So funktioniert die Aluminiumherstellung

Aluminium ist vielleicht eine der bekanntesten Legierungen. Aus kommerzieller Sicht ist dieses Metall überall zu finden: Bierdosen, Folien, Verpackungen, Küchenutensilien und sogar Flugzeugteile. Aber woher kommt es eigentlich? Und wie gelangen wir schließlich von der Gewinnung eines Rohmetalls aus der Erdkruste zur Herstellung gewöhnlicher Haushaltsgegenstände? Nun, die Aluminiumherstellung ist ein komplexes System, das die Anwendung vieler verschiedener Verfahren erfordert. Von der Gewinnung des aus Bauxit gewonnenen Aluminiumoxids bis hin zum sorgfältigen Schmelzen seiner Tonerdeform ist der Prozess der Herstellung des weltweit am zweithäufigsten verwendeten Metalls recht wissenschaftlich.

Als eines der vielseitigsten Metalle auf dem Markt hat Aluminium eine breite Palette industrieller Anwendungen und ist in alltäglichen Konsumgütern stark vertreten. Kombiniert man dies mit der Tatsache, dass Aluminium leicht, korrosionsbeständig und eines der am häufigsten natürlich vorkommenden Elemente ist, lässt sich leicht erkennen, warum die weltweite Nachfrage nach Aluminiumverarbeitung so hoch ist.

Wenn Sie neugierig sind, wie das alles funktioniert, lesen Sie weiter, um einen kurzen Einblick in den Herstellungsprozess von Aluminium und die verschiedenen Legierungsarten des Metalls zu erhalten.

Wie wird Aluminium raffiniert?

Aluminium ist ein chemisches Element, das in der Erdkruste reichlich vorhanden ist. Aber der Prozess der Aluminiumherstellung ist nicht so einfach, wie wenn man die Verbindung einfach ausgräbt und sie dorthin transportiert, wo sie gebraucht wird.

Stattdessen bauen die Aluminiumhersteller zunächst Bauxit ab, ein weiches Tonmineral, das nur wenige Meter unter der Erdoberfläche gewonnen wird. Der größte Teil des Bauxits wird in Australien abgebaut, aber auch in einigen anderen tropischen und subtropischen Klimazonen ist es zu finden.

Bauxit besteht zu etwa 45-60 % aus Aluminiumoxid, das zur Herstellung von hochfesten Aluminiumblechen, -rohren, -stangen und vielem mehr gewonnen werden kann. Andere im Bauxit enthaltene Elemente, wie Eisen und Sand, können ebenfalls gewonnen und genutzt werden.

Um Aluminium aus Bauxit zu gewinnen, verwenden die meisten Hersteller zunächst das so genannte Bayer-Verfahren. Bei dieser Methode der Aluminiumverarbeitung muss das Bauxit raffiniert und gemahlen werden, bevor es in große Drucktanks mit einer Natriumhydroxidlösung (auch bekannt als Ätznatron) gefüllt wird. Unter Zufuhr von extremer Dampfhitze löst das Natriumhydroxid die Aluminiumverbindungen auf und trennt sie von den anderen Elementen im Bauxit. Zurück bleibt ein Natriumaluminat-Schlamm, der anschließend gefiltert und gekühlt wird, bevor er zu Aluminiumoxid oder Tonerde gereinigt wird.

Sobald sie über Tonerde verfügen, beginnen die Hersteller mit dem Hall-Héroult-Verfahren, bei dem die Tonerde unter starkem elektrischen Strom geschmolzen wird. Das Ergebnis ist eine geschmolzene Mischung, die elektrolysiert wird, um die Aluminiumatome von den Sauerstoffatomen zu trennen. Das Endergebnis ist metallisches Aluminium, das legiert, verarbeitet und an die Aluminiumlieferanten geliefert werden kann.

Arten von Aluminiumlegierungen

Wie kann aus ein und demselben chemischen Element etwas entstehen, das sowohl stark genug ist, um ein Flugzeug zu tragen, als auch flexibel genug, um ein Sandwich zum Mittagessen darin einzuwickeln? Alles läuft auf eine Legierung hinaus.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Aluminium zu legieren, und jede Methode führt zu einer anderen Art von Aluminium. Diese drei Arten unterscheiden sich in ihrer Festigkeit, Dicke und Verwendbarkeit sowie in ihrer chemischen Zusammensetzung. Sie sind:

• Kommerziell reines Aluminium - Aluminium mit einem Reinheitsgrad von 99 % oder mehr. Diese Art von Aluminium ist extrem korrosionsbeständig und leitet Wärme und Strom hervorragend.
• Wärmebehandelbares Aluminium - Aluminium, das durch ein Legierungsverfahren mit extremer Hitze und anschließender schneller Abkühlung hergestellt wird, um ein ultrahochfestes Metall zu erzeugen. Aufgrund seiner Festigkeit wird diese Art von Aluminium häufig in der Flugzeug- und Automobilproduktion verwendet.
• Nicht wärmebehandelbares Aluminium - Ein Kaltlegierungsverfahren, das die atomare Struktur des Aluminiums aufbricht und seine Festigkeit erhöht. Die Haltbarkeit hängt vom verwendeten Legierungselement ab. Einige nicht wärmebehandelbare Aluminiumsorten werden z. B. für den Schiffbau verwendet, während andere für Konserven und andere Konsumgüter eingesetzt werden.

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