O que é ?
O alumínio é o elemento metálico mais abundante na crosta terrestre (8,13 %), não é encontrado em sua forma pura na natureza, sempre na forma conbinada.
Elemento metálico, prateado claro, brilhante, pertencente ao Grupo III da Tabela Periódica. O metal é muito reativo, mas é protegido por uma fina camada transparente de óxido que se forma rapidamente no ar. O alumínio e seus óxidos são anfóteros. O metal é extraído da bauxita purificada (Al2O3.2H2O) por eletrólise. O principal processo usa cela de Hall-Heroult, mas estão sendo desenvolvidos outros métodos eletrolíticos, incluindo a conversão de bauxita com cloro e eletrólise do cloreto fundido. O alumínio puro é mole e dúctil, mas sua resistência pode ser aumentada por tratamento adequado. São produzidas muitas ligas de alumínio contendo vários elementos inclusive cobre, manganês, silício, zinco e magnésio. Sua leveza, resistência mecânica (em ligas), resistência à corrosão e condutividade elétrica (62% da condutividade do cobre), o tornam adequado para muitas finalidades inclusive na construção de veículos, aeronaves, construção civil (estruturas, portas, janelas e esquadrias) e cabos condutores. Embora seja o terceiro elemento mais abundante na crosta terrestre (8,1% em peso) só foi isolado em 1825 por H.C. Oersted (1777-1851).
História do Alumínio:
O nome do metal deriva do latim alumen (alúmen). Em 1761, L.B.G. de Morveau propôs o nome alumine para a base do alúmen, e em 1787, Lavoisier identificou-o definitivamente como o óxido do metal ainda por descobrir. Em 1807 Sir Humphey Davy propôs o nome de alumium para este metal, e mais tarde concordou em alterá-lo para aluminum. Pouco tempo depois, o nome aluminium (aluminio) foi adoptado para concordar com a terminação do nome da maior parte dos elementos, generalizando-se esta designação por todo o mundo (na versão norte-americana, diz-se "aluminum").
Atualmente julga-se que Hans Christian Oersted foi o primeiro a preparar alumínio metálico, em 1825, através do aquecimento de cloreto de alumínio anidro com uma amálgama de potássio.
Frederick Wöhler melhorou este processo entre 1827 e 1845, substituindo a amálgama por potássio e desenvolvendo um método mais eficaz para desidratar o cloreto de alumínio. Em 1854, Henri Sainte-Claire Deville substituiu o relativamente caro potássio pelo sódio, usando um cloreto de alumínio-sódio em vez do cloreto de alumínio, produzindo numa fábrica-piloto perto de Paris as primeiras quantidades comerciais de aluminio.
Várias fábricas usando essencialmente este processo foram, posteriormente, construídas na França e na Grã-Bretanha, mas nenhuma sobreviveu quando do advento, em 1886, do processo electroquímico que passaria a dominar a indústria.
O desenvolvimento deste processo remonta a Sir Humphey Davy, que, em 1807, tentou sem êxito electrolizar uma mistura de alumina e potassa. Mais tarde, em 1854, Robert Wilhelm von Bunsen e Sainte-Claire Deville prepararam independentemente alumínio por electrólise a partir de cloreto de alumínio-sódio fundido; no entanto, esta técnica não foi explorada devido à falta de uma fonte barata de electricidade. A invenção do dínamo por Gramme em 1866 solucionou este problema, abrindo caminho à descoberta de novos métodos.
Em 1886, Charles Martin Hall de Oberlin (Ohio) e Paul L. T. Héroult de França, ambos com 22 anos, descobriram e patentearam, quase simultaneamente, o processo em que alumina é dissolvida em criolite fundida e decomposta electroliticamente. Este técnica de redução, geralmente conhecida por processo de Hall-Héroult, subsistiu até aos nossos dias, sendo actualmente o único processo de produção de alumínio em quantidades comerciais.
O Início da produção:
O primeiro milhão de toneladas de produção anual de bauxita foi atingido em 1917, quase no fim da Primeira Guerra, quando a mineração havia se expandido para a Áustria, Hungria, Alemanha e Guiana Britânica, na América do Sul.
Na época da Segunda Guerra, por volta de 1943, os maiores produtores de bauxita eram os Estados Unidos, a Guiana Britânica, Hungria, Iugoslávia, Itália, Grécia, Rússia, Suriname, Guiana, Indonésia e Malásia.
Em 1952, a Jamaica iniciou intensa mineração de bauxita, ultrapassando o Suriname, por anos o maior produtor. Na década de 60, Austrália e Guiné juntaram-se a esse time.
Características do Alumínio:
Símbolo: Al
Número atômico (Z): 13
Estado natural: Sólido
Caráter: Metálico
Massa atômica (MA): 26,982 u
Densidade: 2,708 g/cm3
Energia de ionização: 576,8 kJ/mol
Ponto de fusão: 660 °C
Ponto de ebulição: 2450 °C
Raio atômico: 130 pm
Eletronegatividade: 1,61
Distribuição eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
Ações Biológicas:
O alumínio é um elemento inerte para o corpo humano. Contudo, a inalação prolongada de pós de alumínio pode causar irritações pulmonares e fibroses. Ao contrário do cobre, e de outros metais, o alumínio não acelera a perda de vitaminas nos alimentos, durante a cozedura. O seu uso em utensílios de cozinha está banalizado e não é prejudicial para a saúde.
Certos compostos de alumínio são utilizados na terapia de úlceras e hiperacidez gástrica, revelando uma toxicidade oral quase inexistente
Como é feito ?
Da bauxita é extraída a alumina, que pelo processo de redução é transformada em alumínio. Alumina? Processo de redução? Afinal de contas, como o alumínio é feito?
O processo de produção de alumínio é composto por uma série de reações químicas. Até mesmo a bauxita - minério do qual se extrai a alumina e o alumínio - é formado por uma reação química natural, causada pela infiltração de água em rochas alcalinas que entram em decomposição e adquirem uma nova constituição química. A bauxita encontra-se próxima à superfície, em uma espessura média de 4,5 metros, o que possibilita a sua extração a céu aberto com a utilização de retro escavadeiras.
Porém, antes de se iniciar a manutenção, alguns cuidados precisam ser tomados para se proteger o meio ambiente.A terra fértil acumulada sobre as jazidas é removida juntamente com a vegetação e reservada para um futuro trabalho de recomposição do terreno, após a extração do minério. Depois de minerada, a bauxita é transportada para a fábrica, onde chega em seu estado natural, com impurezas que precisam ser eliminadas. E aí se inicia a primeira reação química da série que vai viabilizar a obtenção da alumina e do alumínio. A bauxita é moída e misturada a uma solução de soda cáustica que a transforma em pasta. Aquecida sobre pressão e recebendo nova adição de soda cáustica, esta pasta se dissolve formando uma solução que passa por processos de sedimentacão e filtragem que eliminam todas as impurezas.
Esta solução, livre de todas as impurezas, esta pronta para que dela se extraia apenas a alumina. Isso é feito, mais uma vez, através de uma reação química. Em equipamentos chamados de precipitadores, a alumina contida na solução precipita-se através do processo chamado de "cristalização por semente". Esse material cristalizado só precisa ser lavado e secado através de aquecimento para que tenhamos o primeiro produto do processo de produção de alumínio: a alumina, um pó branco e refinado de consistência semelhante ao açúcar.
Aplicações:
O óxido que rapidamente se forma à superfície do metal puro torna o metal ideal para muitas aplicações de decoração. Devido à sua elevada condutividade eléctrica, ductilidade e baixa massa atómica, é frequentemente utilizado para linhas de transmissão eléctricas. O metal tem também sido utilizado no revestimento de espelhos de telescópio, bem como no fabrico da chamada folha de aluminio, utilizada na embalagem de alimentos.
Puro, o metal tem uma resistência mecânica limitada, sendo portanto geralmente usado em ligas com cobre, manganésio, silicio, magnésio e zinco, que apresentam uma vasta gama de propriedades mecânicas. Estas ligas são usadas na construção civil, estrutura de aviões e de automóveis, sinais de trânsito, dissipadores de calor, depósitos de armazenamento, pontes e utensílios de cozinha.
Al2O3 Fabricação do alumínio metálico. Material refratário ao calor. Fabricação de pedras preciosas (rubi, safira, topázio).
Al2(SO4)3 Tratamento da água destinada ao abastecimento das cidades e da água das piscinas.
Al(OH)3 Antiácido estomacal (Maalox, Pepsamar, etc.).
Reciclagem:
Quando se fala em reciclagem do alumínio, a primeira coisa que vem à cabeça são as latas de alumínio. Também não é para menos. Hoje, duas de cada três latas de alumínio são recicladas. É mais do que qualquer outro recipiente de bebidas (plástico, vidro ou ferro). O ato de reciclar latas usadas começou em 1968, na Califórnia. Por volta do ano 2000, as indústrias pretendem coletar 75% das 50 bilhões de latas jogadas fora por ano. Mas não só as latas são recicladas. Mais de 85% do alumínio de automóveis é recuperado, e entre 60% e 70% do alumínio usado em novos veículos é feito de material reciclado.
Produtos de alumínio são ideais para reciclagem porque é muito mais barato reaproveitá-los do que fazer alumínio novo do minério de bauxita. A reciclagem requer menos de 5% da energia usada para fazer alumínio. Para se ter uma idéia, 20 latas recicladas podem ser feitas com a energia necessária para produzir uma lata usando minério virgem. Reciclando uma lata de alumínio, economizamos energia para manter uma lâmpada de 100 W acesa durante 3 horas e meia ou deixar a televisão ligada por três horas. A indústria do alumínio economiza energia necessária para gerar cerca de 7.5 quilowatt/hora de eletricidade. Além disso, o processo de reciclagem economiza etapas: a matéria é simplesmente derretida e moldada novamente, eliminando a extração, refino e redução. A reciclagem também poupa tempo e dinheiro. Derreter latas usadas de alumínio demora metade do tempo e tem 1/10 dos custos de mineração e refino do minério, reduzindo a dependência de importação de bauxita.
Fornecendo as latas para a reciclagem, a população ajuda a completar o ciclo do alumínio; uma lata reciclada volta aos supermercados em cerca de 90 dias. A reciclagem de latas também tem um importante papel social. Cria novos empregos em centros de reciclagem, empresas de alumínio, transporte e empresas que dão suporte à indústria do alumínio.
Fonte: Site www.glaluminio.hpg.ig.com.br