طرق صهر الألمنيوم

الألمنيوم

يعد الألمنيوم من أكثر المواد انتشاراً وتوفراً في القشرة الأرضية، وهو معدن خفيف قابل للطي والسحب، نسبته 8.3% من المعادن المنتشرة على سطح الأرض، ويقع في المرتبة الثالثة بعد الأكسجين والسليكون، وهو مقاوم للصدأ بشكل كبير، وسهل التفاعل مع المواد الأخرى فتجده يدخل في العديد من المواد والصناعات والتفاعلات، وخام البوكسايت هو المصدر الرئيسي للألمنيوم، ويرمز لعنصر الألمنيوم في الجدول الذري بـ AL وعدده الذري 13، بينما تبلغ كتلته الذرية 6.9815386 غ·مول−1 ، ولا يوجد في حالة نقية في سطح الكرة الأرضية، وإنما يكون متفاعلاً مع العناصر الأخرى.

خصائص الألمنيوم

يمتاز الألمنيوم بوزنه الخفيف جداً مقارنة مع المعادن الأخرى، وهو موصل جيد للكهرباء، ويمتاز أيضاً بمقاومته للصدأ والتآكل بفعل الطبقة الخارجية التي تتكوّن عند اتّحاد الماء مع الألمنيوم بعكس ما يحدث مع معدن الحديد، ويعتبر موصلاً جيداً للحرارة فهو يستخدم في صناعة أوراق الطبخ، ويكون لون الألمنيوم أبيضَ مائلاً إلى الرمادي.

استخدامات الألمنيوم

يستخدم في صناعة الطائرات والسيارات والقطارات بعد خلطه بمواد أخرى، كما يستخدم في صناعة أواني الطبخ والنوافذ والأبواب، ويمكن جعله بسمك رفيع جداً لاستخدامه في تغليف الحلويات والمأكولات وحفظ الطعام، ويعدّ موصلاً جيداً للكهرباء فهو يستخدم في أعمدة الإنارة الخارجية وفي خطوط توزيع الكهرباء والضغط العالي، بالإضافة إلى استخدامه في صناعة وصك النقود والعملات المعدنية، ويستخدم مسحوق الألمنيوم في صناعة المتفجرات والألعاب النارية.

كيفية صهر الألمنيوم

يتم صهر الألمنيوم والحصول على المعدن النهائي للأمنيوم بمرحلتين أساستين وهما:

صهر معدن البوكسايت

حيث تتم إضافة محلول الصودا الكاوية إلى معدن البوكسايت وتسخينه على درجة حرارة 230 درجة سلسيوس لمدّة لا تتجاوز نصف الساعة مكوّنة محلول ألومنيات الصوديوم، حيث توضع في مضخات خاصة بعد إضافة كمية من هيدروكسيد الألمنيوم وتقلب لأيام منتجة مسحوق الألومينا والتي تنقى بعدها وتسخن على درجة 200 درجة مئوية.

صهر معدن الألومينا

يضاف فلوريد الصوديوم والألمنيوم إلى مسحوق الألومينا وتوضع في مغطس كيميائيّ يحتوي على فلوريد الكالسيوم، وتسخّن على درجة حرارة تصل إلى 930 درجة مئوية، بعدها تضاف ألواح من الكربون إلى المغطس ويمرّر فيها تيارٌ كهربائي يعمل على تحليل مكوّنات الألومينا، وتتفاعل بعدها مع الأكسجين منتجةً مادة منصهرة وهي عبارة عن الألمنيوم المنصهر، وبعدها توضع في أحواض وأوعية خاصة وتنقّى من الشوائب والأوساخ وتترك لفترات من الزمن حتى يتكوّن معدن الألمنيوم النهائيّ.

تستخدم عمليات الاختزال والأكسدة لتكوين الطبقة الخارجية للألمنيوم ممّا يجعله قابلاً للاستخدام في الصناعات المختلفة، وخصوصاً في المنازل حيث يتميّز الألمنيوم بسعره المعتدل مقارنة بالمعادن الأخرى.