Alumínium

Az alumíniumgyártás környezetkímélő módja

Ez a leggyakoribb fém bolygónkon, mégis csak 200 éve ismerjük. Különös tulajdonságainak köszönhetően igen sokrétűen használható.

FORRÁS: WIKIMEDIA COMMONS

Az, hogy gyakorisága ellenére csak az 1820-as években Hans Christian Ørsted dán tudós sikeresen elkülönítette és ezzel felfedezte az alumíniumot, annak köszönhető, hogy nem fordul elő a természetben fémes formában. Bár a földkéreg több mint 8 százalékát alumínium alkotja, azonban különböző vegyületek formájában található, a bányászatban a számtalan más elemet is tartalmazó bauxit a fő forrása. A fémtartalom kinyeréséhez egyrészt lúg segítségével el kell különíteni az alumíniumvegyületeket a bauxitból (ezt hazánkban fájdalmasan jól ismerjük a 2010-es vörösiszap-katasztrófa óta), ezzel születik meg a timföld.

Az ajkai vörösiszap-katasztrófa nem kívánt világhírt hozott a bakonyi városnak – ez volt a világ legnagyobb ilyen jellegű környezeti katasztrófája. FORRÁS: WIKIMEDIA COMMONS

A timföld voltaképp alumínium-oxid (kémiailag ugyanaz, mint a rubin vagy a zafír), ebből elektromosság segítségével lehet magát az alumíniumot elkülöníteni. E folyamatot csak a 19. század végén tudták ipari méretűvé fejleszteni, ezért évtizedeken át az arannyal azonos árban lehetett csak hozzájutni az alumíniumhoz. Mára azonban a leghétköznapibb fémmé vált, tulajdonságai alapján nélkülözhetetlen a mindennapokban.

Remélhetőleg mindenkinek lehetősége volt az iskolai földrajz- vagy kémiaórákon megnyalni egy darabka bauxitot! FORRÁS: WIKIMEDIA COMMONS

Az alumínium a könnyűfémek közé tartozik, ez egyúttal az anyag egyik leginkább előnyös tulajdonságát: könnyű voltát is jelzi (köbcentinként 2,7 gramm, kb. harmada az acélnak). Könnyen megmunkálható, alakítható, jól vezeti az elektromosságot, így számtalan formában előállítható, a repülőgépektől a vezetékeken át a konyháig elképesztő sok területen használhatjuk.

RA timföld, vagyis alumínium-oxid. FORRÁS: WIKIMEDIA COMMONS

Elterjedt elképzelés, hogy az alumínium nem rozsdásodik. A rozsda a vas felszínén képződő vöröses, porladó oxidréteg, amely akkor alakul ki, ha víz és oxigén is éri a felületet (a légkörben bőven van víz ehhez). Más fémek vagy fémötvözetek is oxidálódnak, a réz például zöldes színű patinát vesz fel – érdemes lesz követni például az Esztergomi Bazilika új kupolájának színváltozását a következő években. Az alumínium felszínéhez is igen könnyen kötődik az oxigén, s egy vékony oxidréteg alakul ki rajta, amely azután megvédi az alatta lévő tiszta fémet a további oxidációtól. Azonban ez sem teszi örök életűvé az alumíniumot. Sós víz hatására kis lyukacskák képződnek benne, s lúgos környezetben az alumínium is képes károsodni – a savnak jobban ellenáll. Ez utóbbi tulajdonságának köszönhető az, hogy szénsavas italokat tároló dobozok készülhetnek belőle, azonban betonban nem használható a vashoz hasonlóan, mivel a cement kötése során erősen lúgos közegbe kerül és megrepedezik emiatt.

Könnyű megmunkálhatósága és savakkal szembeni ellenálló-képessége teszi ideálissá az italok tárolására az alumíniumot. Fontos azonban, hogy ezt az értékes fémet ne dobáljuk el, főként ne a természetben! FORRÁS: PIXABAY

Az alumínium gyakorlatilag teljesen újrahasznosítható. A világon valaha gyártott alumínium háromnegyede még mindig forgalomban van, ez közel egymilliárd tonnát jelent. Az alumínium újrahasznosításával 90 millió tonna szén-dioxid-kibocsátását lehet megelőzni, és Hollandia éves energiaszükségletének megfelelő árammal kell kevesebbet felhasználni így. Az újrahasznosításhoz 95 százalékkal kevesebb energia szükséges, mint a fém előállításához, és a folyamat korlátlan alkalommal ismételhető. Bár az alumínium iránti igény is egyre nő, a jelenleginél is hatékonyabb visszagyűjtés révén még jobbá tehető ez a helyzet.

Apró különbség a timföld és a zafír közt az, hogy a drágakő minimális mennyiségű kobalttal szennyezett (az ugyanilyen összetételű rubin pedig krómmal). FORRÁS: WIKIMEDIA COMMONS

Az alumíniumgyártás legnagyobb környezeti problémája a vörösiszap: minden kiló alumínium előállítása során minimum ugyanennyi vörösiszap keletkezik, amellyel egyelőre nem tudunk mit kezdeni… Az alumíniumgyártás igen nagy energiaigényét minél nagyobb mértékben zöld energia segítségével kell biztosítani.

Magát a timföldgyártó eljárást is lehet javítani: ha nem a régóta bevett módszerrel (a vörösiszap melléktermékkel) hozzuk létre az alumíniumot, hanem az ún. Pedersen-eljárással. Ez utóbbi során vasérc, mészkő és koksz keverékéből olvasztással lehet elkülöníteni a timföld alapját, és további környezetkímélőbb módszerekkel eljutni a tiszta timföldig. E folyamat melléktermékei is hasznosíthatóak. Ez azt is jelenti, ha optimálisan bánunk vele, az alumínium a leginkább környezetkímélő fémünk lehet.