Deborah
Von Wikipedia
Aluminium ist ein stark reaktives Metall, das mit Sauerstoff eine energiereiche chemische Bindung eingeht. Im Vergleich zu den meisten anderen Metallen ist die Gewinnung aus Erzen wie Bauxit aufgrund des Energiebedarfs zur Reduktion von Aluminiumoxid (Al2O3) schwierig. So ist beispielsweise die Direktreduktion mit Kohlenstoff, wie sie bei der Eisenerzeugung verwendet wird, chemisch nicht möglich, da Aluminium ein stärkeres Reduktionsmittel als Kohlenstoff ist. Aluminiumoxid hat einen Schmelzpunkt von etwa 2000 °C. Daher muss es durch Elektrolyse extrahiert werden. Dabei wird das Aluminiumoxid in geschmolzenem Kryolith gelöst und anschließend zum reinen Metall reduziert. Die Betriebstemperatur der Reduktionszellen liegt bei 950 bis 980 °C. Kryolith kommt in Grönland als Mineral vor, wurde aber in der Industrie durch eine synthetische Substanz ersetzt. Kryolith ist eine chemische Verbindung aus Aluminium, Natrium,und Calciumfluoride: (Na3AlF6). Das Aluminiumoxid (ein weißes Pulver) wird durch Raffination von Bauxit im Bayer-Verfahren von Karl Bayer gewonnen.
Beide Elektroden, die bei der Elektrolyse von Aluminiumoxid verwendet werden, sind Kohlenstoff. Sobald sich das Erz im geschmolzenen Zustand befindet, können sich seine Ionen frei bewegen. Die Reaktion an der Kathode (negative Elektrode) ist
Al3+ + 3 e− → Al
Hier wird das Aluminiumion reduziert (Elektronen werden hinzugefügt). Das Aluminiummetall sinkt dann nach unten und wird abgeklopft.
An der Anode (positive Elektrode) entsteht Sauerstoff:
2 O2− → O2 + 4 e−
Diese Kohlenstoffanode wird dann durch den Sauerstoff oxidiert, wobei Kohlendioxid freigesetzt wird.
O2 + C → CO2
Die Anoden in einer Reduktionszelle müssen daher regelmäßig ausgetauscht werden, da sie dabei verbraucht werden.
Im Gegensatz zu den Anoden werden die Kathoden nicht oxidiert, da kein Sauerstoff vorhanden ist, da die Kohlenstoffkathoden durch das flüssige Aluminium im Inneren der Zellen geschützt sind. Trotzdem erodieren Kathoden, hauptsächlich aufgrund von elektrochemischen Prozessen. Nach fünf bis zehn Jahren, je nach Stromeinsatz in der Elektrolyse, muss eine Zelle wegen Kathodenverschleiß umgebaut werden.
Die Aluminiumelektrolyse mit dem Hall-Hérout-Verfahren verbraucht viel Energie, alternative Verfahren erwiesen sich jedoch immer als wirtschaftlich und/oder ökologisch weniger praktikabel. Der weltweite durchschnittliche spezifische Energieverbrauch beträgt ca. 15±0,5 Kilowattstunden pro Kilogramm produziertem Aluminium (52 bis 56 MJ/kg).
Siehe Wikipedia für weitere Details.
Kayli
Aluminium ist im Grunde eine silbrig duktile Komponente der schlechten Metallsammlung chemischer Elemente. Aluminium wird hauptsächlich in Bauxiterz gebildet und gefunden und ist für seine Korrosionsbeständigkeit bekannt.
Aluminium wird in etlichen Industrien zur Herstellung verschiedener Produkte verwendet und ist für die Weltwirtschaft von entscheidender Bedeutung. Aluminium ist im Allgemeinen ein weiches, leichtes Metall mit einem blass-silbrigen Äußeren, das durch eine dünne Oxidationsablagerung verursacht wird, die schnell erzeugt wird, wenn das Metall der Luft ausgesetzt wird.
Aluminiumoxid hat im Vergleich zu reinem Aluminium einen erhöhten Schmelzpunkt. Ob rechnerisch in Größe oder Preis, die weltweite Anwendung von Aluminium übertrifft die jedes anderen Metalls außer Eisen. Aluminiumlegierungen mit unterschiedlichsten Eigenschaften werden vor allem im Ingenieurbau eingesetzt.