Опишете химичния елемент алуминий. Химични и физични свойства на алуминия

Тип урок. Комбиниран.

Задачи:

Образователни:

1. Актуализирайте знанията на учениците за структурата на атома, физическите значения на серийния номер, номера на групата, номера на периода, като използвате алуминий като пример.

2. Да се ​​формират знанията на учениците, че алуминият в свободно състояние има специални, характерни физични и химични свойства.

Разработване:

1. Генерирайте интерес към изучаването на науката, като предоставяте кратки исторически и научни доклади за миналото, настоящето и бъдещето на алуминия.

2. Да продължи формирането на изследователски умения на учениците при работа с литература, извършване на лабораторна работа.

3. Разширете концепцията за амфотерни, като разкриете електронната структура на алуминия, химичните свойства на неговите съединения.

Образователни:

1. Повишете уважението към околната среда, като предоставите информация за възможната употреба на алуминий вчера, днес, утре.

2. Да се ​​формира умение за работа в екип за всеки ученик, да се съобразява с мнението на цялата група и да защитава правилно собственото си чрез лабораторни упражнения.

3. Да запознае учениците с научната етика, честността и почтеността на естествените учени от миналото, предоставяйки информация за борбата за правото да бъдеш откривател на алуминия.

ПРЕГЛЕД по темите за алкални и алкалоземни М (ПОВТОРЕНИЕ):

Какъв е броят на електроните във външното енергийно ниво на алкални и алкалоземни M?

Какви продукти се образуват, когато натрият или калият реагират с кислорода? (пероксид), способен ли е литият да произвежда пероксид в реакция с кислород? (Не, реакцията произвежда литиев оксид.)

Как се получават натриеви и калиеви оксиди? (калциниране на пероксиди със съответния Me, Pr: 2Na+Na 2 O 2 =2Na 2 O).

Алкалните и алкалоземните метали проявяват ли отрицателни степени на окисление? (Не, не го правят, тъй като са силни редуциращи агенти.).

Как се променя радиусът на атома в основните подгрупи (отгоре надолу) на периодичната система? (увеличава) каква е причината за това? (с увеличаване на броя на енергийните нива).

Коя от изследваните от нас групи метали е по-лека от водата? (в алкална).

При какви условия се образуват хидриди в алкалоземните метали? (при високи температури).

Кое вещество калций или магнезий реагира по-активно с водата? (Калцият реагира по-активно. Магнезият реагира активно с вода само когато тя се нагрее до 100 0 С).

Как се променя разтворимостта на хидроксиди на алкалоземни метали във вода в редицата от калций към барий? (разтворимостта във вода се увеличава).

Разкажете ни за характеристиките на съхранение на алкални и алкалоземни метали, защо се съхраняват по този начин? (тъй като тези метали са много реактивни, те се съхраняват в контейнер под слой керосин).

КОНТРОЛНА РАБОТА по темите за алкални и алкалоземни М:

ОБОБЩЕНИЕ НА УРОКА (ИЗУЧАВАНЕ НА НОВ МАТЕРИАЛ):

Учител: Здравейте момчета, днес преминаваме към изучаването на подгрупа IIIA. Избройте елементите, разположени в IIIA подгрупа?

Стажанти: Той включва елементи като бор, алуминий, галий, индий и талий.

Учител: Колко електрони съдържат във външното си енергийно ниво, степен на окисление?

Стажанти: Три електрона, степен на окисление +3, въпреки че талият има по-стабилна степен на окисление +1.

Учител: Металните свойства на елементите от борната подгрупа са много по-слабо изразени от тези на елементите от берилиевата подгрупа. Бор не е М. В бъдеще, в рамките на подгрупата, с увеличаване на ядрения заряд M, свойствата се подобряват. Ал- вече М, но не типично. Неговият хидроксид има амфотерни свойства.

От M на главната подгрупа на III група най-голямо значение има алуминият, чиито свойства ще разгледаме подробно. За нас представлява интерес, защото е преходен елемент.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Алуминийразположени в третия период, група III от главната (А) подгрупа на периодичната система. Това е първият p-елемент от 3-тия период.

Метал. Обозначение – Ал. Пореден номер - 13. Относителна атомна маса - 26,981 a.m.u.

Електронната структура на алуминиевия атом

Алуминиевият атом се състои от положително заредено ядро ​​(+13), вътре в което има 13 протона и 14 неутрона. Ядрото е заобиколено от три обвивки, по които се движат 13 електрона.

Ориз. 1. Схематично представяне на структурата на алуминиевия атом.

Разпределението на електроните в орбиталите е както следва:

13Al) 2) 8) 3 ;

1с 2 2с 2 2стр 6 3с 2 3стр 1 .

На външното енергийно ниво на алуминия има три електрона, всички електрони от 3-то подниво. Енергийната диаграма има следната форма:

Теоретично е възможно възбудено състояние за алуминиев атом поради наличието на празен 3 д-орбитали. Въпреки това, разпадането на електрони 3 с- подниво реално не възниква.

Примери за решаване на проблеми

ПРИМЕР 1

Химичен елемент от група III на периодичната система на Менделеев.

латинско име— Алуминий.

Обозначаване— Ал.

атомно число — 13.

Атомна маса — 26,98154.

Плътност- 2,6989 g / cm 3.

Температура на топене- 660 °С.

Прост, лек парамагнитен метал със светлосив или сребристо бял цвят. Има висока топло- и електрическа проводимост, устойчивост на корозия. Разпространение в земната кора - 8,8% от теглото - той е най-разпространеният метал и третият най-често срещан химичен елемент.

Използва се като конструктивен материал в строителството на сгради, самолето- и корабостроенето, за производството на проводими продукти в електротехниката, химическо оборудване, потребителски стоки, производството на други метали с помощта на алуминотермия, като компонент на твърдо ракетно гориво, пиротехника композиции и други подобни.

Металният алуминий е получен за първи път от датския физик Ханс Кристиан Ерстед.

В природата се среща изключително под формата на съединения, тъй като има висока химична активност. Образува силна химична връзка с кислорода. Поради реактивността е много трудно да се получи метал от руда. Сега се използва методът на Hall-Heroult, който изисква големи количества електроенергия.

Алуминият образува сплави с почти всички метали. Най-известните са дуралимиум (сплав с мед и магнезий) и силумин (сплав със силиций). При нормални условия алуминият е покрит със силен оксиден филм, поради което не реагира с класическите окислители вода (H 2 O), кислород (O 2) и азотна киселина (HNO 3). Поради това той практически не е подложен на корозия, което гарантира търсенето му в индустрията.

Името идва от латинското "alumen", което означава "стипца".

Използването на алуминий в медицината

народна медицина

Ролята на алуминия в тялото не е напълно разбрана. Известно е, че неговото присъствие стимулира растежа на костната тъкан, развитието на епитела и съединителната тъкан. Под негово влияние се повишава активността на храносмилателните ензими. Алуминият е свързан с процесите на възстановяване и регенерация на тялото.

Алуминият се счита за токсичен елемент за човешкия имунитет, но въпреки това е част от клетките. В същото време той има формата на положително заредени йони (Al3 +), които засягат паращитовидните жлези. Различните видове клетки съдържат различно количество алуминий, но със сигурност се знае, че клетките на черния дроб, мозъка и костите го натрупват по-бързо от останалите.

Лекарствата с алуминий имат аналгетичен и обгръщащ ефект, антиациден и адсорбиращ ефект. Последното означава, че при взаимодействие със солна киселина лекарствата могат да намалят киселинността на стомашния сок. Алуминият се предписва и за външна употреба: при лечение на рани, трофични язви, остър конюнктивит.

Токсичността на алуминия се проявява в заместването му на магнезия в активните центрове на редица ензими. Конкурентната му връзка с фосфора, калция и желязото също играе роля.

При липса на алуминий се наблюдава слабост в крайниците. Но подобно явление в съвременния свят е почти невъзможно, тъй като металът идва с вода, храна и чрез замърсен въздух.

При излишък на алуминий в организма започват промени в белите дробове, конвулсии, анемия, дезориентация в пространството, апатия и загуба на паметта.

Аюрведа

Алуминият се счита за отровен и затова не трябва да се използва за лечение. Така както не трябва да използвате алуминиеви съдове за приготвяне на отвари или съхранение на билки.

Използването на алуминий в магията

Поради трудността да се получи чист елемент, металът се използва в магията заедно с него, от него се правят бижута. Когато процесът на получаване беше опростен, модата за алуминиеви занаяти веднага премина.

Защитна магия

Използва се само алуминиево фолио, което има свойствата да екранира енергийните потоци, предотвратявайки тяхното разпространение. Затова по правило в него се увиват предмети, които могат да разпространяват негативна енергия около себе си. Много често във фолио се опаковат съмнителни магически дарове - жезли, маски, кинжали, особено донесени от Африка или Египет.

Същото правят и с изхвърлени непознати предмети, намерени в двора или под вратата. Вместо да го повдигате с ръце или през кърпа, по-добре го покрийте с фолио, без да докосвате самия предмет.

Понякога фолиото се използва като защитен екран за амулети и талисмани, които в момента не са необходими, но може да са необходими в бъдеще.

Алуминият в астрологията

зодия: Козирог.

Алуминийв чист вид е изолиран за първи път от Фридрих Вьолер. Немски химик нагрява безводен елемент хлорид с метален калий. Това се случи през втората половина на 19 век. Преди 20 век кг алуминийструва повече.

Само богатите и държавата можеха да си позволят новия метал. Причината за високата цена е трудността при отделяне на алуминия от други вещества. Методът за извличане на елемента в индустриален мащаб е предложен от Чарлз Хол.

През 1886 г. той разтваря оксида в криолитна стопилка. Германецът затворил сместа в гранитен съд и пуснал електрически ток към нея. Плаки от чист метал се утаяват на дъното на контейнера.

Химични и физични свойства на алуминия

Какъв алуминий?Сребристо бял, лъскав. Затова Фридрих Вьолер сравнява получените метални гранули. Но имаше едно предупреждение - алуминият е много по-лек.

Пластичността е близка до скъпоценната и. алуминият е вещество, без проблеми се разтягат на тънка тел и листове. Достатъчно е да си припомним фолиото. Изработен е на базата на 13-ия елемент.

Алуминият е лек поради ниската си плътност. То е три пъти по-малко от това на желязото. В същото време 13-ият елемент почти не е по-нисък по сила.

Тази комбинация направи сребърния метал незаменим в индустрията, например, производството на части за автомобили. Говорим за занаятчийско производство, т.к заваряване на алуминийвъзможно дори и у дома.

алуминиева формулави позволява активно да отразявате светлината, но и топлинните лъчи. Електрическата проводимост на елемента също е висока. Основното нещо е да не го прегрявате. Ще се стопи при 660 градуса. Повишете малко температурата - ще изгори.

Само металът ще изчезне алуминиев оксид. Той също се образува при стандартни условия, но само под формата на повърхностен филм. Предпазва метала. Следователно, той се съпротивлява добре на корозия, тъй като достъпът на кислород е блокиран.

Оксидният филм също предпазва метала от вода. Ако се отстрани плаката от повърхността на алуминия, ще започне реакция с H 2 O. Водородните газове ще се отделят дори при стайна температура. Така, алуминиева лодкане се превръща в дим само благодарение на оксидния филм и защитната боя, нанесени върху корпуса на кораба.

Най-активен взаимодействие на алуминийс неметали. Реакциите с бром и хлор протичат дори при нормални условия. В резултат на това се образуват алуминиеви соли. Водородните соли се получават чрез комбиниране на 13-ия елемент с киселинни разтвори. Реакцията ще се проведе и с алкали, но само след отстраняване на оксидния филм. Ще се отдели чист водород.

Приложение на алуминий

Металът се напръсква върху огледала. Добра светлоотразителна способност. Процесът протича в условия на вакуум. Те правят не само стандартни огледала, но и предмети с огледални повърхности. Това са: керамични плочки, домакински уреди, лампи.

Дует алуминий-мед- основа от дуралуминий. Нарича се просто Dural. Както е добавено. Съставът е 7 пъти по-здрав от чистия алуминий, следователно е подходящ за областта на машиностроенето и дизайна на самолети.

Медта дава на 13-ия елемент сила, но не и тежест. Dural остава 3 пъти по-лек от желязото. малък маса алуминий- залог за лекота на автомобили, самолети, кораби. Това опростява транспортирането, работата, намалява цената на продуктите.

Купете алуминийпроизводителите на автомобили също се стремят, защото защитни и декоративни съединения лесно се нанасят върху неговите сплави. Боята ляга по-бързо и по-равномерно, отколкото върху стомана, пластмаса.

В същото време сплавите са ковки, лесни за обработка. Това е ценно, като се има предвид масата на завоите и конструктивните преходи на съвременните модели автомобили.

13-ият елемент е не само лесен за боядисване, но също така може да действа като багрило. Закупен от текстилната промишленост алуминиев сулфат. Също така е полезен при печат, където са необходими неразтворими пигменти.

Интересно е че решениесулфат алуминийсъщо се използва за пречистване на вода. В присъствието на "агент" вредните примеси се утаяват и се неутрализират.

Неутрализира 13-тия елемент и киселините. Той е особено добър в тази роля. алуминиев хидроксид. Цени се във фармакологията, медицината, като се добавя към лекарства против киселини.

Хидроксидът се предписва и при язви, възпалителни процеси на чревния тракт. Така че има и аптечно лекарство алуминий. киселинав стомаха - причина да научите повече за такива лекарства.

В СССР се секат и бронзи с 11% добавка на алуминий. Стойността на знаците е 1, 2 и 5 копейки. Те започват да произвеждат през 1926 г., завършват през 1957 г. Но производството на алуминиеви кутии за консерви не е спряно.

Задушено месо, сайри и други закуски на туристи все още се опаковат в контейнери на базата на 13-ия елемент. Такива кутии не реагират с храната, докато са леки и евтини.

Алуминиевият прах е част от много експлозивни смеси, включително пиротехника. В индустрията се използват подривни механизми на базата на тринитротолуол и натрошен елемент 13. Мощен експлозив се получава и чрез добавяне на амониев нитрат към алуминия.

Петролната индустрия се нуждае от алуминиев хлорид. Играе ролята на катализатор при разграждането на органичните вещества на фракции. Маслото има способността да отделя газообразни, леки въглеводороди от типа на бензина, взаимодействайки с хлорида на 13-тия метал. Реагентът трябва да е безводен. След добавяне на хлорид сместа се загрява до 280 градуса по Целзий.

В строителството често смесвам натрийИ алуминий. Оказва се добавка към бетона. Натриевият алуминат ускорява втвърдяването му чрез ускоряване на хидратацията.

Скоростта на микрокристализация се увеличава, което означава, че якостта и твърдостта на бетона се увеличават. В допълнение, натриевият алуминат предпазва фитингите, положени в разтвора, от корозия.

Добив на алуминий

Металът затваря първите три най-често срещани на земята. Това обяснява неговата достъпност и широко приложение. Природата обаче не дава елемента на човека в неговата чиста форма. Алуминият трябва да бъде изолиран от различни съединения. По-голямата част от 13-ия елемент е в бокситите. Това са глинести скали, съсредоточени предимно в тропическата зона.

Бокситът се раздробява, след това се изсушава, раздробява се отново и се смила в присъствието на малко количество вода. Оказва се гъста маса. Загрява се на пара. В същото време, повечето от които бокситът също не е беден, се изпарява. Остава оксидът на 13-ия метал.

Поставя се в промишлени вани. Те вече съдържат разтопен криолит. Температурата се поддържа около 950 градуса по Целзий. Нуждаем се и от електрически ток с мощност най-малко 400 kA. Тоест използва се електролиза, точно както преди 200 години, когато елементът е изолиран от Чарлз Хол.

Преминавайки през горещ разтвор, токът разкъсва връзките между метала и кислорода. В резултат на това дъното на баните остава чисто алуминий. Реакциизавършен. Процесът завършва чрез отливане от утайката и изпращането им до потребителя или, алтернативно, използването им за образуване на различни сплави.

Основното производство на алуминий се намира на същото място като находищата на боксит. Начело е Гвинея. В недрата му са скрити почти 8 000 000 тона от 13-ия елемент. Австралия е на 2-ро място с показател 6 000 000. В Бразилия алуминият вече е 2 пъти по-малко. Световните резерви се оценяват на 29 000 000 тона.

цена на алуминий

За тон алуминий искат почти 1500 щатски долара. Това са данните на борсите за цветни метали към 20 януари 2016 г. Цената се определя основно от индустриалците. По-точно, цената на алуминия се влияе от тяхното търсене на суровини. Това се отразява на заявките на доставчиците и цената на електроенергията, тъй като производството на 13-ия елемент е енергоемко.

Други цени са определени за алуминий. Той отива към стопяването. Цената се обявява на килограм, като е от значение естеството на доставяния материал.

Така че за електрически метал те дават около 70 рубли. За хранителен алуминий можете да получите 5-10 рубли по-малко. Същото се плаща и за моторен метал. Ако се наема смесен сорт, цената му е 50-55 рубли за килограм.

Най-евтиният вид скрап са алуминиевите стърготини. За това успява да спечели само 15-20 рубли. За 13-ия елемент ще се даде малко повече. Това се отнася за контейнери за напитки, консерви.

Алуминиевите радиатори също са подценени. Цената на килограм скрап е около 30 рубли. Това са средни цифри. В различни региони, в различни точки алуминият се приема по-скъпо или по-евтино. Често цената на материалите зависи от доставените обеми.

Алуминиева характеристика

индустрия за качество на алуминиеви метали

Алуминият е най-често срещаният метал в земната кора. Съдържанието му се оценява на 7,45% (повече от желязото, което е само 4,2%). Алуминият като елемент е открит наскоро, през 1825 г., когато са получени първите малки бучки от този метал. Началото на индустриалното му развитие датира от края на миналия век. Тласък за това е разработването през 1886 г. на метод за производството му чрез електролиза на алуминиев оксид, разтворен в криолит. Принципът на метода е в основата на съвременното промишлено извличане на алуминий от алуминий във всички страни по света.

На външен вид алуминият е лъскав, сребристобял метал. Във въздуха той бързо се окислява, покривайки се с тънък бял матов филм от AlO. Този филм има високи защитни свойства, следователно, покрит с такъв филм, алуминият е устойчив на корозия.

Алуминият лесно се разрушава от разтвори на разяждащи алкали, солна и сярна киселина. В концентрирана азотна киселина и органични киселини има висока устойчивост.

Най-характерните физични свойства на алуминия са неговата ниска относителна плътност от 2,7, както и относително висока топло- и електрическа проводимост. При 0C електрическата проводимост на алуминия, т.е. електрическата проводимост на алуминиев проводник със сечение 1 mm и дължина 1 m е 37 1 ohm.

Устойчивостта на корозия и особено електропроводимостта на алуминия е толкова по-висока, колкото по-чист е, толкова по-малко примеси съдържа.

Точката на топене на алуминия е ниска, тя е приблизително 660C. Неговата латентна топлина на топене обаче е много голяма - около 100 cal g, следователно е необходимо голямо количество топлина за стопяване на алуминий, отколкото за стопяване на същото количество, например огнеупорна мед, която има точка на топене 1083 C, латентна топлина на топене от 43 cal g.

Механичните свойства на алуминия се характеризират с висока пластичност и ниска якост. Валцованият и откален алуминий има = 10 kg mm и твърдост HB25, = 80% и = 35%.

Кристалната решетка на алуминия е лицево-центриран куб с параметър (размер на страната) 4,04 при 20 °C. Алуминият няма алотропни трансформации.

В природата алуминият се среща под формата на алуминиеви руди: боксити, нефелини, алунити и каолини. Най-важната руда, на която се основава по-голямата част от световната алуминиева индустрия, е бокситът.

Получаването на алуминий от руди се състои от два последователни етапа - първо се произвежда алуминий (AlO), а след това от него се получава алуминий.

Понастоящем известните методи за производство на алуминиев оксид могат да бъдат разделени на три групи: алкални, киселинни и електротермични. Най-широко използвани са алкалните методи.

При някои разновидности на алкални методи бокситът, дехидратиран при 1000 C, се смила в топкови мелници, смесва се в определени пропорции с креда и сода и се синтерува, за да се получи водоразтворим твърд натриев алуминат чрез реакцията

AlO + NaCO = AlO NaO + CO

Спечената маса се раздробява и излугва с вода, докато натриевият алуминат преминава в разтвор.

При други разновидности на алкалния метод алуминиевият оксид, съдържащ се в боксита, се свързва в натриев алуминат чрез директно третиране на рудата с алкали. В този случай веднага се получава разтвор на алуминат във вода.

И в двата случая образуването на воден разтвор на натриев алуминат води до отделянето му от неразтворимите компоненти на рудата, които са главно оксиди и хидроксиди на силиций, желязо и титан. Отделянето на разтвора от неразтворимата утайка, наречена червена кал, се извършва в утаителни резервоари.

Към получения разтвор се добавя вар при 125 С и налягане 5 сутринта, което води до десиликонизация - CaSiO се утаява, образувайки бяла утайка. Разтворът, пречистен от силиций, след отделянето му от бялата кал, се обработва с въглероден диоксид при 60-80 ° С, в резултат на което се утаява кристален хидрат на алуминиев оксид:

AlONaO + 3H2O + CO = 2Al(OH) + NaCO.

Измива се, подсушава се и се калцинира. Калцинирането води до образуването на алуминиев оксид:

2Al(OH) = AlO + 3H2O.

Описаният метод осигурява доста пълно извличане на алуминиев оксид от боксит - около 80%.

Получаването на метален алуминий от алуминий се състои в електролитното му разлагане на съставните части - на алуминий и кислород. Електролитът в този процес е разтвор на алуминиев оксид в криолит (AlF 3NaF). Криолитът, имащ способността да разтваря алуминиев оксид, едновременно с това понижава точката си на топене. Двуалуминиевият оксид се топи при температура около 2000 С, а точката на топене на разтвор, състоящ се например от 85% криолит и 15% алуминиев оксид, е 935 С.

Схемата за електролиза на алуминиев оксид е доста проста, но технологично този процес е сложен и изисква големи количества електроенергия.

В дъното на банята с добра топлоизолация 1 и въглеродна набивка 2 са поставени катодни гуми 3, свързани към отрицателния полюс на източника на електрически ток. Електроди 5 са ​​прикрепени към анодната шина 4. Преди началото на електролизата върху дъното на ваната се излива тънък слой кокс, електродите се спускат, докато влязат в контакт с него, и токът се включва. Когато въглеродната опаковка се нагрява, постепенно се въвежда криолит. Когато дебелината на слоя на разтопения криолит е 200-300 mm, алуминиевият оксид се зарежда в размер на 15% от количеството на криолита. Процесът протича при 950-1000 С.

Под действието на електрически ток алуминиевият оксид разлага алуминия и кислорода. Течният алуминий 6 се натрупва върху въглищното дъно (дъното на въглищната баня), което е катод, и кислородът се свързва с въглерода на анодите, като постепенно ги изгаря. Криолитът се изразходва незначително. Периодично се добавя алуминиев оксид, електродите постепенно се спускат надолу, за да се компенсира изгорялата част, а натрупаният течен алуминий се изпуска в кофа 8 на определени интервали.

По време на електролиза на 1 тон алуминий се изразходват около 2 тона алуминиев оксид, 0,6 тона въглеродни електроди, служещи като аноди, 0,1 тона криолит и от 17 000 до 18 000 kWh електроенергия.

Суровият алуминий, получен чрез електролиза на алуминиев оксид, съдържа метални примеси (желязо, силиций, титан и натрий), разтворени газове, основният от които е водородът, и неметални включвания, които са частици от алуминиев оксид, въглища и криолит. В това състояние той е негоден за употреба, тъй като има ниски свойства, така че трябва да бъде рафиниран. Неметалните и газообразните примеси се отстраняват чрез претопяване и продухване на метала с хлор. Металните примеси могат да бъдат отстранени само чрез сложни електролитни методи.

След рафиниране се получават търговски класове алуминий.

Чистотата на алуминия е решаващ показател, който влияе върху всички негови свойства, така че химичният състав е в основата на класификацията на алуминия.

Желязото и силицият са неизбежни примеси от производството на алуминий. И двете са вредни за алуминия. Желязото не се разтваря в алуминия, но образува с него крехки химични съединения FeAl и Fe2Al. Алуминият образува евтектична механична смес със силиций при 11,7% Si. Тъй като разтворимостта на силиция при стайна температура е много ниска (0,05%), дори и с малко количество силиций, той образува Fe + Si евтектика и включвания на много твърди (HB 800) крехки силициеви кристали, които намаляват пластичността на алуминия . При съвместното присъствие на силиций и желязо се образуват трикомпонентно химично съединение и трикомпонентна евтектика, които също намаляват пластичността.

Контролираните примеси в алуминия са желязо, силиций, мед и титан.

Алуминият от всички класове съдържа повече от 99% Al. Количественият излишък на тази стойност в стотни или десети от процента е посочен в името на марката след началната буква А. Така марката A85 съдържа 99,85% Al. Изключение от този принцип на маркиране са класове A AE, в които съдържанието на алуминий е същото като в класове A0 и A5, но различно съотношение на примесите на желязо и силиций, включени в състава.

Буквата E в марката AE означава, че алуминият от тази марка е предназначен за производството на електрически проводници. Допълнително изискване за свойствата на алуминия е ниското електрическо съпротивление, което за проводник, изработен от него, не трябва да бъде повече от 0,0280 ома mm m при 20 ° C.

Алуминият се използва за производството на продукти и сплави на негова основа, чиито свойства изискват висока степен на чистота.

В зависимост от предназначението алуминият може да бъде произведен в различни форми. Алуминият от всички степени (висока и техническа чистота), предназначен за претопяване, се отлива под формата на слитъци с тегло 5; 15 и 1000 кг. Граничните им стойности са както следва: височина от 60 до 600 мм, ширина от 93 до 800 мм и дължина от 415 до 1000 мм.

Ако алуминият е предназначен за валцоване на листове и ленти, тогава плоските блокове от седемнадесет размера се отливат по непрекъснат или полунепрекъснат метод. Дебелината им варира от 140 до 400 mm, ширината - от 560 до 2025 mm, а теглото на 1 m дължина на блока - от 210 до 2190 kg. Дължината на слитъка се съгласува с клиента.

Основният вид контрол на алуминия, както в блокове, така и в плоски блокове, е проверката на химичния състав и съответствието му с марковия. Блоковете и блоковете, предназначени за обработка под налягане, са обект на допълнителни изисквания, като липса на черупки, газови мехурчета, пукнатини, шлака и други чужди включвания.

За дезоксидация на стомана по време на нейното топене, както и за производство на феросплави и за алуминотермия може да се използва по-евтин алуминий с по-ниска чистота, отколкото е посочено в таблицата „Чистота на алуминий от различни степени“. За тази цел промишлеността произвежда шест вида алуминий на слитъци с тегло от 3 до 16,5 kg, съдържащи от 98,0 до 87,0% Al. В тях съдържанието на желязо достига 2,5%, а на силиций и мед до 5% всеки.

Използването на алуминий се дължи на особеностите на неговите свойства. Комбинацията от лекота с достатъчно висока електрическа проводимост позволява използването на алуминий като проводник на електрически ток, заменяйки го с по-скъпа мед. Разликата в електрическата проводимост на медта (631 ома) и алуминия (371 ома) се компенсира чрез увеличаване на напречното сечение на алуминиевата тел. Малката маса на алуминиевите проводници позволява да се извърши тяхното окачване с много по-голямо разстояние между опорите, отколкото в случая на медни проводници, без страх от счупване на проводника под въздействието на собственото му тегло. От него също се правят кабели, гуми, кондензатори, токоизправители. Високата устойчивост на корозия на алуминия го прави в някои случаи незаменим материал в химическото инженерство, например за производството на оборудване, използвано при производството, съхранението и транспортирането на азотна киселина и нейните производни.

Намира широко приложение и в хранително-вкусовата промишленост - от него се произвеждат различни съдове за готвене. В този случай се използва не само неговата устойчивост на органични киселини, но и високата му топлопроводимост.

Високата пластичност позволява алуминият да бъде навит във фолио, което сега напълно замени по-скъпото калаено фолио, използвано по-рано. Фолиото служи за опаковка на голямо разнообразие от хранителни продукти: чай, шоколад, тютюн, сирене и др.

Алуминият се използва по същия начин като антикорозионно покритие на други метали и сплави. Може да се прилага чрез облицовка, дифузионно покритие и други методи, включително боядисване на алуминий с бои и лакове. Особено широко разпространено е алуминиевото облицоване на плосковалцувани продукти от по-малко устойчиви на корозия алуминиеви сплави.

Химическата активност на алуминия по отношение на кислорода се използва за дезоксидация при производството на полуспокойна и спокойна стомана и за производството на трудно възстановими метали чрез изместване на алуминия от техните кислородни съединения.

Алуминият се използва като легиращ елемент в различни стомани и сплави. Придава им специфични свойства. Например, повишава устойчивостта на топлина на сплави на базата на желязо, мед, титан и някои други метали.

Можете да посочите други области на приложение на алуминий с различна степен на чистота, но най-голямото количество от него се изразходва за получаване на различни леки сплави на негова основа. Подробности за основните са дадени по-долу.

Като цяло използването на алуминий в различни сектори на икономиката, като се използва примерът на развитите капиталистически страни, се оценява със следните цифри: транспортно инженерство 20-23% (включително автомобилната индустрия 15%), строителство 17-18%, електротехника 10-12%, производство на опаковъчни материали 9-10%, производство на потребителски стоки за дълготрайна употреба 9-10%, общо инженерство 8-10%.

Алуминият намира все повече и повече нови области на приложение, въпреки конкуренцията на други материали и особено пластмаси.

Основните индустриални руди, съдържащи алуминий, са боксит, нефелин, алунит и каолин.

Качеството на тези руди се оценява по съдържанието на алуминиев оксид Al O, който съдържа 53% Al. От другите показатели за качеството на алуминиевите руди най-важен е съставът на примесите, чиято вредност и полезност се определят от използването на рудата.

Бокситът е най-добрата и основна суровина в света за производство на алуминий. Използва се и за производство на изкуствен корунд, силно огнеупорни изделия и за други цели. Според химичния състав тази седиментна скала е смес от алуминиеви хидрати AlO nH2O с оксиди на желязо, силиций, титан и други елементи. Най-често срещаните алуминиеви хидрати, които изграждат бокситите, са минералите диаспор, бемит и хидрагелит. Съдържанието на алуминиев оксид в боксита, дори в едно находище, варира в много широки граници от 35 до 70%.

Минералите, влизащи в състава на боксита, образуват много рядка смес, което затруднява обогатяването. В промишлеността се използват предимно сурови руди. Процесът на извличане на алуминий от руда е сложен, много енергоемък и се състои от два етапа: първо се извлича алуминий, а след това се получава алуминий от него.

Предмет на световната търговия е както самият боксит, така и алуминиевият оксид, извлечен от него или други руди.

На територията на ОНД находищата на боксит са неравномерно разпределени, а бокситът от различни находища е с различно качество. Депозитите на най-качествените боксити се намират в Урал. Големи запаси от боксит има и в европейската част на ОНД и в Западен Казахстан.

От индустриализираните страни сега практически е предоставена само Франция, където за първи път започва нейното развитие. Неговите надеждни и вероятни запаси в тази група държави през 1975 г. се оценяват на 4,8 милиарда тона (включително 4,6 милиарда тона в Австралия), докато в развиващите се страни на 12,5 милиарда тона, главно в Африка и Латинска Америка (най-богатите са Гвинея, Камерун, Бразилия, Ямайка).

В следвоенния период кръгът от страни, в които се добива боксит и произвежда първичен алуминий, рязко се разширява. През 1950 г. боксит се добива само в 11 страни, без да се брои СССР, включително три над 1 милион тона (Суринам, Гвиана, САЩ) и четири над 0,1 милиона тона всяка (Франция, Индонезия, Италия, Гана). До 1977 г. обемът на производството се увеличава 12 пъти и неговата география се променя драматично (повече от половината от производството на капиталистическия свят идва от развиващите се страни).

За разлика от развиващите се страни, богатата на горива Австралия преработва по-голямата част от добития боксит (главно на полуостров Йорк, най-голямото находище на боксит в света) в алуминиев оксид, играейки решаваща роля в нейния световен износ. Не е пример за нея, страните от Карибите и Западна Африка изнасят предимно боксит. Това засяга както политически причини (световните алуминиеви монополи предпочитат производството на алуминиев оксид извън зависимите страни, произвеждащи боксити), така и чисто икономически: бокситите, за разлика от рудите на тежките цветни метали, са транспортируеми (съдържат 35-65% алуминиев диоксид ), а производството на двуалуминиев оксид изисква значителни специфични разходи, които по-голямата част от страните, произвеждащи боксит, нямат.

В опит да се противопоставят на диктата на световните алуминиеви монополи, страните износителки на боксит през 1973 г. създават организацията "Международна асоциация на страните, добиващи боксит" (IABS). Тя включваше Австралия, Гвинея, Гвиана, Ямайка и Югославия; по-късно се присъединиха Доминиканската република, Хаити, Гана, Сиера Леоне, Суринам, докато Гърция и Индия станаха страни наблюдатели. В годината на създаване тези държави представляват приблизително 85% от добива на боксит в несоциалистически държави.

Алуминиевата промишленост се характеризира с териториална разлика както между добива на боксит и производството на алуминиев оксид, така и между последното и топенето на първичен алуминий. Най-голямото производство на алуминий (до 1-1,3 милиона тона годишно) е локализирано както в алуминиеви заводи (например в канадския завод в Арвида в Квебек, който заема 0,4 милиона тона алуминий годишно по отношение на производствения капацитет), така и в пристанищата за износ на боксит (например Паранам в Суринам), както и по маршрутите на боксит от втория до първия - например в САЩ на брега на Мексиканския залив (Корпус Кристи, Пойнт Комфорт).

В нашата страна всички добивани боксити са разделени на десет степени. Основната разлика между бокситите от различни класове е, че те съдържат различни количества от основния извличаем компонент, алуминиев оксид, и имат различни стойности на модула на силиций, т.е. различно съдържание на алуминиев оксид спрямо съдържанието на примеси от силициев диоксид, вредни в бокситите (AlO SiO). Силициевият модул е ​​много важен показател за качеството на бокситите, от него до голяма степен зависи тяхното приложение и технология на обработка.

Съдържанието на влага в бокситите от всякакви класове се установява в зависимост от тяхното находище: най-ниското съдържание на влага (не повече от 7%) се установява за бокситите от находищата на Южен Урал и съответно за находищата на Северен Урал, Каменск-Урал и Тихвин. , не повече от 12, 16 и 22%. Индикаторът за влажност не е знак за отказ и служи само за разплащане с потребителя.

Бокситът се доставя на парчета не по-големи от 500 mm. Транспортира се в насипно състояние на платформи или в гондоли.