нію. Сучасний спосіб отримання алюмінію електролізом кріолітогліноземного розплаву розроблений в 1886 році одночасно і незалежно один від одного Ч. Холом в США і П. Еру у Франції.
1.3 Знаходження в природі
Алюміній - найпоширеніший у земній корі метал. На його долю приходиться 5,5-6,6 мол. Частки% або 8 мас.%. Головна маса його сконцентрована в алюмосилікатах. Надзвичайно розповсюдженим продуктом розкладу утворених ним сполук є глина, основний склад якої відповідає формулі Al 2 O 3. 2SiO 2. 2H 2 O. З інших форм знаходження алюмінія найбільше значення має боксит Al 2 O 3. xH 2 O і мінерали корунд Al 2 O 3 і кріоліт AlF 3. 3NaF.
.4 Отримання
В даний час в промисловості алюміній отримують електролізом розчину глинозему Al 2 O 3 в розплавленому кріоліті. Al 2 O 3 повинен бути достатньо чистим, тому що із виплавленого алюмінія домішки видаляються дуже тяжко. Температура плавлення Al 2 O 3 близько 2050 о С, а кріоліту - 1100 о С. Електролізу піддають розтоплену суміш криоліта і Al 2 O 3, що вміщує близько 10 масс. % Al 2 O 3, та плавиться при 960 о С і має електричну провідність, густину та в'язкістю, найбільш придатними для проведення процесу. При додаванні AlF 3, CaF 2 та MgF 2 проведення електролізу виявляється можливим при 950 о С.
Електролізер для виплавки алюмінія являє собою залізний кожух, викладений зсередини вогнетривкою цеглою. Його дно (під), складене з блоків спресованого вугілля, що є катодом. Аноди розташовані зверху: це - алюмінієві каркаси, заповнені вугільними брикетами.
2 O 3=Al 3+ + AlO 3 3-
На катоді виділяється рідкий алюміній:
3+ + третій -=Al
Алюміній збирається на дні печі, звідки періодично випускається. На аноді виділяється кисень:
AlO 3 3- - 12е -=2Al 2 O 3 + 3O 2
Кисень окислює графіт до оксидів вуглецю. По мірі згорання вуглецю анод нарощують.
Алюміній, крім того, застосовується як легіруюча добавка до багатьох сплавів для надання їм жаростійкості.
.5 Фізичні властивості алюмінію
Алюміній поєднує дуже цінний комплекс властивостей: малу щільність, високі теплопровідність і електричну провідність, високу пластичність і гарну корозійну стійкість. Він легко піддається кування, прокатці, волочіння. Алюміній добре зварюється газової, контактної та інших видами зварювання. Ґрати алюмінію кубічна гранецентрированная з параметром а=4,0413?.
Властивості алюмінію, як і всіх металів, в означає, мірі залежать від його чистоти.
Властивості алюмінію особливої ??чистоти (99,996%):
щільність (при 20 ° С) 2698,9 кг/м 3; пл 660,24 ° С; кип близько 2500 ° С;
коефіцієнт термічного розширення (від 20 ° до 100 ° С) 23,86 · 10 - 6;
теплопровідність (при 190 ° С) 343 вт/м · К [0,82 кал/(см · сек · ° С)],
питома теплоємність (при 100 ° С) 931,98 дж/кг · К [0,2226 кал/(г · ° С)];
електропровідність по відношенню до міді (при 20 ° С) 65,5%.
Алюміній має невисокою міцністю (межа міцності 50-60 Мн/м 2), твердістю (170 Мн/м 2 по Брінеллю) і високою пластичністю (до 50%). При холодної прокатки межа міцності алюмінію зростає до 115 Мн/м 2, твердість - до 270 Мн/м 2, відносне подовження знижується до 5% (1 Мн/м 2 ~ і 0,1 кгс/мм 2).
Алюміній добре полірується, анодируется і володіє високою відбивною здатністю, близькою до сріблу (він відображає до 90% падаючої світлової енергії). Володіючи великим спорідненістю до кисню, алюміній на повітрі покривається тонкою, але дуже міцною плівкою оксиду Al 2 О 3, що захищає метал від подальшого окислення і зумовлюючої його високі антикорозійні властивості.
Міцність оксидної плівки і захисну дію її сильно убувають у присутності домішок ртуті, натрію, магнію, міді та ін. Алюміній стійкий до дії атмосферної корозії, морської і прісної води, практично не взаємодіє з концентрованою або сильно розведеної азотною кислотою, з органічних кислотами, харчовими продуктами.
1.6 Хімічні властивості
При прожарюванні мілко роздробленого алюмінія він енергійно згорає на повітрі. Аналогічно проходить його взаємодія з сіркою. З хлором та бромом сполучається вже при звичайній температурі, з йодом - при нагріванні. При дуже високих температурах алюміній безпосередньо з'єднується і з азотом та вуглецем. Проте з воднем взаємодіє дуже пасивно.
