Prezzi dell'alluminio, occorrenza, estrazione e uso

L'alluminio (spesso nell'area della lingua anglo-americana anche l'alluminio) è un elemento chimico con l'elemento simbolo Al e il numero atomico 13. Nella tavola periodica l'alluminio appartiene al terzo gruppo principale e all'13. Gruppo IUPAC, il gruppo Boron, precedentemente noto come Earth Metal Group. Esistono numerosi composti di alluminio.

L'alluminio è un metallo leggero bianco-argenteo. Nell'involucro della terra, è il terzo elemento più abbondante, dopo ossigeno e silicio, e il metallo più abbondante nella crosta terrestre.

Nella tecnologia dei materiali, per "alluminio" si intendono tutti i materiali basati sull'elemento alluminio. Questi includono alluminio puro (almeno 99,0% Al), alluminio ad alta purezza (min 99,7% Al) e, in particolare, leghe di alluminio, che hanno resistenze paragonabili all'acciaio, a solo un terzo della sua densità.

L'alluminio, che si presenta in natura solo sotto forma di composti chimici ma non come metallo, è stato scoperto all'inizio di 19. Secolo. All'inizio 20. Century ha iniziato la produzione di massa industriale.

L'estrazione avviene nelle fonderie di alluminio a partire dalla bauxite minerale, prima nel processo Bayer, che viene utilizzato per estrarre l'ossido di alluminio, quindi nel processo Hall-Héroult di un processo di elettrolisi a sale fuso, in cui viene recuperato l'alluminio. 2016 115 milioni di tonnellate di ossido di alluminio (Al2O3) sono state prodotte in tutto il mondo. Ciò ha prodotto 54,6 milioni di tonnellate di alluminio primario.

Il metallo è molto basico e reagisce nei punti appena tagliati a temperatura ambiente con aria e acqua all'allumina. Tuttavia, questo forma immediatamente uno strato sottile, impermeabile all'aria e all'acqua (passivazione), proteggendo così l'alluminio dalla corrosione. L'alluminio puro ha una bassa resistenza; è molto più alto per le leghe. La conduttività elettrica e termica è elevata, motivo per cui l'alluminio viene utilizzato per cavi leggeri e scambiatori di calore.

Uno dei prodotti più noti è il foglio di alluminio. Altri includono componenti di veicoli e macchinari, cablaggi elettrici, tubi, lattine e articoli per la casa. Il riciclaggio dell'alluminio raggiunge tassi mondiali di circa lo 40%.

Storia

1782 suggerì per la prima volta a Lavoisier che il terreno di alghe (allumina, derivato dall'allume latino "allume") era un ossido di un elemento precedentemente sconosciuto nell'1754 di Marggraf da una soluzione di allume. Infine, 1825 è riuscito a renderlo al danese Hans Christian Ørsted reagendo al cloruro di alluminio (AlCl3) con amalgama di potassio, per cui il potassio è servito da agente riducente:

Davy, che aveva anche provato a lungo alla presentazione del nuovo elemento, ha introdotto da 1807 le varianti di nome alumium, alluminio e alluminio, di cui convivono gli ultimi due in inglese fino ad oggi.

1827 successe a Friedrich Wöhler con lo stesso metodo di Ørsted, ma usando potassio metallico come agente riducente per ottenere alluminio puro. Henri Étienne Sainte-Claire Deville ha perfezionato il processo Wöhler in 1846 e lo ha pubblicato in un libro su 1859. Attraverso questo processo migliorato, la resa della produzione di alluminio è aumentata e, di conseguenza, il prezzo dell'alluminio, che era stato in precedenza superiore a quello dell'oro, è sceso a un decimo in dieci anni.

1886 è stato sviluppato in modo indipendente da Charles Martin Hall e Paul Héroult per nominare il processo di elettrolisi per la produzione di alluminio che prende il loro nome: il processo Hall-Héroult. 1889 Carl Josef Bayer ha sviluppato il processo Bayer che porta il suo nome per l'isolamento di allumina pura dalle bauxiti. L'alluminio è ancora oggi prodotto industrialmente secondo questo principio.

Alla fine di 19. All'inizio del 20 ° secolo, il metallo era così noto che fu soprannominato navi in ​​metallo realizzate in alluminio.

Presenza

L'alluminio è il terzo elemento più abbondante della crosta terrestre, rendendolo il metallo più abbondante, rappresentando l'7,57% in peso di ossigeno e silicio. Tuttavia, a causa del suo carattere di base, si presenta quasi esclusivamente in forma legata. La più grande quantità è legata chimicamente sotto forma di alluminosilicati, in cui occupa la posizione del silicio nei tetraedri di ossigeno nella struttura cristallina. Questi silicati fanno ad esempio parte di argilla, gneiss e granito.

Raramente l'allumina si trova nella forma del corindone minerale e delle sue varietà rubino (rosso) e zaffiro (incolore, di diversi colori). I colori di questi cristalli si basano su miscele di altri ossidi metallici. Il corindone ha il più alto contenuto di alluminio di un composto con quasi il 53 percento. Una percentuale altrettanto elevata di alluminio si trova nei minerali ancora più rari Akdalait (circa 51 percento) e Diaoyudaoit (circa 50 percento). Complessivamente (2017) i minerali contenenti alluminio 1156 sono noti finora.

L'unica materia prima economicamente importante per la produzione di alluminio è la bauxite. I depositi si trovano nel sud della Francia (Les Baux), Guinea, Bosnia ed Erzegovina, Ungheria, Russia, India, Giamaica, Australia, Brasile e Stati Uniti. La bauxite contiene circa 60 percento di idrossido di alluminio (Al (OH) 3 e AlO (OH)), come 30 percento di ossido di ferro (Fe2O3) e silice (SiO2).

Nella produzione si distingue l'alluminio primario, chiamato anche alluminio metallurgico, che viene vinto dalla bauxite, e l'alluminio secondario dai rottami di alluminio. Il riciclaggio necessita solo di circa il 5 percento dell'energia della produzione primaria.

L'alluminio come minerale

A causa della passivazione, l'alluminio si presenta raramente in natura elementare (dignitoso). L'alluminio 1978 è stato scoperto per la prima volta da BV Oleinikov, AV Okrugin, NV Leskova in campioni di minerali provenienti da Billeekh Intrusion e Dyke OB-255 nella Repubblica di Sakha (Yakutia) nel Distretto Federale dell'Estremo-Oriente russo. Complessivamente, sono stati conosciuti in tutto il mondo circa i siti 20 (stand 2019) per alluminio solido, tra cui l'Azerbaigian, la Bulgaria, la Repubblica popolare cinese (Guangdong, Guizhou, Jiangsu e Tibet) e il Venezuela. Inoltre, è stato possibile rilevare l'alluminio solido in campioni di roccia lunare, che ha portato la sonda della missione Luna 20 dal cratere Apollonio.

A causa della sua estrema rarità, l'alluminio non ha alcun significato come fonte di materie prime, ma come elemento solido l'alluminio è ancora riconosciuto come minerale indipendente dall'International Mineralogical Association (IMA: 1980-085a). Secondo la classificazione dei minerali secondo Strunz (edizione 9), l'alluminio è classificato con il numero di sistema 1.AA.05 (elementi - metalli e composti intermetallici - famiglia rame cupalite - gruppo rame). In 8 obsoleto. L'edizione della classificazione minerale di Strunz'schen sull'alluminio, tuttavia, non è ancora elencata. Solo nell'ultimo 2018 aggiornato "Lapis directory minerale", che si basa su questa forma di numerazione del sistema fuori considerazione per collezionisti privati ​​e collezioni istituzionali, il minerale ha ricevuto il sistema e minerale n. I / A.3-05. La classificazione dei minerali secondo Dana, che viene utilizzata principalmente nei paesi di lingua inglese, porta l'elemento minerale nel sistema n. 01.01.01.05.

In natura, l'alluminio dignitoso di solito si presenta sotto forma di aggregati minerali granulari e micro-pepite, ma in rari casi può anche sviluppare cristalli tabulari di dimensioni fino a circa un millimetro. I campioni di minerali freschi sono di colore bianco metallico lucido, argenteo. Nell'aria, le superfici si scuriscono a causa dell'ossidazione e appaiono grigie. L'alluminio lascia una linea grigio scuro sulla lastra.

A seconda della località, l'alluminio contiene spesso impurità da altri metalli (Cu, Zn, Sn, Pb, Cd, Fe, Sb) o si presenta come incarnito o microcristallino fuso con ematite, ilmenite, magnetite, moissanite e pirite o jarosite.

Il materiale tipo, ovvero campioni di minerali provenienti dalla località tipo del minerale, è conservato nel Museo Geologico dell'Accademia delle Scienze di Yakutsk nella repubblica russa di Sakha (Yakutia).

Schema di elettrolisi fusa

recupero

Il metallo di alluminio è prodotto elettroliticamente da una fusione di allumina. Dal momento che questi sono difficili da isolare dagli onnipresenti sugli alluminosilicati di terra, l'estrazione su larga scala è fatta della bauxite relativamente rara e povera di silicato. Per l'estrazione di allumina pura dai silicati, ci sono proposte a lungo, la cui attuazione non è ancora economicamente possibile.

La miscela di allumina / idrossido contenuta nel minerale viene prima digerita con una soluzione di idrossido di sodio (processo di Bayer, reattore a tubo o digestione in autoclave) per liberarla da impurità come ferro e ossido di silicio, e viene quindi utilizzata principalmente nelle piante a letto fluidizzato (ma anche in Forni rotanti) ad allumina (Al2O3) sparata.

La digestione secca (metodo Deville), tuttavia, non ha alcun significato. La bauxite non macinata più raffinata è stata calcinata insieme con soda e coke in forni rotanti a circa 1200 ° C e il risultante alluminato di sodio è stato successivamente sciolto con una soluzione di idrossido di sodio.

La produzione del metallo avviene nelle fonderie di alluminio mediante elettrolisi a sale fuso dell'ossido di alluminio mediante il processo di criolite-allumina (processo Hall-Héroult). Per abbassare il punto di fusione, l'ossido di alluminio viene fuso insieme alla criolite (eutettica a 963 ° C). [36] Durante l'elettrolisi, si forma l'alluminio sul fondo della nave e l'ossigeno sull'anodo, che è combinato con la grafite (carbonio) dell'anodo reagisce al biossido di carbonio e al monossido di carbonio. I blocchi di grafite che formano l'anodo si bruciano così lentamente e vengono sostituiti di volta in volta. Il catodo di grafite (fondo del vaso) è inerte all'alluminio. La raccolta di alluminio liquido sul fondo viene aspirata da un tubo di aspirazione.

A causa dell'alta energia legante dovuta all'alluminio trivalente, il processo è piuttosto ad alta intensità energetica. Per ogni chilogrammo di alluminio grezzo prodotto, 12,9 deve essere utilizzato fino a 17,7 chilowattora di energia elettrica. Una riduzione del fabbisogno energetico è possibile solo in piccola parte, poiché i potenziali di ottimizzazione energetica sono ampiamente sviluppati. La produzione di alluminio è quindi economica solo in prossimità di energia elettrica disponibile a buon mercato, ad esempio, oltre alle centrali idroelettriche, come a Rheinfelden o (ex) a Ranshofen vicino alle locande.

 

Proprietà

Proprietà fisiche

L'alluminio si solidifica esclusivamente in una griglia spaziale cubica centrata sulla superficie nel gruppo spaziale Fm3m (gruppo stanza n. 225). Il parametro reticolare per alluminio puro è 0,4049 nm (corrisponde a 4,05 Å) per le unità di formula 4 per unità di cella.

Gli spazi si verificano con una densità di 1,3 × 10-4 a 500 ° C, a temperatura ambiente sono solo 10-12. L'estinzione può anche comportare maggiori densità di vuoto a temperatura ambiente, il che è importante per alcune proprietà dei materiali in alluminio poiché i vuoti favoriscono la diffusione. Il rimodellamento a temperatura ambiente può aumentare la densità di posti vacanti su 10-4. La densità di dislocazione è 10-7, un'area tipica per i metalli e porta alla buona formabilità dell'alluminio. I guasti di accatastamento non sono stati rilevati con l'alluminio, il che è spiegato dall'elevata energia di errore di accatastamento da 103 a 200 (10-7 J / cm²). Di conseguenza, l'aumento della resistenza durante la laminazione a freddo e la forgiatura è minimo e alcuni materiali in alluminio tendono addirittura ad ammorbidirsi in seguito.

densità

Con una densità di 2,6989 g / cm³ (circa un terzo dell'acciaio), l'alluminio è un tipico metallo leggero, che lo rende un materiale interessante per la costruzione leggera. La densità delle leghe di solito si discosta solo da circa + 3% a -2%. Le leghe speciali con litio hanno una densità inferiore di 15%. L'alluminio è uno dei materiali più leggeri, superato solo dal magnesio.

Proprietà meccaniche

L'alluminio è un metallo relativamente morbido e resistente. La resistenza alla trazione di alluminio assolutamente puro è 45 N / mm², la resistenza allo snervamento a 17 N / mm² e l'allungamento alla rottura a 60%, mentre per l'alluminio commercialmente puro la resistenza alla trazione è 90 N / mm², la resistenza allo snervamento a 34 N / mm² e la Allungamento a 45%. Al contrario, la resistenza alla trazione delle sue leghe è fino a 710 N / mm² (lega 7068). Il suo modulo di elasticità è circa 70 GPa, un valore spesso citato. L'alluminio puro ha un valore di 66,6 GPa, ma i valori variano da 60 a 78 GPa. Il modulo G è 25,0 kN / mm², il numero di contrazione trasversale (numero di Poisson) è 0,35.

Proprietà termiche

La temperatura di fusione è 660,2 ° C e la temperatura di ebollizione è 2470 ° C. La temperatura di fusione è significativamente inferiore a quella del rame (1084,6 ° C), della ghisa (1147 ° C) e del ferro (1538 ° C), il che rende l'alluminio un buon materiale di fusione.

A una temperatura di transizione di 1,2 K, l'alluminio puro diventa superconduttore.

La conduttività termica è relativamente elevata con 235 W / (K m). Sebbene la conduttività termica del rame sia circa il doppio, ma la densità è circa quattro volte maggiore, motivo per cui l'alluminio viene utilizzato per scambiatori di calore nei veicoli. Il coefficiente di espansione termica è piuttosto elevato a causa del punto di fusione piuttosto basso con 23,1 μm · m-1 · K-1.

Il restringimento, ovvero la riduzione del volume durante la solidificazione è 7,1%.

Proprietà elettriche

Poiché la conducibilità termica ed elettrica nei metalli è dominata dagli stessi meccanismi, l'alluminio lo è anche un ottimo conduttore elettrico. Nella classifica degli elementi con la più alta conducibilità specifica, l'alluminio, così come la conducibilità termica, è al quarto posto dietro argento, rame e oro. La combinazione di alta conduttanza specifica, bassa densità, elevata disponibilità e (rispetto ad altri materiali) alluminio a basso costo nell'ingegneria elettrica - specialmente nell'ingegneria energetica, dove sono necessarie sezioni trasversali di conduttori di grandi dimensioni - è diventata il materiale conduttore più importante oltre al rame.

Proprietà magnetiche

L'alluminio è paramagnetico, quindi è attratto dai magneti, ma l'effetto è molto debole. La suscettività magnetica a temperatura ambiente è 0,62 × 10-9 m³ / kg, il che rende l'alluminio praticamente non magnetico.

Proprietà chimiche

L'alluminio puro metallo chiaro ha un aspetto opaco, grigio argento a causa di una formatura molto sottile nello strato di ossido sottile dell'aria. Questo strato di ossido passivante rende l'alluminio puro molto resistente alla corrosione con valori di pH da 4 a 9, raggiungendo uno spessore di circa 0,05 μm.

Questo strato di ossido protegge anche dall'ulteriore ossidazione, ma ostacola i contatti elettrici e la saldatura. Può essere rinforzato mediante ossidazione elettrica (anodizzazione) o chimicamente.

Lo strato di ossido può essere sciolto mediante complesse reazioni di formazione. Un complesso neutro straordinariamente stabile e solubile in acqua entra nell'alluminio in soluzione di cloruro neutro. La seguente equazione di reazione illustra il processo:

Questo è preferibilmente fatto in luoghi in cui lo strato di ossido dell'alluminio è già stato danneggiato. Arriva attraverso la formazione di fori per corrosione corrosiva. Se la soluzione di cloruro può arrivare sulla superficie metallica libera, si verificano altre reazioni. Gli atomi di alluminio possono essere ossidati con complessazione:

Se nella soluzione sono presenti ioni di metalli più nobili, questi vengono ridotti e depositati sull'alluminio. Questo principio si basa sulla riduzione degli ioni argento presenti sulla superficie dell'argento appannato come solfuro d'argento all'argento.

L'alluminio reagisce vigorosamente con una soluzione acquosa di idrossido di sodio (NaOH) (e un po 'meno vigorosamente con una soluzione acquosa di carbonato di sodio) per produrre idrogeno. Questa reazione viene sfruttata nei detergenti chimici per tubi. La reazione dell'alluminio con NaOH procede in due fasi: la reazione con l'acqua e la complessazione dell'idrossido al sodio alluminato.

Nella reazione con l'acqua

inizialmente si forma idrossido di alluminio.

Di norma, la superficie viene successivamente essiccata, durante la quale l'idrossido viene convertito in ossido:

Tuttavia, ciò non accade nella reazione dell'alluminio in soluzione acquosa di idrossido di sodio.

Ora segue 2. Step, la complessazione dell'idrossido in alluminato di sodio:

Come risultato del complesso, l'idrossido gelatinoso diventa solubile in acqua e può essere trasportato lontano dalla superficie del metallo. Di conseguenza, la superficie in alluminio non è più protetta contro l'ulteriore attacco dell'acqua e il gradino 1 scappa di nuovo.

Come con la reazione dell'alluminio con acidi, con questo metodo è possibile produrre tre moli di idrogeno gassoso per mole di alluminio.

L'alluminio reagisce con il bromo a temperatura ambiente sotto la fiamma. Va notato che il bromuro di alluminio risultante reagisce con l'acqua per formare idrossido di alluminio e acido idrobromico.

Con mercurio, l'alluminio forma un amalgama. Quando il mercurio entra in contatto diretto con l'alluminio, cioè quando lo strato di ossido di alluminio viene meccanicamente distrutto a questo punto, il mercurio fa dei buchi nell'alluminio; Sott'acqua poi cresce su di esso allumina sotto forma di un piccolo cavolfiore. Pertanto, il mercurio è classificato nel trasporto aereo come un bene pericoloso e "liquido corrosivo" rispetto ai materiali in alluminio.

L'alluminio reagisce violentemente anche con l'acido cloridrico con evoluzione dell'idrogeno e viene lentamente sciolto dall'acido solforico. È passivato in acido nitrico.

In polvere (dimensioni delle particelle inferiori a 500 μm), l'alluminio è altamente reattivo, soprattutto se non è flemmatizzato a causa della sua ampia superficie. L'alluminio quindi reagisce con l'acqua emettendo idrogeno in idrossido di alluminio. La polvere di alluminio più fine, non flemmatizzata, è anche chiamata Pyroschliff. La polvere di alluminio non flemmatizzata è molto pericolosa e si accende spontaneamente quando viene esposta all'aria.

isotopo

In natura, si verifica solo l'isotopo 27Al; L'alluminio è uno degli elementi puri. Questo isotopo, che è stabile e contiene neutroni 14 e protoni 13 nel nucleo, non assorbe i neutroni, motivo per cui l'alluminio viene utilizzato anche nei reattori nucleari. Tutti gli altri isotopi sono prodotti artificialmente e sono radioattivi. Il più stabile di questi isotopi è 26Al con un'emivita di un milione di anni. Con la cattura elettronica o il decadimento beta, questo si traduce in 26Mg, intrappolando un neutrone e il successivo decadimento gamma 27Al. Gli isotopi da 24Al a 29Al (tranne 26Al e 27Al) hanno emivite tra pochi secondi e alcune centinaia di secondi. 23Al decade con un'emivita di soli 0,13 secondi.

leghe di alluminio

Le leghe di alluminio sono leghe che sono prevalentemente in alluminio.

L'alluminio può essere legato con numerosi metalli per promuovere determinate proprietà o per sopprimere altre proprietà indesiderabili. Con alcune leghe, la formazione dello strato di ossido protettivo (passivazione) è notevolmente disturbata, a causa della quale i componenti da esso prodotti sono talvolta suscettibili alla corrosione. Quasi tutte le leghe di alluminio ad alta resistenza sono interessate dal problema.

Esistono leghe di alluminio battuto, che sono destinate ad ulteriori lavorazioni mediante laminazione, forgiatura ed estrusione e materiali fusi. Questi sono usati nelle fonderie.

In generale, le leghe di alluminio sono divise nei due principali gruppi di leghe per impastare e fondere:

leghe di alluminio.

Le tipiche leghe di alluminio pressofuso contengono silicio come un importante elemento di lega (AlSi), ma ci sono anche gradi di rame o leghe di magnesio.

leghe di alluminio battuto, hanno una quota di circa il 75% e sono ulteriormente suddivisi in base ai principali elementi di lega in
Alluminio puro con contenuto di alluminio da 99,0% a 99,9%. Sono molto facili da lavorare, hanno bassa resistenza e buona resistenza alla corrosione.

Leghe di alluminio-rame (AlCu): Hanno una resistenza medio-alta, sono vulcanizzabili ma suscettibili alla corrosione e scarsamente saldabili. Possono contenere additivi di magnesio o manganese.

Leghe di alluminio-manganese (AlMn): Hanno una resistenza da bassa a media, sono resistenti alla corrosione e facili da lavorare.

Leghe di alluminio-magnesio (AlMg, senza AlMgSi): Hanno resistenze medie, non sono induribili, resistenti alla corrosione, facili da formare e saldare. La maggior parte delle varietà contiene anche manganese (AlMg (Mn)).

Leghe di alluminio-magnesio-silicio (AlMgSi): Hanno una resistenza medio-alta, sono facili da lavorare mediante saldatura ed estrusione, induribili e resistenti alla corrosione.

Leghe di alluminio-zinco-magnesio (AlZnMg): Le qualità senza rame hanno resistenze medio-alte e sono facilmente saldabili. Le qualità contenenti rame (AlZnMg (Cu)) hanno elevate resistenze - nel caso di 7075 su 500 MPa - non vengono elaborate mediante saldatura per fusione, ma anche mediante lavorazione (fresatura, perforazione).

leghe specialiAd esempio, leghe di alluminio-litio con densità particolarmente bassa o leghe a taglio libero particolarmente facili da lavorare.

Inoltre, viene fatta una distinzione tra leghe naturalmente dure - che non possono essere indurite con un trattamento termico - e induribili:

Le tipiche leghe di alluminio naturale duro sono: AlMg, AlMn, AlMgMn, AlSi
Stagionatura di leghe lavorate - Miglioramento della resistenza mediante indurimento per precipitazione di elementi di lega con ricottura di invecchiamento aggiuntiva da 150 a 190 ° C. Le leghe tipiche di alluminio curabile in alluminio sono: AlMgSi, AlCuMg, AlZnMg. La prima lega di alluminio ad alta resistenza e temprabile AlCuMg ha ottenuto 1907 il nome commerciale durallumin, brevemente chiamato "Dural".

 

Sviluppo temporale della produzione mondiale di alluminio primario

Importanza economica

L'alluminio è il secondo materiale metallico più importante dopo l'acciaio. 2016 ha prodotto 115 milioni di tonnellate in tutto il mondo.

Il prezzo dell'alluminio sul mercato mondiale da quando 1980 è stato intorno al valore di 2000 dollari per tonnellata (purezza di 99,7%). Tuttavia, è relativamente volatile, portando 2016 a circa 1500 dollari per tonnellata, mentre restituisce 2017 vicino a 2000 dollari.

Utilizzare

L'alluminio ha un'alta resistenza specifica. Rispetto all'acciaio, i componenti in alluminio sono circa la metà più pesanti con la stessa resistenza, ma hanno un volume maggiore. Questo è il motivo per cui viene spesso utilizzato in costruzioni leggere, ovvero dove è richiesta una massa ridotta, che, ad esempio, contribuisce a ridurre il consumo di carburante nei mezzi di trasporto, in particolare nel settore aerospaziale. Per questo motivo, ha acquisito importanza anche nel settore automobilistico; In passato, l'elevato prezzo del materiale, la scarsa saldabilità e la problematica resistenza alla fatica e le proprietà di deformazione in caso di incidenti (bassa capacità di assorbimento di energia nella cosiddetta zona di sgualcitura) hanno ostacolato. La cappa del Washington Monument, una fusione pesante di 3 kg, è stata considerata uno dei più grandi pezzi in alluminio di 1884. Nella costruzione di navi e imbarcazioni di piccole e medie dimensioni, si stima la resistenza alla corrosione dell'alluminio per l'acqua salata. La produzione di veicoli (inclusi navi, aeromobili e veicoli ferroviari) ha reso 2010 il principale contributo all'utilizzo mondiale dell'alluminio, pari a circa il 35 percento.

Nelle leghe di alluminio si ottengono punti di forza che sono solo leggermente inferiori a quelli dell'acciaio. Pertanto, l'uso dell'alluminio per la riduzione del peso è appropriato laddove i costi dei materiali svolgono un ruolo minore. L'alluminio e il duralluminio sono ampiamente utilizzati nella costruzione di aeromobili e in particolare nella tecnologia spaziale. La maggior parte della struttura degli aerei commerciali di oggi è rivettata da fogli di alluminio di vari spessori e leghe.

Barre tonde di alluminio a colata continua

veicolo

Nei veicoli, la loro massa gioca un ruolo: più leggero è un veicolo, minore è il consumo di carburante. In Germania, quasi il 50% di alluminio viene utilizzato nella costruzione di veicoli (a partire da: 2015).

Auto

Nelle automobili, i materiali in alluminio vengono utilizzati per vari componenti del motore - incluso il blocco motore, i pistoni dei cilindri per le leghe speciali dei pistoni, le testate dei cilindri - dove sono particolarmente cruciali la bassa dilatazione termica e la sensibilità alla corrosione e l'elevata resistenza al calore; insieme alla buona castabilità, poiché questi componenti sono solitamente fusi. Ulteriori applicazioni nei veicoli sono per scatole del cambio, come scudi termici e come scambiatori di calore - negli ultimi due sotto forma di alluminio puro. Nel telaio in alluminio viene utilizzato come forgiati per assali posteriori, assali, bracci trasversali e ruote. Nella carrozzeria l'alluminio è utilizzato per porte, cappe, paraurti e parafanghi, nonché nella struttura della carrozzeria.

Veicoli Commerciali

Per i veicoli commerciali, l'alluminio è utilizzato per credenze, sponde montacarichi, sovrastrutture, fissaggio del carico, serbatoi di aria compressa, serbatoi di carburante e protezione sottoscocca. Per i veicoli commerciali leggeri, la costruzione leggera con alluminio è fortemente influenzata dal carico massimo obbligatorio per asse: con un peso del veicolo inferiore, è possibile un carico utile più elevato.

Veicoli su rotaie

Anche i veicoli ferroviari usano molto alluminio. Il prerequisito per questo erano altri due importanti sviluppi: alcuni processi di saldatura adatti per materiali in alluminio (saldatura TIG / saldatura MIG) negli 1950er e l'estrusione di grandi profili. L'uso dell'alluminio ha cambiato il design generale dei veicoli ferroviari. Fino a circa 1970, erano comuni costruzioni in tubi di acciaio, quindi profili di alluminio sempre più saldati.

Aeromobile

Già nella fase iniziale sono stati utilizzati materiali in alluminio per l'aviazione, 1903, ad esempio il magnalium per i raccordi di un aereo, che consisteva ancora in gran parte di legno, filo e stoffa. Il primo velivolo interamente in metallo volabile risale all'anno 1915, ma consisteva in lamiera d'acciaio nella costruzione a conchiglia. Lo sviluppo decisivo per l'uso dell'alluminio nell'industria aeronautica è arrivato da 1906 Alfred Wilm, che ha trovato una lega induribile alluminio-rame con duralluminio, che ha resistenze molto elevate ed è quindi ideale per costruzioni leggere. Può essere utilizzato per aeromobili AlCu e AlZnMg. La massa totale degli aeromobili risale al 60% sull'alluminio. Il composto di lamiera stampata, tagliata o condotta, ricavata dal pieno o realizzata con pezzi di profilati viene solitamente eseguita mediante rivettatura, poiché i materiali più comunemente usati sono saldabili male.

elettrico

L'alluminio è un buon conduttore di elettricità. Dopo l'argento, il rame e l'oro, ha la quarta conduttività elettrica più alta di tutti i metalli. Per una data resistenza elettrica, un conduttore di alluminio ha una massa minore ma un volume maggiore di un conduttore di rame. Per questo motivo, il rame viene solitamente utilizzato come conduttore elettrico quando il volume gioca un ruolo dominante, ad esempio con gli avvolgimenti nei trasformatori. L'alluminio presenta vantaggi come conduttore elettrico quando il peso gioca un ruolo importante, ad esempio nei conduttori delle linee aeree. Per ridurre il peso, i cavi in ​​alluminio vengono utilizzati anche in aeromobili come l'Airbus A380.

Tra le altre cose, l'alluminio viene anche trasformato in sbarre collettrici nelle sottostazioni e in pezzi fusi. Per le installazioni elettriche, ci sono cavi in ​​alluminio rivestiti di rame, il rivestimento in rame serve a migliorare il contatto. I prezzi delle materie prime sono fondamentali in questo campo di applicazione, poiché l'alluminio costa meno del rame. Per le linee aeree delle ferrovie elettriche, tuttavia, non è adatto a causa del suo scarso contatto e delle proprietà di scorrimento, in questa zona viene utilizzato principalmente il rame nonostante il peso più elevato.

Quando viene contattato sotto pressione, l'alluminio è problematico perché tende a strisciare. Inoltre, copre l'aria con uno strato di ossido. Dopo una conservazione prolungata o il contatto con l'acqua, questo strato isolante è così spesso che deve essere rimosso prima del contatto. Soprattutto a contatto con il rame, si verifica corrosione bimetallica. Con contatti non corretti nei terminali, i conduttori in alluminio possono provocare guasti e incendi dei cavi a seguito di allentamento dei contatti. Tuttavia, le connessioni a crimpare con manicotti e strumenti corrispondenti sono sicure. Come strato intermedio tra rame e alluminio, i connettori Cupal possono evitare problemi di contatto.

Degno di nota è la leggera diminuzione della conduttività elettrica specifica dell'alluminio con l'aggiunta di componenti di lega, mentre il rame mostra una riduzione significativa della conduttività quando contaminato.

I più grandi produttori di alluminio al mondo
In migliaia di tonnellate (2018)

Posizione	Paese	Produzione	capacità
1	Repubblica popolare cinese	33.000	47.800
2	India	3.700	4.060
3	Russia	3.700	3.900
4	Canada	2.900	3.270
5	Emirati Arabi Uniti	2.600	2.600
6	Australia	1.600	1.720
7	Norvegia	1.300	1.430
8	Bahrain	1.000	1.050
9	Stati Uniti	890	1.790
10	Isola	870	870

 

Elettronica

L'industria elettronica utilizza l'alluminio per la sua buona lavorabilità e buona conducibilità elettrica e termica.

Nei circuiti integrati, fino agli anni 2000 è stato usato solo alluminio come materiale di interconnessione. Fino agli anni di Xnumxer, veniva anche usato come materiale per il gate di controllo gate di transistor ad effetto di campo in metallo-isolante-semiconduttore (MOSFET e MOS-FET). Oltre alla bassa resistività, una buona adesione e una bassa diffusione negli ossidi di silicio (materiale isolante tra i binari) e la facilità di strutturazione con attacco a secco sono fondamentali per l'uso. Tuttavia, dall'inizio degli anni 1980 l'alluminio è stato sempre più sostituito dal rame come materiale conduttore, anche se sono necessari metodi di strutturazione più complessi (vedi processo damasceno e doppio damascene) e barriere di diffusione. Il sovraccarico di produzione superiore è compensato dalla resistività inferiore, che aumenta in modo significativo nel caso di piccole strutture in alluminio molto prima e supera altre proprietà (ad es. Comportamento dell'elettromigrazione), e i processi in alluminio potrebbero soddisfare le crescenti richieste (frequenza di clock, dissipazione di potenza, ecc.) In non soddisfa più i circuiti che funzionano ad alte frequenze (vedi anche elemento RC).

Tuttavia, l'alluminio è ancora utilizzato nei prodotti microelettronici, quindi viene utilizzato a causa della sua buona contattabilità da parte di altri metalli negli ultimi livelli di interconnessione per stabilire un contatto elettrico con le sfere di saldatura utilizzate nel montaggio a flip chip. La situazione è simile nel caso dei semiconduttori di potenza, in cui tutti i piani di binario dei conduttori sono generalmente costituiti da alluminio. In generale, e in particolare per i semiconduttori di potenza, il materiale viene utilizzato per collegare i fili (cavi di collegamento tra il chip e il collegamento dell'alloggiamento).

Con l'introduzione della tecnologia high-k + metal-gate, l'alluminio è diventato più importante nell'area del cancello dopo oltre 25 anni di astinenza e viene anche utilizzato come regolatore del processo di lavoro.

Imballaggi e contenitori

Nel settore dell'imballaggio, l'alluminio viene trasformato in lattine per bevande e stagno e fogli di alluminio. Sfrutta la proprietà dell'effetto barriera assoluto contro ossigeno, luce e altre influenze ambientali. Fondamentale per l'uso dell'alluminio come imballaggio non è la bassa densità, ma la buona lavorabilità al rotolamento e la non tossicità. Le pellicole sottili vengono prodotte in spessori di sei micron e quindi utilizzate principalmente nei sistemi compositi, ad esempio nei Tetra Pak. I film plastici possono essere dotati di uno strato sottile mediante deposizione di vapore con alluminio, che ha quindi una funzione barriera elevata (ma non completa). La ragione di questo effetto barriera non è l'alluminio puro, ma lo strato passivo di boehmite. In caso di lesioni, il gas può fluire senza ostacoli attraverso il materiale di alluminio. Si utilizzano principalmente alluminio puro, AlMn (leghe con manganese) e AlMg (leghe con magnesio).

L'alluminio produce anche padelle e altri utensili da cucina, come la classica caffettiera italiana, nonché utensili da viaggio e militari.

L'alluminio viene lavorato per una varietà di contenitori e alloggiamenti perché è facile da lavorare mediante formatura. Gli oggetti in alluminio sono spesso protetti da uno strato anodizzato contro l'ossidazione e l'abrasione.

2017 rappresentava il 17% dell'uso di alluminio europeo sugli imballaggi.

Ottica e tecnologia di illuminazione

Grazie alla sua elevata riflettività, l'alluminio viene utilizzato come rivestimento per specchi di superficie, tra cui scanner, fari di veicoli a motore e fotocamere reflex, ma anche nella tecnologia di misurazione a infrarossi. Riflette anche le radiazioni ultraviolette a differenza dell'argento. I rivestimenti in alluminio a specchio sono generalmente protetti da uno strato protettivo da corrosione e graffi.

Architettura e costruzione

La polvere di alluminio e le paste di alluminio vengono utilizzate per produrre calcestruzzo aerato. Composti come idrossisolfato di alluminio, diidrossformato di alluminio o idrossido di alluminio amorfo sono usati come acceleratori di calcestruzzo proiettato senza alcali.

Materiali da costruzione e funzionali

L'alluminio è utilizzato come materiale da costruzione per parti portanti di edifici e come materiale funzionale come parti decorative e resistenti alla corrosione. Oltre alla resistenza agli agenti atmosferici, è fondamentale la buona lavorabilità, soprattutto nel caso di produzione manuale. Il settore edile è il principale cliente per i profili in alluminio. L'alluminio è utilizzato principalmente per infissi, porte ed elementi di facciate. Particolarmente nota è la facciata dell'Imperial War Museum di Manchester. Vengono utilizzate principalmente le leghe alluminio-manganese, che hanno una bassa resistenza e una buona resistenza alla corrosione. In alcuni casi, l'alluminio viene utilizzato anche per la costruzione di ponti, dove altrimenti predomina la costruzione in acciaio. Le leghe con maggiore resistenza, tra cui AlMg e AlSi, vengono utilizzate per l'ingegneria strutturale. Fogli e pannelli compositi in leghe di alluminio raggiungono classi di protezione antincendio da "non combustibile" a "normalmente infiammabile". Un incendio domestico sviluppa 1000 ° C di calore in un incendio completo, che, indipendentemente dalla classe di protezione antincendio, brucia buchi nella lega di alluminio, che scorre o gocciola tra 600 ° C e 660 ° C.

 

Altre applicazioni

Nella rocketry, il combustibile dei razzi solidi è costituito da un massimo del 30 percento di polvere di alluminio, che rilascia molta energia quando viene bruciato. L'alluminio viene utilizzato nei fuochi d'artificio (vedi anche articoli pirotecnici), dove fornisce a seconda della grana e della miscela effetti colorati. Anche nei pop set viene spesso utilizzato.

Negli alluminotermici, l'alluminio è usato per recuperare altri metalli e semi-metalli usando l'alluminio per ridurre gli ossidi. Un importante metodo di alluminotermia è la reazione della termite, in cui l'alluminio viene fatto reagire con ossido ferrico. In questa reazione altamente esotermica temperature fino a 2500 ° C e ferro liquido, che viene utilizzato per la saldatura alluminotermica, z. B. per l'unione di binari ferroviari. Ulteriori applicazioni dell'effetto riducente dell'alluminio sono rese possibili per l'uso in laboratorio usando l'amalgama di alluminio.

L'alluminio funge da pigmento per i colori (argento o bronzo dorato). Anodizzato colorato fa parte di molti materiali decorativi come palline, nastri regalo e tinsel. Per le superfici di rivestimento, viene utilizzato in alluminizzazione.

Con elementi riscaldanti in alluminio di ferro e macchine da caffè vengono pressati.

Prima che fosse possibile rendere lavorabile la lastra di zinco aggiungendo titanio come il cosiddetto zinco titanio, per le facciate e gli elementi del tetto (vedere il tetto leggero) e le grondaie veniva utilizzato un foglio di alluminio.

A causa della sua elevata conduttività termica, l'alluminio viene utilizzato come materiale per dissipatori di calore estrusi e piastre di base che dissipano il calore. I condensatori elettrolitici in alluminio utilizzano l'alluminio come materiale per elettrodi e materiale per l'alloggiamento, inoltre viene utilizzato per la produzione di antenne e guide d'onda.

L'alluminio si presenta in alcune leghe. Oltre alle leghe di alluminio, che sono prevalentemente in alluminio, le leghe di alluminio, ottone di alluminio, isabellina, alluminio e rame nella lega di cenere deviata, come principale elemento di lega per leghe di magnesio, nonché in Alnico e Sendust, due leghe di ferro con speciali proprietà magnetiche , L'alluminio si trova anche in molte leghe di titanio, specialmente in Ti-6Al-4V, la varietà che costituisce circa il 50% di tutte le leghe di titanio. C'è alluminio con percentuale di massa 6 inclusa.

Verarbeitung

Durante la lavorazione viene fatta una distinzione tra leghe fuse e leghe lavorate:

Le leghe fuse vengono lavorate in fonderie e fuse in stampi che sono già completamente o sostanzialmente in linea con il prodotto finale. Questo è seguito dalla finitura mediante macinazione. Le leghe fuse sono spesso fuse da rottami metallici.
Le leghe lavorate vengono fuse in lingotti nelle acciaierie e quindi laminate lì per produrre lastre, fogli, barre e lamine. Da lastre spesse e altri pezzi grezzi solidi, le parti sono realizzate mediante lavorazione meccanica (fresatura, foratura e tornitura). Altri spazi vuoti massicci possono essere lavorati forgiando in pezzi singoli o mediante estrusione in profili. Quest'ultimo è particolarmente comune in alluminio. I fogli vengono elaborati mediante punzonatura, piegatura e imbutitura.

Successivamente, gli articoli vengono uniti mediante saldatura, rivettatura, saldatura e metodi simili.

Gießen

La fusione di alluminio è chiamata fusione di alluminio. A causa del suo punto di fusione relativamente basso di 660 ° C (ghisa circa 1150 ° C, acciaio da 1400 ° C a 1500 ° C) e la sua buona colabilità, è uno dei materiali più utilizzati nella fonderia. AlSi, leghe speciali colate con silicio, hanno persino punti di fusione intorno a 577 ° C. Il contenuto di alluminio di tutti i prodotti fabbricati nelle fonderie è circa 11% (ghisa 76%, ghisa 9%) ed è quindi di gran lunga il più importante metallo non ferroso (metalli non ferrosi) nella fonderia, anche prima del 1,5% rame. La percentuale di fusione di metalli non ferrosi di alluminio è di circa 87%. In Germania, 2011 ha trasformato circa 840.000 tonnellate di alluminio in fonderie; Circa il 76% di metallo fuso non ferroso viene perso nell'industria automobilistica.

Il basso punto di fusione è seguito da un input di energia inferiore durante il processo di fusione e da un carico di temperatura inferiore sugli stampi. L'alluminio è sostanzialmente adatto a tutti i processi di fusione, in particolare per la pressofusione o la pressofusione di alluminio, con cui è possibile fabbricare anche pezzi di forma complicata. La fonderia lavora leghe speciali di fusione di alluminio, principalmente leghe di alluminio-silicio. Nelle fonderie, d'altra parte, vengono prodotte principalmente leghe lavorate, che sono destinate ad ulteriori lavorazioni mediante laminazione, forgiatura ed estrusione. Questi sono sparpagliati nelle opere di fusione verso lingotti (lingottiere) o barre tonde, che teoricamente possono essere infinite (fusione continua). La fusione continua è stata sempre più utilizzata dagli anni 1930. Esistono sistemi speciali in grado di produrre fino a barre tonde 96 contemporaneamente con lunghezze di lancio tra i misuratori 3 e 7 e talvolta fino a metri 10. I diametri vanno da 75 a 700 mm. A volte le lastre vengono realizzate lanciando direttamente su un rullo che raffredda la fusione. Il foglio grezzo viene quindi laminato a freddo direttamente senza laminazione a caldo, risparmiando fino al 60%.

Formare le procedure

Circa il 74 percento dell'alluminio viene lavorato mediante formatura. Ciò include, tra le altre cose, laminazione, forgiatura, estrusione e piegatura.

L'alluminio puro e ultra-puro può essere ben formato grazie alla bassa resistenza e si solidifica nella formatura a freddo, con possibili grandi cambiamenti di forma. La solidificazione può essere eliminata mediante ricottura per ricristallizzazione. Le leghe lavorate con AlMg e AlMn raggiungono la loro maggiore resistenza attraverso gli elementi leganti e la lavorazione a freddo. Le leghe induribili AlMgSi, AlZnMg, AlCuMg e AlZnMgCu precipitano fasi di rinforzo durante la formatura; sono relativamente difficili da rimodellare.

rotolo

Le billette pressofuse vengono spesso ulteriormente lavorate mediante laminazione, o su lastre spesse che vengono quindi fresate su prodotti finiti, su lastre che vengono ulteriormente trattate mediante punzonatura e piegatura o film. Durante il rotolamento, la microstruttura dei materiali cambia: piccoli componenti sferici, che sono spesso presenti dopo la fusione, vengono appiattiti e allungati. Da un lato, la microstruttura diventa più fine e uniforme, ma dall'altro dipende anche dalla direzione. La capacità di un laminatoio a caldo in alluminio è di circa 800.000 tonnellate all'anno. Vengono elaborati lingotti con fino a 30 tonnellate di massa. Hanno dimensioni fino a 8,7 metri di lunghezza, 2,2 metri di larghezza e 60 cm di spessore. È possibile elaborare tecnicamente anche barre più grandi, ma la qualità della trama diminuisce. Dopo la laminazione a caldo, il materiale è generalmente presente in spessori da circa 20 a 30 mm. Questo è seguito dalla laminazione a freddo fino allo spessore finale. I laminatoi a freddo hanno capacità da 300.000 a 400.000 tonnellate annue. I compositi possono essere realizzati mediante laminazione. Vengono applicati uno o due lati di uno strato di un altro materiale. Spesso, uno strato di alluminio puro resistente alla corrosione viene applicato al materiale del nucleo sensibile alla corrosione.

estrudere

L'alluminio può essere formato per estrusione in profili costruttivi complicati; Questo è un grande vantaggio nella produzione di profili cavi (ad es. Per serramenti, barre, travi), profili di dissipatori di calore o nella tecnologia dell'antenna. La produzione di semilavorati o componenti viene effettuata a partire da materiali di partenza come lingotti, lamiera o cilindri. Le leghe di alluminio sono molto meglio estruse rispetto ad altri materiali, motivo per cui gran parte dell'alluminio viene lavorato con questo processo. Il materiale di partenza viene pressato attraverso uno strumento cavo. Il risultato è un materiale infinito segato nella lunghezza desiderata. Può anche essere costituito da sezioni complicate, ad esempio sezioni vuote o che con sottosquadri. Tuttavia, la sezione trasversale è costante sulla lunghezza. Con leghe ad alta resistenza, sono richiesti spessori di parete minimi e la pressatura richiede molto tempo, motivo per cui sono preferite le leghe a media resistenza e induribili. L'indurimento viene di solito effettuato direttamente dopo. Nell'estrusione, il materiale viene riscaldato a temperature da circa 450 a 500 ° C per aumentare la formabilità, che viene anche utilizzata per la ricottura della soluzione. Immediatamente dopo l'estrusione, il pezzo viene raffreddato ad aria o acqua e quindi spento, il che porta a maggiori resistenze.

altro

Un processo di miscelazione di fusione e forgiatura è Cobapress, appositamente progettato per l'alluminio e ampiamente utilizzato nell'industria automobilistica. I moderni laminatoi sono molto costosi, ma anche molto produttivi.

Il taglio comporta tornitura, foratura e fresatura. I materiali in alluminio sono facili da scheggiare. Le loro proprietà esatte, tuttavia, dipendono dallo stato della lega e della microstruttura. Va notato che le temperature che si verificano durante la lavorazione possono essere rapidamente all'interno dell'intervallo del punto di fusione. Tuttavia, con gli stessi parametri di taglio dell'acciaio, l'alluminio provoca meno stress meccanici e termici. Come materiale da taglio, il carburo viene spesso utilizzato per l'aloeutettico o il diamante per le leghe ipereutettiche altamente abrasive. In particolare, la lavorazione di pezzi anodizzati richiede utensili duri per evitare l'usura del rivestimento anodizzato duro. La polvere di macinazione prodotta durante la macinazione dell'alluminio può comportare un aumento del rischio di esplosione.

Saldatura e saldatura

In linea di principio, tutti i materiali in alluminio sono adatti per la saldatura, ma l'alluminio puro tende ai pori della saldatura. Inoltre, la fusione di alluminio tende a reagire con l'atmosfera, motivo per cui quasi sempre è saldata sotto gas inerte. Adatti sono la saldatura MIG e al plasma e la saldatura TIG. In quest'ultimo caso, quando si usa corrente alternata, l'argon gas nobile viene usato come gas protettivo ed elio a corrente continua.

Sia il biossido di carbonio che i laser a stato solido sono adatti per la saldatura laser, ma non per tutte le leghe. A causa dell'elevata conduttività termica, la fusione si solidifica molto rapidamente, in modo che la saldatura tende a pori e crepe. La saldatura a punti a resistenza richiede, rispetto all'acciaio, correnti elettriche più elevate e tempi di saldatura più brevi, e in alcuni casi attrezzature speciali, poiché le attrezzature di saldatura standard per l'acciaio non sono adatte. Per la saldatura a fascio di elettroni, tutte le leghe sono adatte, ma magnesio e stagno tendono ad evaporare durante il processo di saldatura. La saldatura ad arco manuale viene usata raramente, di solito per raffinare i getti. La saldatura è difficile a causa dello strato di ossido formante nell'aria. Vengono utilizzate saldature sia dure che morbide con flussi speciali. In alternativa, l'alluminio può essere saldato senza flusso con gli ultrasuoni, mentre lo strato di ossido viene rotto meccanicamente durante il processo di saldatura.

Alluminio in natura e organismi
Alluminio nel corpo umano

L'alluminio non è un oligoelemento essenziale ed è considerato non necessario per la dieta umana. Nel corpo umano sono in media circa 50 a 150 milligrammi di alluminio. Questi sono distribuiti a circa il 50 percento del tessuto polmonare, al 25 percento sui tessuti molli e ad un altro 25 percento sulle ossa. L'alluminio è quindi una parte naturale del corpo umano.

Da 99 a 99,9 La percentuale della quantità di alluminio comunemente consumata negli alimenti (da 10 a 40 mg al giorno) viene escreta non stabilita attraverso le feci. Gli agenti chelanti (agenti complessanti) come l'acido citrico possono aumentare l'assorbimento da 2 a 3 percento. Inoltre, l'assunzione di sali di alluminio attraverso il tratto gastrointestinale è bassa; ma varia a seconda del composto chimico e della sua solubilità, pH e presenza di agenti complessanti. Si stima che 1 ‰ o 3 ‰ di alluminio ottenuto negli alimenti o nell'acqua potabile siano assorbiti nel tratto gastrointestinale. L'eliminazione di sali di alluminio idrosolubili nell'organismo avviene in pochi giorni, principalmente attraverso i reni attraverso le urine, meno attraverso le feci. Nei pazienti in dialisi con funzionalità renale compromessa, vi è quindi un aumentato rischio di accumulo nel corpo con effetti tossici, come rammollimento osseo e danni al sistema nervoso centrale; Inoltre, i pazienti in dialisi sono esposti a una maggiore fornitura di alluminio a causa dei prodotti farmaceutici (leganti fosfatici) che sono necessari per loro. L'alluminio, che non viene escreto dai reni, penetra nelle ossa. Lì viene relativamente lentamente eliminato, quindi si presume dalle stime del modello che circa il 1-2% della dose riassorbita si accumuli nel corpo. [115] In una vita, si accumulano circa 35 mg di alluminio nel corpo.

Nel sangue, Al3 + è prevalentemente legato (circa 80%) alla transferrina. 16 percento è presente come [Al (PO4) (OH)], 1,9 percento come complesso citrato, 0,8 percento come Al (OH) 3 e 0,6 percento come [Al (OH) 4] -. Il sangue del neonato contiene già ioni di alluminio originati dalla circolazione del materiale. Livelli sierici di circa 6-10 μg / L sono simili a quelli degli adulti.

impianto

L'alluminio sotto forma di vari sali (fosfati, silicati) è un costituente di molte piante e frutti, poiché i composti di Al disciolti vengono assorbiti dal suolo dal suolo a causa della pioggia. Questo è sempre più il caso in cui i suoli acidi sono influenzati dalla pioggia acida (vedi anche Danni delle foreste ).

Gran parte del suolo nel mondo è chimicamente acido. Se il pH è inferiore a 5,0, gli ioni Al3 + vengono assorbiti dalle radici delle piante. Questo è il caso di metà della terra coltivabile nel mondo. Gli ioni in particolare danneggiano la crescita delle radici delle radici fini. L'impianto, se non è tollerante all'alluminio, è quindi sotto stress. Numerosi enzimi e proteine ​​che trasmettono il segnale sono interessati; le conseguenze dell'avvelenamento non sono ancora completamente note. Nei terreni acidi ricchi di metalli, Al3 + è lo ione con il maggior potenziale di danno. Dalla pianta modello sono noti i transgeni Arabidopsis, che aumentano la loro tolleranza all'alluminio e le varietà tolleranti sono note anche nelle colture.

Ad esempio, la pioggia acida in Svezia negli anni 1960 ha acidificato i laghi, facendo sì che più ioni Al3 + si dissolvessero e uccidessero i pesci sensibili. Anche in Norvegia questa correlazione è stata stabilita durante un progetto di ricerca negli anni di 1970er.

A valori di pH superiori a 5,0, l'alluminio è legato come un catione idrossimerico polimerico sulla superficie dei silicati. A valori di pH compresi tra 4,2 e 5, la percentuale di cationi mobili è in aumento.

Quando si aumenta la concentrazione di acido solforico per pioggia acida, si forma idrossisolfato di alluminio: [116]

tossicità

Nell'insufficienza renale e nei pazienti in dialisi, l'assunzione di alluminio porta a una progressiva encefalopatia (disturbi della memoria e del linguaggio, svogliatezza e aggressività) da perdita di cellule cerebrali e demenza progressiva, osteoporosi fratturata (artrite) e anemia (perché l'alluminio ha la stessa bianchezza della memoria) come il ferro). Ciò è stato osservato negli anni di 1970er nei pazienti con emodialisi a lungo termine da un forte apporto di alluminio ("Sindrome da encefalopatia da dialisi").

Soprattutto per quanto riguarda l'uso in deodoranti e additivi alimentari, gli effetti sulla salute dell'alluminio sono discussi in modo controverso. Ad esempio, l'alluminio è stato oggetto di numerosi fattori controversi associati alla malattia di Alzheimer.

Secondo uno studio dell'Istituto federale per la valutazione dei rischi (BfR) di luglio 2007, nel caso generale al momento della creazione dello studio, nessun rischio di Alzheimer derivante dall'alluminio è stato identificato dalle materie prime a causa della quantità relativamente piccola; tuttavia, per precauzione, non conservare alimenti acidi a contatto con pentole o fogli di alluminio. 2014 ha rivalutato l'uso di deodoranti e cosmetici contenenti alluminio dal Federal Institute for Risk Assessment a febbraio: i sali di alluminio di tali prodotti possono essere assorbiti attraverso la pelle e un uso regolare per decenni potrebbe potenzialmente contribuire a problemi di salute.

La British Alzheimer's Society, con sede a Londra, sostiene che gli studi prodotti da 2008 non hanno dimostrato in modo convincente una relazione causale tra alluminio e morbo di Alzheimer. Tuttavia, ci sono alcuni studi, come ad esempio Ad esempio, lo studio di coorte PAQUID in Francia, con una valutazione dei dati sanitari di 3777 persone di età compresa tra 65 e 1988 ad oggi, in cui un'esposizione all'alluminio è indicata come fattore di rischio per il morbo di Alzheimer. Pertanto, molte placche senili con elevati livelli di alluminio sono state trovate nel cervello dei malati di Alzheimer. Tuttavia, non è chiaro se l'accumulo di alluminio sia una conseguenza della malattia di Alzheimer o se l'alluminio sia causalmente associato alla malattia di Alzheimer. L'Associazione tedesca Alzheimer non vede alcun legame convincente tra l'assunzione di alluminio e il morbo di Alzheimer.

L'alluminio è uno degli oligoelementi non essenziali, la tossicità dipende principalmente dalla quantità: 0,01 mg / l l'alluminio nel sangue è considerato valore normale, i valori superiori a 0,06 mg / l parlano per esposizione eccessiva e valori superiori a 0,2 mg / l nel sangue sono considerati tossici.

Prezzi per l'alluminio

Prezzi per le leghe di alluminio

Prezzi per rottami di alluminio

Prezzi per lingotto di alluminio