Alüminyum Nedir – Alüminyum Kullanım Alanları

Alüminyum ve Kullanım Alanları

«Alüminyum» adı, 1890 yılına kadar, bilim çevreleri dışında pek fazla işitilmemişti. Oysa günümüzde, alaşımlarıyla birlikte alüminyum insanların yaygın biçimde kullandıkları çok yönlü madenlerden biridir. Bunlar özellikle uzay gemileriyle onların donatılarını üreten sanayi kolunda kullanılmakta ve üç temel özellikleri, yani hafiflikleri, sağlamlıkları ve paslanmazlıkları, bu sanayi kolunda son derece yararlı olmaktadır. Alüminyumun yüksek düzeydeki elektrik iletkenliği , onu aynı zamanda yüksek gerilimli elektrik iletkenleri açısından da önemli kılmaktadır.

Alüminyum Nedir - Alüminyum Kullanım Alanları

Konum ve Özütleme

Alüminyum, yerkabuğunda en bol bulunan madeni elementdir. Kimyasal bakımdan tepkin olduğu için, hiçbir zaman doğada serbest bir element olarak bulunmamakta, her zaman başka elementlerle bileşim halinde görülmektedir. Hemen hemen her çeşit taşın bileşiğinde bulunan bir öğe olan alüminyumun, yerkabuğunun 16 kilometrelik üst bölümünde ortalama yoğunluğu yüzde sekizdir. Ticari amaçlarla alüminyum, birçok ülkede bulunan ve hidratlı bir alüminyum oksit olan «boksit» adlı bir mineralden özütlenir.
Alüminyum madeni, ilk kez 1825 yılında, DanimarkalI bilim adamı Hans Christian Oersted (1777-1851) tarafından ayrıldı. XIX. yüzyıl başlarında İngiliz kimyacısı Humphry Davy (1778-1829), alüminyum madeninin var olduğunu öne sürmüş, ama bu madeni açığa çıkarmayı başaramamıştı. Oersted’in buluşundan on beş yıl sonra, bu madenin bazı özelliklerinin, en başta da düşük yoğunluk derecesinin saptanmasını sağlayabilecek miktarda alüminyum üretilebildi. Bu kadar hafif bir madenin, ilerde, askerlik alanında son derece yararlı olabileceğini düşünen III. Napoleon (1808-1873), alüminyumun büyük miktarda üretilmesini sağlayacak bir işlemin gerçekleştirilmesi için Fransız kimyacısı Henri Sainte-Clarie Deville’e (1818-1881) para yardımında bulundu.

Deville, alüminyum klorürün sodyum madeni kullanılarak indirgenmesine dayanan bir işlemi gerçekleştirdi ve böylece alüminyum ilk kez, 1885 Paris Sergisi’nde halka gösterildi. O sıralar, alüminyumun kilosu, aşağı yukarı 250 dolara geliyordu. 1886 yılında ise alüminyumun kilosu 15 dolara düşmüş ve toplam 50 ton alüminyum üretilmişti.

Alüminyum Üretimi

Birleşik Amerika’da Charles Martin Hail (1863-1914) ve Fransa’da Paul Heroult (1863-1914) 1886 yılının hemen hemen aynı günlerinde, şimdilerde hâlâ kullanılmakta olan elektroliz yoluyla alüminyum elde etmek için bir yöntem gerçekleştirdiler ve böylece alüminyumun geleceği sağlama alınmış oldu. Hail ile Heroult, saf alüminin (alüminyum oksit), «kriyolit» adı verilen erimiş bir alüminyum minerali içinde çözünüp bir elektrik akımından geçirildiğinde elektrotların birinde (katot) alüminyum madeninin, ötekinde (anot) ise oksijenin toplandığını ortaya çıkardılar. Bu buluşu izleyen altı yıl içinde alüminyumun kilosu 1,30 dolara düştü. 1973 yılında ise alüminyumun kilosu aşağı yukarı 88 sentti.

Alüminyum üretimi için büyük miktarda elektrik (yaklaşık olarak 13-18 kilovat-saat/kg) gereklidir. Bu nedenle, alüminyum üretimi hidroelektriğin ucuza sağlandığı Niyagara Çağlayanları ve Norveç gibi yerlerde gelişmiştir.

Genellikle kazı yoluyla çıkarılan boksitin, alüminyum üretiminde kullanılabilmesi için arıtılması gerekir. Ayrıca, alüminyunt üretiminde kullanılacak boksitin, yüzde 32’den fazla alüminyum oksit içermesi de zorunludur. Kaldı ki, günümüzde kullanılmakta olan boksitteki alüminyum oksit oranı genellikle yüzde 45-55’i bulmaktadır. En yaygın olarak başvurulan arıtma yöntemi, Bayer işlemidir . Bu işlem sırasında yabancı maddeler, bazı ülkelerde çevre kirlenmesi sorunları yaratan bir «kırmızı çamur» meydana getirirler. Silisle karışık bir miktar alümin içeren bu kırmızı çamurdan alüminyum özütlemek yada yüksek oranda silis içeren maden filizlerinden alüminyum elde etmek için Alcoa işlemi uygulanır. Ayrıca, daha başka işlemler geliştirmek üzere çeşitli çalışmalar yapılmıştır.

1973 yılında Alcoa, alüminyum klorür elektrolizine dayanan bir yöntem bulduğunu açıklamıştır; Alcoa’mn geliştirdiği bu yöntemde, Hall-H6roult işlemine oranla yüzde 30 daha az enerji harcanmaktadır. Bundan başka, oksitin karbonla ısıtılarak indirgendiği «karboter-mik- işlemlere yönelik birçok araştırma da yapılmıştır.

 

Çok Yönlü Bir Maden

Birinci Dünya Savaşı sırasında Alman Alfred Wilm, duralümin’i buldu. Duralümin, alüminyumun az miktarda bakır, magnezyum ve manganez içeren ve inşaat çeliğinin özelliklerine benzer fiziksel özelliklere sahip bir alaşımıydı. Bu, alüminyum madeninin kullanımını büyük ölçüde yaygınlaştıran çok sayıda alaşım çeşitlerinin ilkiydi. 1975 yılında Birleşik Amerika’da yapılan tahminlere göre, alüminyumun başlıca kullanım alanları şunlardı; yapı ve inşaatlarda yüzde 26, ulaştırma elektrik ve kap işleri alanlarının her birinde ise yüzde 15-16.

Alüminyumun günümüzdeki kullanımları büyük bir çeşitlilik göstermektedir: madeni pencere çerçeveleri; paralar; tencereler ve yemek pişirmek için kullanılan alüminyum mutfak folyoları; uçak, otobüs ve tren yapımında kullanılan çeşitli parçalar; petrokimya sanayimdeki katalizatörler; koku gidericilerin bileşenleri; sıvı doğal gaz için dev depolar ; alkolsüz içki ve bira konulan kutular; krom gibi erime derecesi yüksek madenlerin alüminotermik ergitme işlemleri; ve aşınmaya karşı dirençli maden boyaları.

Etiketler:

Yorum yazın