ВЪВ ВЪЗДУХА

ОПИТ

II. Взаимодействие със сложни вещества

Взаимодействие с вода :

2 Al + 6 H 2 O \u003d 2 Al (OH) 3 +3 H 2

без оксиден филм

ОПИТ

Взаимодействие с метални оксиди:

Алуминият е добър редуктор, тъй като е един от активните метали. Той е в серия на активност непосредствено след алкалоземните метали. Така възстановява металите от техните оксиди . Такава реакция - алуминотермията - се използва за получаване на чисти редки метали, като волфрам, ванадий и др.

3 Fe 3 O 4 +8 Al \u003d 4 Al 2 O 3 +9 Fe +В

Термитна смес от Fe 3 O 4 и Al (прах) също се използва при термитно заваряване.

C r 2 O 3 + 2A l \u003d 2C r + A l 2 O 3

Взаимодействие с киселини :

С разтвор на сярна киселина: 2 Al + 3 H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 +3 H 2

Не реагира със студена концентрирана сярна и азотна (пасивира). Следователно азотната киселина се транспортира в алуминиеви резервоари. Когато се нагрява, алуминият е в състояние да намали тези киселини, без да отделя водород:

2A l + 6H 2 S O 4 (конц) \u003d A l 2 (SO 4) 3 + 3 S O 2 + 6H 2 O,

A l + 6H NO 3 (конц) \u003d A l (NO 3) 3 + 3 NO 2 + 3H 2 O.

Взаимодействие с алкали .

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O \u003d 2 Na [ Al(OH)4 ] +3H2

ОПИТ

на[НОл(OH) 4] – натриев тетрахидроксоалуминат

По предложение на химика Горбов по време на Руско-японската война тази реакция е използвана за производство на водород за балони.

Със солеви разтвори:

2 Al + 3 CuSO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3 Cu

Ако повърхността на алуминия се натрие с живачна сол, тогава се получава следната реакция:

2 Ал + 3 HgCl 2 = 2 AlCl 3 + 3 hg

Освободеният живак разтваря алуминия, образувайки амалгама .

Откриване на алуминиеви йони в разтвори : ОПИТ

5. Приложение на алуминия и неговите съединения

Физичните и химичните свойства на алуминия са довели до широкото му използване в технологиите. Авиационната индустрия е основен потребител на алуминий.: 2/3 самолета е изработен от алуминий и неговите сплави. Самолет, изработен от стомана, би бил твърде тежък и можел да превозва много по-малко пътници. Следователно алуминият се нарича крилат метал. Кабелите и проводниците са изработени от алуминий: при същата електропроводимост, тяхната маса е 2 пъти по-малка от съответните медни продукти.

Като се има предвид устойчивостта на корозия на алуминия, то производство на части от апарати и съдове за азотна киселина. Алуминиевият прах е основата за производството на сребърна боя за защита на железните изделия от корозия, както и за отразяване на топлинни лъчи, такава боя се използва за покриване на петролни складове и костюми на пожарникарите.

Алуминиевият оксид се използва за производство на алуминий, а също и като огнеупорен материал.

Алуминиевият хидроксид е основният компонент на добре познатите лекарства Maalox, Almagel, които понижават киселинността на стомашния сок.

Алуминиевите соли са силно хидролизирани. Това свойство се използва в процеса на пречистване на водата. Към водата за пречистване се добавят алуминиев сулфат и малко количество гасена вар, за да се неутрализира получената киселина. В резултат на това се отделя обемна утайка от алуминиев хидроксид, която, утаявайки се, поема със себе си суспендирани частици мътност и бактерии.

По този начин алуминиевият сулфат е коагулант.

6. Получаване на алуминий

1) Съвременният икономически ефективен метод за производство на алуминий е изобретен от Американския Хол и французина Еру през 1886 г. Състои се в електролиза на разтвор на алуминиев оксид в разтопен криолит. Разтопеният криолит Na 3 AlF 6 разтваря Al 2 O 3 както водата разтваря захарта. Електролизата на "разтвор" на алуминиев оксид в разтопен криолит протича така, сякаш криолитът е само разтворител, а алуминиевият оксид е електролит.

2Al 2 O 3 електрически ток → 4Al + 3O 2

В Английската енциклопедия за момчета и момичета статия за алуминия започва със следните думи: „На 23 февруари 1886 г. започва нова метална ера в историята на цивилизацията - ерата на алуминия. На този ден Чарлз Хол, 22-годишен химик, се появи в лабораторията на първия си учител с дузина малки топчета сребристо-бял алуминий в ръка и с новината, че е намерил начин да произведе този метал евтино и в големи количества. Така Хол стана основател на американската алуминиева индустрия и англосаксонски национален герой, като човек, който направи страхотен бизнес от науката.

2) 2Al 2 O 3 +3 C \u003d 4 Al + 3 CO 2

ИНТЕРЕСНО Е:

• Металният алуминий е изолиран за първи път през 1825 г. от датския физик Ханс Кристиан Ерстед. Чрез преминаване на газообразен хлор през слой от горещ алуминиев оксид, смесен с въглища, Oersted изолира алуминиев хлорид без най-малка следа от влага. За да възстанови металния алуминий, Ерстед трябваше да третира алуминиевия хлорид с калиева амалгама. След 2 години немският химик Фридрих Вьолер. Той подобри метода, като замени калиевата амалгама с чист калий.
• През 18-ти и 19-ти век алуминият е основният метал за бижута. През 1889 г. в Лондон Д. И. Менделеев е награден с ценен подарък за заслугите си в развитието на химията - везни от злато и алуминий.
• До 1855 г. френският учен Saint-Clair Deville е разработил процес за производство на алуминиев метал в промишлен мащаб. Но методът беше много скъп. Девил се ползвал със специалното покровителство на Наполеон III, император на Франция. В знак на своята преданост и благодарност Девил изработва за сина на Наполеон, новородения принц, елегантно гравирана дрънкалка – първият „потребителски продукт“ от алуминий. Наполеон дори възнамеряваше да оборудва гвардейците си с алуминиеви кираси, но цената беше непосилна. По това време 1 кг алуминий струваше 1000 марки, т.е. 5 пъти по-скъпо от среброто. Едва с изобретяването на електролитния процес алуминият става толкова ценен, колкото и конвенционалните метали.
• Знаете ли, че алуминият, навлизайки в човешкото тяло, причинява разстройство на нервната система.Когато е в излишък, се нарушава обмяната на веществата. А защитните агенти са витамин С, калций, цинкови съединения.
• Когато алуминият гори в кислород и флуор, се отделя много топлина. Поради това се използва като добавка към ракетното гориво. Ракетата Сатурн изгаря 36 тона алуминиев прах по време на полета си. Идеята за използване на метали като компонент на ракетното гориво е предложена за първи път от F.A. Zander.

СИМУЛАТОРИ

Симулатор № 1 - Характеристики на алуминия по позиция в Периодичната система от елементи на Д. И. Менделеев

Симулатор No2 - Уравнения за реакциите на алуминия с прости и сложни вещества

Симулатор No3 - Химични свойства на алуминия

ЗАДАЧИ ЗА ПОДКРЕПВАНЕ

номер 1 За получаване на алуминий от алуминиев хлорид, металният калций може да се използва като редуциращ агент. Направете уравнение за тази химическа реакция, характеризирайте този процес с помощта на електронен баланс.
Мисля! Защо тази реакция не може да се проведе във воден разтвор?

номер 2 Завършете уравненията на химичните реакции:
Al + H2SO4 (разтвор ) ->
Al + CuCl 2 ->
Al + HNO 3 (конц )-t ->
Al + NaOH + H2O ->

номер 3 Извършете трансформации:
Al -> AlCl 3 -> Al -> Al 2 S 3 -> Al(OH) 3 - t -> Al 2 O 3 -> Al

№ 4 Реши задачата:
Сплав алуминий-мед беше изложена на излишък от концентриран разтвор на натриев хидроксид, докато се нагрява. Изпуснати са 2,24 литра газ (n.o.s.). Изчислете процентния състав на сплавта, ако нейната обща маса е 10 g?

СВОЙСТВА НА АЛУМИНИЯ

съдържание:

Алуминиеви класове

Физически свойства

Свойства на корозия

Механични свойства

Технологични свойства

Приложение

алуминиеви класове.

Алуминият се характеризира с висока електрическа и топлопроводимост, устойчивост на корозия, пластичност и устойчивост на замръзване. Най-важното свойство на алуминия е неговата ниска плътност (около 2,70 g/cc) Точката на топене на алуминия е около 660 C.

Физикохимичните, механичните и технологичните свойства на алуминия са силно зависими от вида и количеството на примесите, което влошава повечето свойства на чистия метал.Основните естествени примеси в алуминия са желязо и силиций. Желязото, например, присъства като независима Fe-Al фаза, намалява електрическата проводимост и устойчивостта на корозия, влошава пластичността, но леко повишава здравината на алуминия.

В зависимост от степента на пречистване първичният алуминий се разделя на алуминий с висока и техническа чистота (GOST 11069-2001). Техническият алуминий включва и марки, маркирани AD, AD1, AD0, AD00 (GOST 4784-97). Технически алуминий от всички степени се получава чрез електролиза на криолит-алуминиеви стопилки. Алуминият с висока чистота се получава чрез допълнително пречистване на технически алуминий. Характеристиките на свойствата на алуминия с висока и висока чистота се обсъждат в книги

1) Металознание за алуминия и неговите сплави. Изд. И. Н. Фридляндер. М. 1971 г.2) Механични и технологични свойства на металите. А. В. Бобилев. М. 1980 г.

Таблицата по-долу предоставя обобщение на повечето класове алуминий. Посочено е и съдържанието на основните му природни примеси - силиций и желязо.

Марка	Ал, %	Si, %	Fe, %	Приложения
Алуминий с висока чистота
A995	99.995	0.0015	0.0015	Химическо оборудване Фолио за кондензаторни плочи Специални цели
A98	99.98	0.006	0.006
A95	99.95	0.02	0.025
Технически клас алуминий
A8 AD000	99.8	0.10 0.15	0.12 0.15	Телен прът за производство кабелни и жични продукти (от A7E и A5E). Суровини за производство на алуминиеви сплави фолио Валцувани продукти (пръчки, ленти, листове, тел, тръби)
A7 AD00	99.7	0.15	0.16 0.25
A6	99.6	0.18	0.25
A5E	99.5	0.10	0.20
A5 AD0	99.5	0.25 0.25	0.30 0.40
AD1	99.3	0.30	0.30
A0 АД	99.0	0.95 До 1,0% общо

Основната практическа разлика между търговския и високо пречистения алуминий е свързана с разликите в устойчивостта на корозия към определени среди. Естествено, колкото по-висока е степента на пречистване на алуминия, толкова по-скъп е той.

Алуминият с висока чистота се използва за специални цели. За производството на алуминиеви сплави, кабелни и телени изделия и валцувани изделия се използва технически алуминий. След това ще говорим за технически алуминий.

Електропроводимост.

Най-важното свойство на алуминия е неговата висока електропроводимост, по която е на второ място след среброто, медта и златото. Комбинацията от висока електрическа проводимост с ниска плътност позволява на алуминия да се конкурира с медта в областта на кабелните и телени продукти.

Електрическата проводимост на алуминия, в допълнение към желязото и силиция, е силно повлияна от хром, манган и титан. Следователно в алуминия, предназначен за производство на токови проводници, се регулира съдържанието на още няколко примеса. Така че, в алуминий от клас A5E с допустимо съдържание на желязо от 0,35% и силиций от 0,12%, сумата от примеси Cr + V + Ti + Mn не трябва да надвишава само 0,01%.

Електрическата проводимост зависи от състоянието на материала. Дългосрочното отгряване при 350 C подобрява проводимостта, докато студеното втвърдяване влошава проводимостта.

Стойността на електрическото съпротивление при температура 20 С еOhm*mm 2 /m или µOhm*m :

0,0277 - откалена алуминиева тел A7E

0,0280 - откалена алуминиева тел A5E

0,0290 - след пресоване, без термична обработка от AD0 алуминий

По този начин специфичното електрическо съпротивление на алуминиевите проводници е приблизително 1,5 пъти по-високо от електрическото съпротивление на медните проводници. Съответно, електрическата проводимост (реципрочната стойност на съпротивлението) на алуминия е 60-65% от електрическата проводимост на медта. Електрическата проводимост на алуминия се увеличава с намаляване на количеството примеси.

Температурният коефициент на електрическо съпротивление на алуминия (0,004) е приблизително същият като този на медта.

Топлопроводимост

Топлопроводимостта на алуминия при 20 C е приблизително 0,50 cal/cm*s*C и се увеличава с увеличаване на чистотата на метала. По топлопроводимост алуминият е на второ място след среброто и медта (около 0,90), три пъти по-висока от топлопроводимостта на меката стомана. Това свойство определя използването на алуминий в охладителни радиатори и топлообменници.

Други физически свойства.

Алуминият има много висока специфична топлина(приблизително 0,22 cal / g * C). Това е много по-високо, отколкото за повечето метали (0,09 за мед). Специфична топлина на топенесъщо е много висок (около 93 cal/g). За сравнение, за медта и желязото тази стойност е приблизително 41-49 cal / g.

Рефлективносталуминият е силно зависим от неговата чистота. За алуминиево фолио с чистота 99,2% коефициентът на отражение на бялата светлина е 75%, а за фолио със съдържание на алуминий 99,5% отражението е вече 84%.

Корозионни свойства на алуминия.

Самият алуминий е много реактивен метал. Това е свързано с използването му в алуминотермията и в производството на експлозиви. Въпреки това, във въздуха алуминият е покрит с тънък (около микрон) филм от алуминиев оксид. С висока якост и химическа инертност, той предпазва алуминия от по-нататъшно окисление и определя високите му антикорозионни свойства в много среди.

В алуминия с висока чистота оксидният филм е непрекъснат и непорест и има много силна адхезия към алуминия. Поради това алуминият с висока и специална чистота е много устойчив на действието на неорганични киселини, основи, морска вода и въздух. Адхезията на оксидния филм към алуминия в местата, където се намират замърсяванията, се влошава значително и тези места стават уязвими на корозия. Следователно алуминият с техническа чистота има по-ниско съпротивление. Например, по отношение на слаба солна киселина, устойчивостта на рафинирания и технически алуминий се различава 10 пъти.

Алуминият (и неговите сплави) обикновено проявява точкова корозия. Следователно стабилността на алуминия и неговите сплави в много среди се определя не от промяна в теглото на пробите и не от скоростта на проникване на корозия, а от промяна в механичните свойства.

Съдържанието на желязо има основно влияние върху корозионните свойства на търговския алуминий. По този начин скоростта на корозия в 5% разтвор на HCl за различни степени е (in):

Марка	СъдържаниеАл	Съдържание на Fe	Скорост на корозия
A7	99.7 %	< 0.16 %	0.25 – 1.1
A6	99.6%	< 0.25%	1.2 – 1.6
A0	99.0%	< 0.8%	27 - 31

Наличието на желязо също намалява устойчивостта на алуминия към основи, но не влияе на устойчивостта на сярна и азотна киселини. Като цяло корозионната устойчивост на техническия алуминий, в зависимост от чистотата, се влошава в този ред: A8 и AD000, A7 и AD00, A6, A5 и AD0, AD1, A0 и AD.

При температури над 100С алуминият взаимодейства с хлора. Алуминият не взаимодейства с водорода, но го разтваря добре, така че е основният компонент на газовете, присъстващи в алуминия. Водната пара, която се дисоциира при 500 С, има вредно въздействие върху алуминия, при по-ниски температури ефектът на парата е незначителен.

Алуминият е стабилен в следните среди:

индустриална атмосфера

Естествена прясна вода до температури от 180 C. Скоростта на корозия се увеличава с аерация,

примеси от сода каустик, солна киселина и сода.

Морска вода

Концентрирана азотна киселина

Киселинни соли на натрий, магнезий, амоний, хипосулфит.

Слаби (до 10%) разтвори на сярна киселина,

100% сярна киселина

Слаби разтвори на фосфор (до 1%), хром (до 10%)

Борна киселина във всякаква концентрация

Оцет, лимон, вино. ябълчена киселина, кисели плодови сокове, вино

Разтвор на амоняк

Алуминият е нестабилен в такива среди:

Разредена азотна киселина

Солна киселина

Разредена сярна киселина

Флуороводородна и бромоводородна киселина

Оксалова, мравчена киселина

Разтвори на каустични алкали

Вода, съдържаща соли на живак, мед, хлоридни йони, които разрушават оксидния филм.

контактна корозия

При контакт с повечето технически метали и сплави, алуминият служи като анод и неговата корозия ще се увеличи.

Механични свойства

Модул на еластичност Е \u003d 7000-7100 kgf / mm 2 за технически алуминий при 20 C. С увеличаване на чистотата на алуминия стойността му намалява (6700 за A99).

Модул на срязване г \u003d 2700 kgf / mm 2.

Основните параметри на механичните свойства на техническия алуминий са дадени по-долу:

Параметър	Мерна единица rev.	деформирана	Отгряван
Провлачване? 0.2	kgf/mm 2	8 - 12	4 - 8
Издръжливост на опън? в	kgf/mm 2	13 - 16
Удължаване при скъсване?		5 – 10	30 – 40
Относително свиване при прекъсване		50 - 60	70 - 90
Якост на срязване	kgf/mm 2
Твърдост	HB	30 - 35

Дадените цифри са много показателни:

1) За откален и отлят алуминий тези стойности зависят от техническия клас на алуминий. Колкото повече примеси, толкова по-голяма е здравината и твърдостта и толкова по-ниска е пластичността. Например, твърдостта на отлятия алуминий е: за A0 - 25HB, за A5 - 20HB и за алуминий с висока чистота A995 - 15HB. Якостта на опън за тези случаи е: 8,5; 7,5 и 5 kgf / mm 2 и удължение 20; 30 и 45% съответно.

2) За деформирания алуминий механичните свойства зависят от степента на деформация, вида на валцувания продукт и неговите размери. Например, якостта на опън е най-малко 15-16 kgf / mm 2 за тел и 8 - 11 kgf / mm 2 за тръби.

Въпреки това, във всеки случай техническият алуминий е мек и крехък метал. Ниската граница на провлачване (дори за твърдо обработена стомана не надвишава 12 kgf/mm 2) ограничава използването на алуминий по отношение на допустимите натоварвания.

Алуминият има ниска якост на пълзене: при 20 C тя е 5 kgf/mm 2, а при 200 C е 0,7 kgf/mm 2. За сравнение: за медта тези цифри са съответно 7 и 5 kgf / mm 2.

Ниската температура на топене и температурата на началото на рекристализацията (за технически алуминий е около 150 C), ниската граница на пълзене ограничава температурния диапазон на работа на алуминия от страната на високите температури.

Пластичността на алуминия не се влошава при ниски температури, до хелий. Когато температурата падне от +20 C до -269 C, якостта на опън се увеличава 4 пъти за технически алуминий и 7 пъти за алуминий с висока чистота. Границата на еластичност в този случай се увеличава с коефициент 1,5.

Устойчивостта на замръзване на алуминия прави възможно използването му в криогенни устройства и конструкции.

Технологични свойства.

Високата пластичност на алуминия прави възможно производството на фолио (с дебелина до 0,004 мм), дълбоко изтеглени продукти и използването му за нитове.

Алуминият с техническа чистота показва крехкост при високи температури.

Обработваемостта е много ниска.

Температурата на рекристализационно отгряване е 350-400 С, температурата на темпериране е 150 С.

Заваряемост.

Трудностите при заваряване на алуминий се дължат на 1) наличието на силен инертен оксиден филм, 2) висока топлопроводимост.

Въпреки това алуминият се счита за силно заваряем метал. Заваръчният шев има здравината на основния метал (откален) и същите корозионни свойства. За подробности относно заваряването на алуминий вижте напр.www. заваръчна площадка.com.ua

Приложение.

Поради ниската си якост алуминият се използва само за ненатоварени конструктивни елементи, когато са важни висока електрическа или топлопроводимост, устойчивост на корозия, пластичност или заваряемост. Частите са свързани чрез заваряване или нитове. Техническият алуминий се използва както за леене, така и за производство на валцувани продукти.

В склада на предприятието винаги има листове, тел и гуми от технически алуминий.

(вижте съответните страници на уебсайта). По поръчка се доставят прасета А5-А7.

Алуминият е елемент от 13-та група на периодичната таблица на химичните елементи, трети период, с атомен номер 13. Принадлежи към групата на леките метали. Най-разпространеният метал и третият най-разпространен химичен елемент в земната кора (след кислорода и силиция).

Простата субстанция алуминият е лек, парамагнитен сребристо-бял метал, лесно формован, отлив и машинно обработен. Алуминият има висока топло- и електрическа проводимост, устойчивост на корозия поради бързото образуване на силни оксидни филми, които предпазват повърхността от по-нататъшно взаимодействие.

Съвременният метод за получаване, процесът Hall-Héroult. Състои се в разтваряне на алуминиев оксид Al2O3 в стопилка от Na3AlF6 криолит, последвано от електролиза с помощта на консумативи коксови или графитни анодни електроди. Този метод за получаване изисква много големи количества електричество и затова получава индустриално приложение едва през 20-ти век.

Лабораторен метод за получаване на алуминий: редукция на безводен алуминиев хлорид с метален калий (реакцията протича при нагряване без въздух):

Сребристо-бял метал, лек, плътност - 2,7 g / cm³, точка на топене за технически алуминий - 658 ° C, за алуминий с висока чистота - 660 ° C, висока пластичност: за технически - 35%, за чист - 50%, валцуван на тънък лист и дори фолио. Алуминият има висока електрическа проводимост (37 106 S/m) и топлопроводимост (203,5 W/(m K)), 65%, има висока светлоотразителна способност.

Алуминият образува сплави с почти всички метали. Най-известни са сплавите с мед и магнезий (дуралуминий) и силиций (силумин).

По разпространение в земната кора Земята заема 1-во място сред металите и 3-то място сред елементите, на второ място след кислорода и силиция. Масовата концентрация на алуминий в земната кора според различни изследователи се оценява на 7,45 до 8,14%. В природата алуминият, поради високата си химическа активност, се среща почти изключително под формата на съединения.

Естественият алуминий се състои почти изцяло от един стабилен изотоп, 27Al, с незначителни следи от 26Al, най-дългоживеещият радиоактивен изотоп с период на полуразпад от 720 000 години, произведен в атмосферата чрез разделяне на 40Ar аргонови ядра от високоенергийни космически лъчеви протони.

При нормални условия алуминият е покрит с тънък и здрав оксиден филм и следователно не реагира с класическите окислители: с H2O (t°), O2, HNO3 (без нагряване). Поради това алуминият практически не е подложен на корозия и следователно е широко търсен от съвременната индустрия. Въпреки това, когато оксидният филм се разруши (например при контакт с разтвори на амониеви соли NH4 +, горещи алкали или в резултат на амалгамиране), алуминият действа като активен редуциращ метал. Възможно е да се предотврати образуването на оксиден филм чрез добавяне на метали като галий, индий или калай към алуминия. В този случай повърхността на алуминия се навлажнява от нискотопими евтектици на основата на тези метали.

Лесно реагира с прости вещества:

с кислород за образуване на алуминиев оксид:

с халогени (с изключение на флуор), образуващи хлорид, бромид или алуминиев йодид:

реагира с други неметали при нагряване:

с флуор, образувайки алуминиев флуорид:

със сяра, образувайки алуминиев сулфид:

с азот за образуване на алуминиев нитрид:

с въглерод, образуващ алуминиев карбид:

Алуминиевият сулфид и алуминиевият карбид са напълно хидролизирани:

Със сложни вещества:

с вода (след отстраняване на защитния оксиден филм, например чрез сливане или горещи алкални разтвори):

с алкали (с образуването на тетрахидроксоалуминати и други алуминати):

Лесно разтворим в солна и разредена сярна киселини:

При нагряване се разтваря в киселини - окислители, които образуват разтворими алуминиеви соли:

възстановява металите от техните оксиди (алуминотермия):

44. Алуминиеви съединения, техните амфотерни свойства

Електронната конфигурация на външното ниво на алуминия е … 3s23p1.

Във възбудено състояние един от s-електроните преминава към свободна клетка на p-подниво, това състояние съответства на валентност III и степен на окисление +3. Във външния електронен слой на алуминиевия атом има свободни d-поднива.

Най-важните природни съединения са алумосиликатите:

бяла глина Al2O3 ∙ 2SiO2 ∙ 2H2O, фелдшпат K2O ∙ Al2O3 ∙ 6SiO2, слюда K2O ∙ Al2O3 ∙ 6SiO2 ∙ H2O

От останалите естествени форми на разпространение на алуминия най-голямо значение имат бокситите А12Оз ∙ nН2О, корундовите минерали А12Оз и криолита А1Fз ∙3NaF.

Лек, сребристо-бял, пластичен метал, провежда добре електричество и топлина.

Във въздуха алуминият е покрит с най-тънкия (0,00001 mm), но много плътен оксиден филм, който предпазва метала от по-нататъшно окисляване и му придава матов вид.

Алуминиев оксид А12О3

Бяло твърдо вещество, неразтворимо във вода, точка на топене 2050°C.

Естественият A12O3 е минералът корунд. Прозрачни цветни кристали от корунд - червен рубин - съдържа примес на хром - и син сапфир - примес от титан и желязо - скъпоценни камъни. Те също се получават изкуствено и се използват за технически цели, например за производство на части за прецизни инструменти, камъни в часовници и др.

Химични свойства

Алуминиевият оксид проявява амфотерни свойства

1. взаимодействие с киселини

А12О3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

2. взаимодействие с алкали

А12О3 + 2NaOH – 2NaAlO2 + H2O

Al2O3 + 2NaOH + 5H2O = 2Na

3. При нагряване на смес от оксид на съответния метал с алуминиев прах настъпва бурна реакция, водеща до освобождаване на свободен метал от поетия оксид. Методът на редукция с Al (алуминий) често се използва за получаване на редица елементи (Cr, Mn, V, W и др.) в свободно състояние

2A1 + WO3 = A12Oz + W

4. взаимодействие със соли със силно алкална среда поради хидролиза

Al2O3 + Na2CO3 = 2 NaAlO2 + CO2

Алуминиев хидроксид A1(OH)3

Al(OH)3 е обемна бяла желатинова утайка, практически неразтворима във вода, но лесно разтворима в киселини и силни основи. Следователно има амфотеричен характер.

Алуминиевият хидроксид се получава чрез обменна реакция на разтворими алуминиеви соли с основи.

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓

Тази реакция може да се използва като качествена за йона Al3+

Химични свойства

1. взаимодействие с киселини

Al(OH)3 +3HCl = 2AlCl3 + 3H2O

2. при взаимодействие със силни основи се образуват съответните алуминати:

NaOH + A1(OH)3 = Na

3. термично разлагане

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

Алуминиевите соли се подлагат на катионна хидролиза, средата е кисела (рН< 7)

Al3+ + H+OH- ↔ AlOH2+ + H+

Al(NO3)3 + H2O↔ AlOH(NO3)2 + HNO3

Разтворимите соли на алуминия и слабите киселини се подлагат на пълна (необратима хидролиза)

Al2S3+ 3H2O = 2Al(OH)3 +3H2S

Алуминиев оксид Al2O3 - е част от някои антиациди (например Almagel), използвани за повишена киселинност на стомашния сок.

КAl(SO4)3 12H2О - калиева стипца се използва в медицината за лечение на кожни заболявания, като кръвоспиращо средство. Използва се и като танин в кожарската промишленост.

(CH3COO)3Al - течност на Буров - 8% разтвор на алуминиев ацетат има стягащо и противовъзпалително действие, във високи концентрации има умерени антисептични свойства. Използва се в разредена форма за изплакване, лосиони, при възпалителни заболявания на кожата и лигавиците.

AlCl3 - използва се като катализатор в органичния синтез.

Al2(SO4)3 18 H20 - използва се при пречистване на вода.

Характеристика на алуминия

индустрия за качество на алуминий метал

Алуминият е най-разпространеният метал в земната кора. Съдържанието му се оценява на 7,45% (повече от желязото, което е само 4,2%). Алуминият като елемент е открит наскоро, през 1825 г., когато са получени първите малки бучки от този метал. Началото на неговото индустриално развитие датира от края на миналия век. Тласък за това е разработването през 1886 г. на метод за получаването му чрез електролиза на алуминиев триоксид, разтворен в криолит. Принципът на метода е в основата на съвременното промишлено извличане на алуминий от алуминий във всички страни по света.

На външен вид алуминият е лъскав, сребристо бял метал. На въздух той бързо се окислява, като се покрива с тънък бял матов филм от AlO. Този филм има високи защитни свойства, следователно, покрит с такъв филм, алуминият е устойчив на корозия.

Алуминият лесно се разрушава от разтвори на каустични алкали, солна и сярна киселини. В концентрирана азотна киселина и органични киселини има висока устойчивост.

Най-характерните физични свойства на алуминия са неговата ниска относителна плътност от 2,7, както и относително висока топлинна и електрическа проводимост. При 0C електрическата проводимост на алуминия, т.е. електрическата проводимост на алуминиев проводник с напречно сечение 1 mm и дължина 1 m е 37 1 ома.

Устойчивостта на корозия и особено електрическата проводимост на алуминия е толкова по-висока, колкото по-чист е, толкова по-малко примеси съдържа.

Точката на топене на алуминия е ниска, приблизително 660С. Въпреки това, неговата латентна топлина на топене е много голяма - около 100 cal g, следователно е необходимо голямо количество топлина за стопяване на алуминия, отколкото за стопяване на същото количество, например огнеупорна мед, която има точка на топене 1083 C, латентна топлина на сливане от 43 cal g.

Механичните свойства на алуминия се характеризират с висока пластичност и ниска якост. Валцовият и откален алуминий има = 10 kg mm, и твърдост HB25, = 80% и = 35%.

Кристалната решетка на алуминия е лицево-центриран куб с параметър (размер на страната) 4,04 при 20 С. Алуминият няма алотропни трансформации.

В природата алуминият се среща под формата на алуминиеви руди: боксити, нефелини, алунити и каолини. Най-важната руда, на която се основава по-голямата част от световната алуминиева индустрия, е бокситът.

Получаването на алуминий от руди се състои от два последователни етапа - първо се произвежда алуминий (AlO), а след това от него се получава алуминий.

Понастоящем известните методи за производство на алуминиев триоксид могат да бъдат разделени на три групи: алкални, киселинни и електротермични. Най-широко използваните алкални методи.

При някои разновидности на алкални методи, бокситът, дехидратиран при 1000 С, се смила в топкови мелници, смесва се в определени пропорции с креда и сода и се синтерова, за да се получи водоразтворим твърд натриев алуминат чрез реакцията

AlO + NaCO = AlO NaO + CO

Синтерованата маса се раздробява и излугва с вода, докато натриевият алуминат преминава в разтвор.

При други разновидности на алкалния метод, съдържащият се в боксита алуминиев триоксид се свързва в натриев алуминат чрез директно третиране на рудата с алкали. В този случай веднага се получава разтвор на алуминат във вода.

И в двата случая образуването на воден разтвор на натриев алуминат води до отделянето му от неразтворимите компоненти на рудата, които са предимно оксиди и хидроксиди на силиций, желязо и титан. Отделянето на разтвора от неразтворимата утайка, наречена червена кал, се извършва в утаителни резервоари.

Към получения разтвор при 125 С и налягане от 5 часа сутринта се добавя вар, което води до десиликонизация - CaSiO се утаява, образувайки бяла утайка. Пречистеният от силиций разтвор, след отделянето му от бяла кал, се обработва с въглероден диоксид при 60-80 С, в резултат на което се утаява кристален алуминиев хидрат:

AlONaO + 3H2O + CO = 2Al(OH) + NaCO.

Измива се, подсушава се и се калцинира. Калцинирането води до образуването на алуминиев триоксид:

2Al(OH) = AlO + 3H2O.

Описаният метод осигурява доста пълно извличане на алуминиев оксид от боксит - около 80%.

Получаването на метален алуминий от алуминий се състои в електролитното му разлагане на съставните му части - на алуминий и кислород. Електролитът в този процес е разтвор на алуминиев триоксид в криолит (AlF 3NaF). Криолитът, притежаващ способността да разтваря алуминиев оксид, едновременно понижава точката на топене. Алуминиевият триоксид се топи при температура около 2000 С, а точката на топене на разтвор, състоящ се например от 85% криолит и 15% алуминиев триоксид, е 935 С.

Схемата на електролизата на алуминиев триоксид е доста проста, но технологично този процес е сложен и изисква големи количества електроенергия.

В дъното на банята с добра топлоизолация 1 и въглеродна опаковка 2 са поставени катодни гуми 3, свързани към отрицателния полюс на източника на електрически ток. Електродите 5 са ​​прикрепени към анодната шина 4. Преди началото на електролизата, тънък слой кокс се излива върху дъното на ваната, електродите се спускат, докато влязат в контакт с нея, и токът се включва. Когато въглеродната опаковка се нагрява, постепенно се въвежда криолит. Когато дебелината на слоя на разтопения криолит е 200-300 mm, алуминиевият оксид се зарежда в размер на 15% от количеството криолит. Процесът протича при 950-1000 С.

Под действието на електрически ток двуалуминиевият оксид разлага алуминия и кислорода. Течен алуминий 6 се натрупва върху въглищното дъно (дъното на въглищната баня), което е катодът, а кислородът се комбинира с въглерода на анодите, като постепенно ги изгаря. Криолитът се изразходва незначително. Периодично се добавя алуминий, електродите се спускат постепенно надолу, за да се компенсира изгорялата част, а натрупаният течен алуминий се изпуска в черпак 8 на определени интервали.

По време на електролизата на 1 тон алуминий се изразходват около 2 тона алуминий, 0,6 тона въглеродни електроди, служещи за аноди, 0,1 тона криолит и от 17 000 до 18 000 kWh електроенергия.

Суровият алуминий, получен чрез електролиза на алуминий, съдържа метални примеси (желязо, силиций, титан и натрий), разтворени газове, основният от които е водород, и неметални включвания, които са частици от алуминий, въглища и криолит. В това състояние той е неподходящ за употреба, тъй като има ниски свойства, така че трябва да бъде рафиниран. Неметалните и газообразните примеси се отстраняват чрез претопяване и продухване на метала с хлор. Металните примеси могат да бъдат отстранени само чрез сложни електролитни методи.

След рафиниране се получават търговски марки алуминий.

Чистотата на алуминия е решаващ показател, който влияе върху всички негови свойства, така че химичният състав е в основата на класификацията на алуминия.

Желязото и силиция са неизбежни примеси от производството на алуминий. И двете са вредни в алуминия. Желязото не се разтваря в алуминия, но образува с него крехки химични съединения FeAl и Fe2Al. Алуминият образува евтектична механична смес със силиций при 11,7% Si. Тъй като разтворимостта на силиция при стайна температура е много ниска (0,05%), дори с малко количество силиций, той образува Fe + Si евтектика и включвания на много твърди (HB 800) крехки силициеви кристали, които намаляват пластичността на алуминия . При съвместното присъствие на силиций и желязо се образуват трикомпонентно химично съединение и троична евтектика, които също намаляват пластичността.

Контролираните примеси в алуминия са желязо, силиций, мед и титан.

Алуминият от всички класове съдържа повече от 99% Al. Количественият превишение на тази стойност в стотни или десети от процента е посочено в името на марката след началната буква A. Така марката A85 съдържа 99,85% Al. Изключение от този принцип на маркиране са класове A AE, в които съдържанието на алуминий е същото като в класове A0 и A5, но различно съотношение на примеси от желязо и силиций, включени в състава.

Буквата E в марката AE означава, че алуминият от тази марка е предназначен за производство на електрически проводници. Допълнително изискване за свойствата на алуминия е ниското електрическо съпротивление, което за проводник, направен от него, трябва да бъде не повече от 0,0280 ohm mm m при 20 C.

Алуминият се използва за производството на продукти и сплави на негова основа, чиито свойства изискват висока степен на чистота.

В зависимост от предназначението, алуминият може да се произвежда в различни форми. Алуминият от всички степени (висока и техническа чистота), предназначен за претопяване, се отлива под формата на блокове с тегло 5; 15 и 1000 кг. Техните гранични стойности са, както следва: височина от 60 до 600 мм, ширина от 93 до 800 мм и дължина от 415 до 1000 мм.

Ако алуминият е предназначен за валцоване на листове и ленти, тогава плоските блокове със седемнадесет размера се отливат по непрекъснат или полунепрекъснат метод. Дебелината им варира от 140 до 400 мм, ширината - от 560 до 2025 мм, а теглото на 1 м дължина на слитъка - от 210 до 2190 кг. Дължината на слитъка се договаря с клиента.

Основният вид контрол на алуминия, както в блокове, така и в плоски блокове, е проверката на химичния състав и съответствието му с марковия. Слитки и блокове, предназначени за обработка под налягане, са обект на допълнителни изисквания, като липса на черупки, газови мехурчета, пукнатини, шлака и други чужди включвания.

За деоксидация на стоманата по време на нейното топене, както и за производството на феросплави и за алуминотермията може да се използва по-евтин алуминий с по-ниска чистота от посочената в таблицата „Чистота на алуминия от различни степени”. За тази цел индустрията произвежда шест класа алуминий в блокове с тегло от 3 до 16,5 kg, съдържащи от 98,0 до 87,0% Al. В тях съдържанието на желязо достига 2,5%, а силиций и мед до 5%.

Използването на алуминий се дължи на особеността на неговите свойства. Комбинацията от лекота с достатъчно висока електрическа проводимост дава възможност да се използва алуминий като проводник на електрически ток, като се заменя с по-скъпа мед. Разликата в електрическата проводимост на медта (631 ома) и алуминия (371 ома) се компенсира чрез увеличаване на напречното сечение на алуминиевия проводник. Малката маса на алуминиевите проводници прави възможно окачването им с много по-голямо разстояние между опорите, отколкото в случая на медни проводници, без страх от счупване на проводника под въздействието на собственото му тегло. От него се правят и кабели, гуми, кондензатори, токоизправители. Високата устойчивост на корозия на алуминия го прави в някои случаи незаменим материал в химическото инженерство, например за производството на оборудване, използвано при производството, съхранението и транспортирането на азотна киселина и нейните производни.

Широко се използва и в хранително-вкусовата промишленост – от него се правят различни прибори за готвене. В този случай се използва не само неговата устойчивост на органични киселини, но и високата му топлопроводимост.

Високата пластичност позволява алуминият да се навива във фолио, което сега напълно замени по-скъпото калай фолио, използвано по-рано. Фолиото служи като опаковка за голямо разнообразие от хранителни продукти: чай, шоколад, тютюн, сирене и др.

Алуминият се използва по същия начин като антикорозионно покритие на други метали и сплави. Може да се прилага чрез облицовка, дифузионно покритие и други методи, включително боядисване на алуминий с бои и лакове. Особено широко разпространена е алуминиевата облицовка на плосковалцувани продукти от по-малко устойчиви на корозия алуминиеви сплави.

Химическата активност на алуминия по отношение на кислорода се използва за разкисляване при производството на полутиха и спокойна стомана и за производството на трудновъзстановими метали чрез изместване на алуминия от техните кислородни съединения.

Алуминият се използва като легиращ елемент в различни стомани и сплави. Придава им специфични свойства. Например, повишава устойчивостта на топлина на сплави на базата на желязо, мед, титан и някои други метали.

Можете да назовете други области на приложение на алуминия с различна степен на чистота, но най-голямото количество от него се изразходва за получаване на различни леки сплави на негова основа. Подробности за основните са дадени по-долу.

Като цяло използването на алуминий в различни сектори на икономиката, като се използва примера на развитите капиталистически страни, се оценява от следните цифри: транспортно инженерство 20-23% (включително автомобилната индустрия 15%), строителство 17-18%, електротехника 10-12%, производство на опаковъчни материали 9-10%, производство на дълготрайни потребителски стоки 9-10%, общо инженерство 8-10%.

Алуминият придобива все повече и повече нови области на приложение, въпреки конкуренцията на други материали и особено на пластмасите.

Основните промишлени руди, съдържащи алуминий, са боксит, нефелин, алунит и каолин.

Качеството на тези руди се оценява по съдържанието им на алуминиев триоксид Al O, който съдържа 53% Al. От останалите показатели за качеството на алуминиевите руди най-важен е съставът на примесите, чиято вредност и полезност се определят от използването на рудата.

Бокситът е най-добрата и основна суровина в света за производство на алуминий. Използва се и за производство на изкуствен корунд, силно огнеупорни продукти и за други цели. Според химичния си състав тази седиментна скала е смес от алуминиев триоксид AlO nH2O с оксиди на желязо, силиций, титан и други елементи. Най-често срещаните хидрати на алуминиев триоксид, които съставляват бокситите, са минералите диаспора, бемит и хидрагелит. Съдържанието на алуминиев триоксид в боксита, дори в едно находище, варира в много широк диапазон, от 35 до 70%.

Минералите, включени в състава на боксита, образуват много рядка смес, което затруднява обогатяването. В индустрията се използва основно сурова руда. Процесът на извличане на алуминий от руда е сложен, много енергоемък и се състои от два етапа: първо се извлича алуминий, а след това от него се получава алуминий.

Предмет на световната търговия са както самият боксит, така и алуминиевия оксид, извлечен от него или други руди.

На територията на ОНД бокситните находища са неравномерно разпределени, а бокситът от различни находища е с неравномерно качество. В Урал се намират находищата на най-висококачествените боксити. Големи запаси от боксит има и в европейската част на ОНД и в Западен Казахстан.

От индустриализираните страни сега практически е осигурена само Франция, където за първи път започва нейното развитие. Неговите надеждни и вероятни запаси в тази група държави през 1975 г. се оценяват на 4,8 милиарда тона (включително 4,6 милиарда тона в Австралия), докато в развиващите се страни на 12,5 милиарда тона, главно в Африка и Латинска Америка (най-богатите са Гвинея, Камерун, Бразилия, Ямайка).

През следвоенния период кръгът от страни, в които се добива боксит и произвежда първичен алуминий, рязко се разшири. През 1950 г. бокситът е добиван само в 11 страни, без СССР, включително три над 1 милион тона (Суринам, Гвиана, САЩ) и четири над 0,1 милиона тона всяка (Франция, Индонезия, Италия, Гана). До 1977 г. обемът на производството се увеличава 12 пъти и географията му се променя драстично (повече от половината от производството на капиталистическия свят идва от развиващите се страни).

За разлика от развиващите се страни, Австралия, богата на гориво, преработва по-голямата част от добивания боксит (главно на полуостров Йорк, най-голямото находище на боксити в света) в алуминиев оксид, като играе решаваща роля в световния износ. Не е пример за нея, страните от Карибите и Западна Африка изнасят предимно боксит. Това засяга както политически причини (световните алуминиеви монополи предпочитат производството на алуминиев оксид извън зависимите страни за добив на боксити), така и чисто икономически: бокситите, за разлика от рудите от тежки цветни метали, са транспортируеми (съдържат 35-65% алуминиев диоксид ), а производството на алуминиев триоксид изисква значителни специфични разходи, каквито по-голямата част от страните производителки на боксити нямат.

В опит да се противопоставят на диктата на световните алуминиеви монополи, страните износителки на боксит през 1973 г. създават организацията „Международна асоциация на страните, добиващи боксит“ (IABS). Включва Австралия, Гвинея, Гвиана, Ямайка и Югославия; по-късно се присъединяват Доминиканската република, Хаити, Гана, Сиера Леоне, Суринам, докато Гърция и Индия стават страни наблюдатели. В годината на създаване тези държави представляват приблизително 85% от добива на боксит в несоциалистическите държави.

Алуминиевата промишленост се характеризира с териториална разлика както между добива на боксит и производството на алуминий, така и между последното и топенето на първичен алуминий. Най-голямото производство на алуминий (до 1-1,3 милиона тона годишно) е локализирано както в алуминиеви топилни предприятия (например в канадския завод в Арвида в Квебек, който заема 0,4 милиона тона алуминий годишно по отношение на производствения капацитет), така и в пристанища за износ на боксити (например Паранам в Суринам), както и по маршрутите на боксит от второто до първото - например в САЩ на брега на Мексиканския залив (Корпус Кристи, Пойнт Комфорт).

У нас всички добивани боксити са разделени на десет класа. Основната разлика между бокситите от различни степени е, че те съдържат различни количества от основния извличащ се компонент, алуминиев оксид, и имат различни стойности на силициевия модул, т.е. различно съдържание на алуминиев триоксид спрямо съдържанието на примеси от силициев диоксид, вредни в бокситите (AlO SiO). Силициевият модул е ​​много важен показател за качеството на бокситите, от който до голяма степен зависи тяхното приложение и технология на обработка.

Съдържанието на влага в боксити от всякакви класове се установява в зависимост от тяхното находище: най-ниското съдържание на влага (не повече от 7%) е установено за боксити от Южноуралските находища и съответно за Северноуралските, Каменско-Уралските и Тихвинските находища. , не повече от 12, 16 и 22%. Индикаторът за влажност не е знак за отказ и служи само за разплащания с потребителя.

Бокситът се доставя на парчета не по-големи от 500 мм. Транспортира се в насипно състояние на платформи или в гондоли.