Conas a dhéantar alúmanam a scagadh agus cad iad na heilimintí atá ann?

Is miotal éadrom, airgeadach bán é alúmanam (Al) atá rangaithe mar an tríú dúil is flúirseach i screamh an Domhain, i ndiaidh ocsaigine agus sileacain amháin. Mar sin féin, mar gheall ar a imoibríocht cheimiceach ard, ní tharlaíonn sé go nádúrtha riamh ina fhoirm mhiotalach íon. Ina áit sin, faightear é i gcomhdhúile, go príomha laistigh de mhianach báicsíte, meascán d'ocsaídí alúmanaim hiodráitithe lena n-áirítear gibsít (Al(OH)₃), boehmít (AlO(OH)), agus diaspóir.

An Próiseas Scagtha i nDhá Chéim

An turas ó bhauxít amh gobaineann alúmanam ardíonachtadhá phróiseas tionsclaíocha ar leith.

Is é céim a haon próiseas Bayer, a forbraíodh i 1888. Measctar báicsít brúite le tuaslagán te hiodrocsaíde sóidiam faoi bhrú, ag tuaslagadh na mianraí ina bhfuil alúmanam agus ag fágáil eisíontais cosúil le hocsaídí iarainn agus shilice ina ndiaidh. Ansin scagtar an tuaslagán alúmanáite sóidiam a eascraíonn as sin chun an t-iarmhar láibe deirge a bhaint, cuirtear criostail hiodrocsaíde alúmanaim ann, agus déantar é a chalcadh ag thart ar 1,100°C chun alúmana bán íon, nó ocsaíd alúmanaim (Al₂O₃), a tháirgeadh. Déantar breis is 90% d'alúmana an domhain a tháirgeadh tríd an modh seo anois.

Is í céim a dó próiseas Hall Héroult. Tá pointe leá os cionn 2,000°C ag alúmana, rud a fhágann nach bhfuil leictrealú díreach praiticiúil. Is é an réiteach ná Al₂O₃ a thuaslagadh i gcriolít leáite (Na₃AlF₆), rud a íslíonn an teocht oibriúcháin go dtí thart ar 950~1,000°C. Ansin, cuirtear sruth leictreach tríd an meascán. Bailíonn alúmanam leáite ag an mbun (an catóid), agus comhcheanglaíonn ocsaigin leis na hanóidí carbóin chun CO₂ a fhoirmiú. Is é an modh leictrealaíoch seo an t-aon phróiseas tionsclaíoch chun alúmanam príomhúil a tháirgeadh, rud a thugann miotal d'íonacht 99.5~99.8%.

Cad iad na Dúile atá in Alúmanam?

Is éard atá in alúmanam íon féin ná an dúil Al amháin, le huimhir adamhach de 13 agus meáchan adamhach de thart ar 26.98 g/mol. Tá rianta beaga iarainn agus sileacain mar eisíontais nádúrtha in alúmanam íonachta tráchtála (98.8–99.7% Al). Mar sin féin, is minic a bhíonn...braitheann feidhmchláir ar chóimhiotail alúmanaim, áit a gcuirtear eilimintí sonracha leis d'aon ghnó chun airíonna meicniúla a oiriúnú.

I gcás feidhmeanna struchtúracha, úsáideann an tsraith 6000 (m.sh., 6061) maignéisiam agus sileacan mar phríomh-eilimintí cóimhiotail, de ghnáth 0.8~1.2% Mg agus 0.400~.8% Si. Cuireann an cóimhiotal seo cothromaíocht den scoth ar fáil idir neart measartha, dea-tháthaitheacht, agus inmheaisínitheacht shármhaith.

I gcás éilimh ard-neart, ionchorpraíonn an tsraith 7000 (m.sh., 7075) since agus copar mar na príomh-eilimintí cóimhiotail, le thart ar 5.16 ~ .1% Zn agus 1.2 ~ 2.0% Cu. Soláthraíonn teocht T6 7075 beagnach dhá oiread neart teanntachta 6061-T6, rud a fhágann gurb é an t-ábhar is fearr é le haghaidh comhpháirteanna struchtúracha aeraspáis agus ardfheidhmíochta.

Is minic a bhíonn rianmhéideanna cróimiam, mangainéise, agus tíotáiniam i láthair i gcóimhiotail tráchtála freisin, agus bíonn ról ag gach ceann acu i scagadh gráin agus i bhfriotaíocht creimeadh. Tá sé riachtanach tuiscint a fháil ar chomhdhéanamh beacht eiliminteach gach cóimhiotail chun an t-ábhar ceart a roghnú le haghaidh riachtanais mheaisínithe nó monaraithe sonracha.