Aluminij (Al) je lagani, srebrnobijeli metal koji se smatra trećim najzastupljenijim elementom u Zemljinoj kori, odmah nakon kisika i silicija. Međutim, zbog svoje visoke kemijske reaktivnosti, nikada se prirodno ne pojavljuje u čistom metalnom obliku. Umjesto toga, nalazi se u spojevima, prvenstveno u boksitnoj rudi, smjesi hidratiziranih aluminijevih oksida, uključujući gibsit (Al(OH)₃), bemit (AlO(OH)) i dijaspor.
Proces rafiniranja u dvije faze
Put od sirovog boksita douključuje aluminij visoke čistoćedva različita industrijska procesa.
Prva faza je Bayerov proces, razvijen 1888. godine. Usitnjeni boksit se miješa s vrućom otopinom natrijevog hidroksida pod tlakom, otapajući minerale koji sadrže aluminij, a ostavljajući nečistoće poput željeznih oksida i silicija. Dobivena otopina natrijevog aluminata se zatim filtrira kako bi se uklonili ostaci crvenog mulja, cijepi se kristalima aluminijevog hidroksida i kalcinira na približno 1100 °C kako bi se dobila čista bijela glinica ili aluminijev oksid (Al₂O₃). Preko 90% svjetske glinice sada se proizvodi ovom metodom.
Druga faza je Hall-Héroultov proces. Aluminijev oksid ima talište iznad 2000 °C, što izravnu elektrolizu čini nepraktičnom. Rješenje leži u otapanju Al₂O₃ u rastaljenom kriolitu (Na₃AlF₆), što snižava radnu temperaturu na oko 950~1000 °C. Zatim se kroz smjesu propušta električna struja. Rastaljeni aluminij skuplja se na dnu (katoda), dok se kisik spaja s ugljikovim anodama i tvori CO₂. Ova elektrolitička metoda ostaje jedini industrijski proces za proizvodnju primarnog aluminija, dajući metal čistoće 99,5~99,8%.
Koje elemente sadrži aluminij?
Čisti aluminij sam po sebi sastoji se isključivo od elementa Al, s atomskim brojem 13 i atomskom težinom od približno 26,98 g/mol. Aluminij komercijalne čistoće (98,8–99,7% Al) sadrži manje tragove željeza i silicija kao prirodne nečistoće. Međutim, većinaprimjene se oslanjaju na aluminijske legure, gdje se specifični elementi namjerno dodaju kako bi se prilagodila mehanička svojstva.
Za konstrukcijske primjene, serija 6000 (npr. 6061) koristi magnezij i silicij kao primarne legirajuće elemente, obično 0,8~1,2% Mg i 0,400~0,8% Si. Ova legura nudi izvrsnu ravnotežu umjerene čvrstoće, dobre zavarljivosti i vrhunske obradivosti.
Za zahtjeve visoke čvrstoće, serija 7000 (npr. 7075) uključuje cink i bakar kao glavne legirajuće elemente, s približno 5,16~0,1% Zn i 1,2~2,0% Cu. Stanje T6 čelika 7075 pruža gotovo dvostruko veću vlačnu čvrstoću od čelika 6061-T6, što ga čini materijalom izbora za zrakoplovnu industriju i visokoučinkovite strukturne komponente.
Tragovi kroma, mangana i titana također su često prisutni u komercijalnim legurama, a svaki od njih igra ulogu u pročišćavanju zrna i otpornosti na koroziju. Razumijevanje preciznog elementarnog sastava svake legure ključno je za odabir pravog materijala za specifične zahtjeve obrade ili izrade.
Vrijeme objave: 13. svibnja 2026.