Strona główna

Właściwości Al


Pobieranie 25.38 Kb.
Data19.06.2016
Rozmiar25.38 Kb.
ALUMINIUM (Al)

Al-pierwiastek chemiczny o nazwie glin, w odniesieniu do metalu używa się międzynarodowego określenia aluminium


Właściwości Al


  • liczba atomowa 13

  • ciężar atom. 26,9815

  • glinowiec

  •  grupa główna układu okresowego pierwiastków



  • metal srebrzystobiały

  • g=2,7g/cm3

  • temp. topnienia 660

  • temp. wrzenia ok. 2600C

  • ciągliwy(możliwe wyrabianie drutów i cienkich folii)

  • dobry przewodnik ciepła i elektryczności(może w niektórych przypadkach zastępować miedź)

  • w zw. Chem. Wyst. Na +3 stopniu utlenienia

  • metal nieszlachetny

  • na jego pow. Tworzy się cienka, zwarta warstwa Al2O3

  • odporny na działanie HNO3 ( zwłaszcza stężonego) , kwasów organicznych (octowego, szczawiowego) i tłuszczowych

  • łatwo rozpuszcza się w HCl , w podwyższonej temp. i w H2SO4

  • reagując z zasadami tworzy gliniany

  • ulega łatwo działaniu MgCl2 (m.in. wody morskiej)

  • reaguje bezpośrednio z chlorowcami, z azotem w temp. ok. 740C, z węglem w ok. 2000C oraz z siarką

Glin metaliczny po raz pierwszy został otrzymany przez H.Ch. Oersteda w 1825r. poprzez działanie amalgamatu potasu na chlorek glinowy. W 1886r zastosowano elektrolityczną metodę otrzymywania aluminium (Hali i Heroult).



ZASTOSOWANIE ALUMINIUM

  • przemysł lotniczy i samochodowy

  • do budowy aparatury w przemyśle chemicznym i spożywczym

  • do wyrobu przewodów elektrycznych i części maszyn

  • w budownictwie

  • do wyrobu naczyń kuchennych

  • w metalizowaniu odzieży ochronnej (np: hutników)

  • do aluminiowania metali (tworzy z nim mocny, wytrzymały stop i tworzy się też warstewka Al2O3) i in.

Sproszkowane:

  • jako reduktor w produkcji niektórych metali (np: chromu , magnezu)

  • do spawania termitowego metodą Goldschmidta

  • jako dodatek do górniczych materiałów wybuchowych

  • do farb chroniących przed korozją itp.

Zastosowanie stopów aluminium

Przez dodanie składników stopowych zmieniają się własności aluninium, podnoszą one własności mechaniczne, obniżają przewodność elektryczną i cieplną oraz odporność na korozję.



  1. stopy przeznaczone do przeróbki plastycznej:

  • przemysł maszynowy

  • transportowy

  • okrętowy

  • budownictwo( konstrukcje budowlane, mosty )

  1. stopy odlewnicze


GEOCHEMIA

Glin to:



  • jeden z najbardziej rozpowszechnionych składników skorupy ziemskiej (bierze udział w budowie skorupy kontynentalnej w ilości ok.8,05 wag. )

  • pierwiastek typowo oksyfilny

  • posiada własności amfoteryczne -wyst. w formie prostych kationów Al3+ lub anionów kompleksowych [AlO4]5-, które mogą zastępować aniony[SiO4]4- w strukturach krzemianów (glinokrzemianów)



SUROWCE MINERALNE WYKORZYSTYWANE DO PRODUKCJI ALUMINIUM I INNYCH WYROBÓW

  • boksyty (odzyskiwanie metalu z Al2O3 poprzez przeróbkę glinokrzemianów, zwłaszcza minerałów ilastych)

  • skały nefelinowe

  • skały leucytowe

  • ałuny rodzime, ałunit, alunogen

  • minerały grupy SiO2 Al2O3: andaluzy t, cyjanit(dysten), sillimanit

  • korund

  • mullit

  • dumortieryt


BOKSYTY

Są to skały osadowe i eluwialne, których dominującymi składnikami są wodorotlenki i tlenowodorotlenki Al (gibbsyt, boehmit, diaspor) i które są przydatne do praktycznego wykorzystania w celu uzyskania Al2O3 o jakości odpowiadającej potrzebom metalurgii aluminium, produkcji materiałów ściernych, cementów glinowych itp. Oprócz wymienionych, składnikami boksytów są też: goethyt, hematyt, syderyt, piryt, min. ilaste , kwarc, chalcedon, kalcyt i in.

Około 90% boksytów wykorzystuje się do produkcji aluminium.

Ogólnie przyjmuje się za boksyty o znaczeniu przemysłowym te, które maja ponad 40% Al2O3.



Rodzaje boksytów

Ze względu na genezę:

  1. REZYDUALNE (laterytowe)- powstają w strefie wietrzenia alitowego skał w klimacie tropikalnym lub subtropikalnym.

  2. OSADOWE- powstały w wyniku nagromadzenia w brzeżnych strefach mórz lub jezior wodorotlenków i tlenowodorotlenków Al jako produktu sedymentacji mechanicznej w środowisku wodnym lub wytrącenia się na drodze chemicznej

  3. KRASOWE- powstałe na lądzie, ich geneza zw. jest ze zjawiskami krasowymi

  4. OKRUCHOWE- powst. wskutek rozkruszenia boksytów pierwotnych i przemieszczenia ich na wtórne złoże

  5. POSIARCZANOWE- powst. w aureoli wychodni utleniających się siarczków

Ze względu na skład mineralny:

  1. GIBBSYTOWE

  2. BOEHMITOWE

  3. DIASPOROWE

  4. GIBBSYTOWO-BOEHMITOWE

W zależności od genezy i składu mineralnego boksyty wykazują zmienne własności fizyczne.
Zastosowanie boksytów:

  • jako ruda aluminium

  • surowce przemysłu wysokoglinowych materiałów ogniotrwałych, cementów glinowych

  • topniki w metalurgii stali

  • surowce przemysłu chemicznego

  • składniki farb


Typy złóż:

  1. REZYDUALNE- maja większe znaczenie gospodarcze, ok 70­­% światowego wydobycia. Powstały w strefie wietrzenia skał zasobnych w Al, w klimacie tropikalnym i subtropikalnym, z powtarzającymi się okresami deszczowymi i suchymi.

  2. OSADOWE

  1. lagunowe

  2. przybrzeżno - morskie

  3. kontynentalne

  • jeziorne

  • jeziorno -błotne

  • krasowe

  • deluwialne

  • dolinowe i in.


Ze względu na warunki geotektoniczne:

  • geosynklinalne

  • platformowe


Rozmieszczenie złóż boksytów na świecie.

Wyróżniane bywają 4 strefy złóż:



  1. Północny pas kredowych i 3-cio rzędowych, platformowych osadowych utworów boksytonośnych (ZSRR, zach. Europa, i płn. Ameryka)

  2. Południowy pas 3-cio i 4-rto rzędowych, platformowych osadowych utworów boksytonośnych (Afryka równikowa, Indie, Australia i wsch. obszar Ameryki Południowej)

  3. Alpejski pas kredowych i 3-cio rzędowych geosynklinalnych boksytonośnych skał osadowych (Hiszpania, Francja, Włochy, Jugosławia, Węgry, Grecja, Turcja, himalajska część Indii, wybrzeże i wyspy Morza Karaibskiego)

  4. Pacyficzny pas kenozoicznych, platformowych boksytonośnych utworów osadowych (płd-wsch. Chiny, Indochiny, Indonezja, Filipiny i zach. część kontynentu amerykańskiego)


Największe złoża na świecie(zasoby na 1973 w mln. t)
Zasoby światowe boksytów oceniane są na 20 mld. ton

AFRYKA(6,5 mld): Ghana, Gwinea, Sierra Leone, Wybrzeże Kości Słoniowej

AMERYKA(6,1 mld): Brazylia, Jamajka, Stany Zjednoczone, Surinam i Gujana Brytyjska

AUSTRALIA ( 4,8 mld)

AZJA(2,3 mld): Indie, Indonezja , Malezja, Pakistan, Turcja

EUROPA(0,5mld) : Francja, Grecja, Jugosławia, Węgry, ZSRR


Złoża boksytów we Francji:

Znane są w S Francji, związane z osadami złożonymi na utworach morskich od dolnej jury do urgonu włącznie. W spągu wyst. przeważnie zdolomityzowane wapienie. Nadkład stanowią osady górnej kredy (turon) lub eocenu- wapienie lub piaski. W stropie niektórych złóż wyst. odmiany białe, są to najcenniejsze gatunki wykorzystywane m. in. do produkcji białych cementów glinowych.

Największe i najbogatsze złoża boksytów mezozoicznych wyst. wzdłuż Zatoki Liońskiej. Większość złóż zalicza się do urgonu i aptu lub albu.W miocenie zostały sfałdowane i zuskokowane.

Największe złoża znajdują się w departamencie Var ( Prowansja ), głównie na północ od Brignoles, w osadach górnej jury i dolnej kredy:



  • ­są to złoża pokładowe

  • rozprzestrzenienie 20 i więcej km2

  • grubość pokładów redukcyjnych wynosi 2-18 m, średnio 4-6 m

  • w dolnej części przeważają boksyty czerwone, ku stropowi przechodzą w różowe, szare, jasnoszare

  • 50-65%( lokalnie 70% ) Al2O3

  • 1%- SiO2 0,8-26% Fe2O3; 0,9-3,6% TiO2

  • są też złoża gniazdowe, wypełniające formy krasowe, ich średnica wynosi do 100 m, przy grubości do 30 m.

W departamencie Ariege strefa boksytonośna przebiega wzdłuż północnych zboczy Pirenejów. Większe znaczenie przemysłowe mają złoża Saint-Paul i Susanne:

  • są gorszej jakości

  • 53,8-58,7% Al2O3

  • 8,9-18,7% -SiO2; 7,8-20,8% Fe2O3: 0,6-11,9% TiO2

W departamencie Herault największe znaczenie ma złoże Willeyrac i Baderieux:

  • stała grubość pokładów

  • znaczne rozprzestrzenienie

W departamencie Bouches-du-Rhone obszar boksytonośny zw. jest z masywem Alpill, położonym na lewym brzegu Rodanu:

  • grubość złoża 2-4m

  • jakość boksytów średnia

Eksploatacja na początku odkrywkowa, następnie podziemna. Zasoby złóż oceniane na ponad 100 mln t boksytu, a produkcja w 1970 r. przekroczyła 3 mln t/rok.


SKAŁY NEFELINOWE

nefelin-Kna3[AlSiO4]4- 31,07-34,26 % Al2O3

Zasobne w nefelin są sjenity nefelinowe i ich odmiany, urtyty( 75-85% nefelinu ) i inne.


Zasoby skał nefelinowych w masywach magmowych znajdują się:

  • Rosja(Półwysep Kola, Syberia)

  • Zair

  • USA

  • Kanada

  • Grenlandia

  • wybrzeża Norwegii

SKAŁY LEUCYTOWE|

leucyt K[AlSi2O6]- 23,36% Al2O3

Złoża na świecie:



  • Włochy (wylewy w okolicy Wezuwiusza) aż do Rzymu)

  • USA

  • Afryka

Traktowane są jako rezerwy po wyeksploatowaniu złóż boksytów.
AŁUNY, AŁUNIT, ALUNOGEN

ałun potasowy KAl [SO4]22H2O – produkt wietrzenia skał ilastych zasobnych w piryt czy markasyt

ałunit KAl3 [(OH)6/SO4]2 – głównie produkt przeobrażenia skał magm. pod wpływem kwaśnych wód hydroteralnych.

alunogen Al2 [SO4]38H2O –głównie produkt wietrzenia skał ilastych zasobnych w siarczki żelaza

Złoza na świecie:



  • Libia

  • Wielka Brytania

  • Turcja

  • Syria

  • Indie

  • USA

  • Włochy

  • Francja

  • Hiszpania i in.

ANDALUZYT – CYJANIT( DYSTEN) – SILLIMANIT

Al2O3SiO2

Złoża na świecie:


  • Francja

  • Hiszpania

  • ZSRR

  • Chiny

  • Indie

  • Kenia

  • RPA

  • Kanada

  • USA

  • Australia

KORUND

Al2O3

Zasoby są ograniczone.

Złoża:


  • ZSRR

  • Turcja

  • Grecja i in.

MULLIT

3Al2O32SiO2



Brak złóż, produkuje się substytuty z andaluzytu, sillimanitu i dystenu.
DUMORTIERYT

Występuje w łupkach dumortierytowych na Uralu czy Pamirze.


©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość