Alüminyum'un Eldesi
Alüminyum, yüzyildan beri, tüm dünyada ayni yöntemle elde edilmektedir. Alüminyum eldesi, iki asamada gerçeklesir. Birinci asamada, Bayer metodu ile boksit cevherinden alümina elde edilir. Ikinci asamada ise, elektroliz ile alümina'dan alüminyum elde edilir. Alümina tesisleri, genellikle boksit cevherlerinin yanina kurulur. Madenden çikarilan boksit cevheri, sudkostik eriyigi ile muamele edilerek alüminyum hidroksit eldesi gerçeklesir. Bu islem sonucunda olusan erimeyen kalintilar (kirmizi çamur) ayrilir ve alüminyum hidroksitin kalsinasyonu ile "alümina" (alüminyum oksit) elde edilir.
Bundan sonraki asama, "alümina"nin "alüminyum"a dönüstürülmesidir. Beyaz bir toz görünümündeki alümina, elektroliz isleminin yapilacagi hücre adi verilen özel yerlere alinir.
Burada amaç, alüminyumu oksijenden ayirmaktir. Elektroliz islemi için 4-5 volt gerilimde dogru akim uygulanir. Dipte biriken aluminyumun alinmasi ile islem tamamlanir.
Genel olarak, agirlikça 4 birim boksitten 2 birim alümina ve 2 birim alüminadan da 1 birim alüminyum elde edilir.
Ilk zamanlarda üretilen birincil alüminyumun her tonu için 42.000 kwh olan enerji sarfiyati, günümüzde ortalama 16.500 kwh degerine düsmüstür. Bu deger, en yeni teknoloji ile çalisildiginda 13.000 kwh/t olmaktadir.
Yukarida sözedilen islemler ile elde edilen alüminyum "birincil alüminyum" (primary aluminium) olarak tanimlanir.
Alüminyum Ürünlerin Üretim Yöntemine Göre Siniflandirilmasi
Alüminyum, ekstrüzyon, haddeleme ve döküm islemleri ile çesitli yari- ürün ve ürünler haline dönüstürülür.
Ekstrüzyon ürünleri
Ekstrüzyon yöntemi ile çesitli kesitlerde profil,çubuk, boru, lamalar ve filmasin elde edilir.
Alüminyum, ekstrüzyon islemine çok uygun bir metaldir. Böylece, kullanim amacina uygun sekil ve ölçülerde pek çok ürün, baska bir biçimlendirme islemine gerek kalmadan ekonomik bir sekilde üretilir.
Yassi Ürünler
Sicak ve soguk haddeleme yöntemi ile alüminyumdan plaka, levha ve folyo gibi yassi ürünler elde edilir.
Döküm Ürünleri
Alüminyumdan, kokil, basinçli veya kum döküm yöntemleri ile çesitli büyüklük ve sekilde parçalar üretilir.
Alüminyum Iletkenler
Bakirdan daha hafif olan alüminyum, elektrik enerjisinin nakledilmesinde büyük avantaj saglamaktadir.
Bu nedenle günümüzde enerji nakil hatlari alüminyumdan yapilmaktadir. Alüminyum iletkenler, kontinü döküm ile filmasin eldesi, filmasinin haddede çekilerek tel haline getirilmesi ve tellerin örülmesi, ile olusan üç asamali proses ile üretilirler.
Alüminyum Kullaniminin Endüstrilere Göre Gruplandirilmasi
Alüminyum ve Insaat
Insaat sektörü, yilda Avrupa'da 1.2 milyon ton, ABD'de 1.05 milyon ton, Japonya'da 915.000 ton alüminyum kullanmaktadir.
Alüminyum, binalarin çati ve cephe kaplamalannda, kapi ve pencerelerinde, merdivenlerde, çati iskeletinde insaat iskelelerinde ve sera yapiminda büyük miktarda kullanilir
Alüminyumun saglamligi yaninda sahip oldugu dekoratif görünüm, eloksal (anodik oksidasyon) kaplama ile bir bakima ölümsüzlesir. Gerek natürel veya renkli eloksal kaplama, gerek ise lake (elektrostatik toz veya sivi) boyama ile alüminyum; mimar ve mühendislere insaat sektöründe zengin seçenekler sunar.
Insaat sektöründe; alüminyum ekstrüzyon, yassi-ürünler ve döküm ürünleri kapi/pencere dogramalari, cephe/çati kaplamalari ve aksesuarlarin yapiminda kullanilir.
Aluminyum ve Ambalaj
Alüminyum, en kullanisli ambalaj malzemelerinden birisidir. Alüminyum, kontenyer imalatindan ilaç kutulanna kadar çok çesitli ambalaj uygulamalanna mükemmel cevap verir. Banyoda dis macunu tüpünden, marketlerdeki sayisiz ürünler (çikolata vb.) mutfakta folyoya sarili firin yemekleri ve buzdolabindaki soguk mesrubatlara kadar, alüminyum pek çok ürünü sarar ve korur.
Alüminyumun homojen yapisi, ince folyo (alüminyum kagit) seklinde üretilebilmesi, hava geçirmezligi ve kolay sekillenebilmesi onu ideal bir ambalaj malzemesi yapar.
Alüminyum folyo, hava ve mor-ötesi isinlari geçirmediginden, gidalari dogal renk ve tadlari ile birlikte korur. Alüminyum, folyo olarak vakumlu ambalajlarda, metalize film (alüminyum kapli plastik) olarak da isi ile kapanan ambalajlarda (yogurt, ilaçlar vb) en tercih edilen malzemedir.
Alüminyumun en yaygin kullanildigi alanlardan birisi de, mesrubat ve bira kutulandir. Dünyada kullanilan tüm içecek kutulannin % 80'i alüminyum kutularidir. Bunun nedeni, hafif açilmasi kolay, darbeye dayanikli,saglam, çabuk sogutma özelligi ve geri kazanilabilir (recycable) olmalaridir.
Kullanilmis alüminyum içecek kutularinin yüksek hurda degeri, geri kazanma için kutulann toplanmasini kolaylastirir.
Kullanilmis alüminyum kutularin tüketiciden satin alinmasi ile baslayan geri kazanma islemi sonucunda, yeni kutular üretilmektedir.
1989 yilinda kullanilmis alüminyum mesrubat kutularinin geri kazanma orani ABD'de % 61, Avustralya'da % 60, Kanada'da % 45, Japonya'da % 42, Avrupa'da % 16 olmustur. Bu oranlar, her yil artmaktadir. Alüminyumdan yapilan diger ambalajlarin atiklarindan enerji elde eden yeni bir proses bulunmus ve Avrupa'da kullanilmaya baslanmistir.
Alüminyum Ve Tasit Araçlari
Alüminyum, ulasim sektöründe tasit araçlarinin üretiminde kullanilan en önemli malzemelerden birisidir. Alüminyum kullaniminin yaklasik % 25'i tasit araçlarinin üretimine aittir.
Tasit araçlari ne kadar hafif olursa, hareket etmeleri için daha az enerjiye gerek duyulur. Günümüzde bir otomobilde 50 kg alüminyum kullanilmaktadir. Bu sayede, yaklasik 100 kg demir, çelik ve bakir malzeme tasarrufu yapilmaktadir. Yapilan hesaplar ve deneyimler sonucunda, alüminyum kullanilan bir otomobilin, yeterince alüminyum kullanilmamis bir otomobile kiyasla, ekonomik ömrü boyunca 1500 litre daha az yakit harcadigi anlasilmistir.Bu durumun gerek sürücülerin akaryakit masraflarina saglayacagi ekonomi ve çevre sagligi açisindan atmosfere yayilan atik ekzos gazinin düsürülmesi yönünden çok büyük faydasi bulunmaktadir.
Otobüs ve tren gibi sik sik hareket eden ve duran araçlarda, aracin hafif olmasi daha da fazla önem kazanmaktadir. Günümüzde otobüs, tren, kamyon gibi büyük kara araçlarinda alüminyum kullanimi ile önemli yakit tasarrufu saglanmaktadir.
Ayrica karayollari trafik ve yön isaret sistemlerinde, otoyol parafet ve köprülerinde alüminyum kullanimi artmaktadir. Deniz araçlarinda, özellikle teknelerde alüminyum süper-yapi sistemleri ile agirlik merkezi daha asagiya çekilmekte ve böylece teknenin dengesi artirilmakta ve daha çok kullanim hacmi saglanmaktadir. Küçük teknelerin ve yatlarin yelken direkleri alüminyumdan yapilmaktadir. Bir uçagin agirlikça % 70'i alüminyumdan olusmaktadir. Alüminyum alasimlarinin hafifligi yanisira saglamligi, uçaklarin ve dolayisi ile havacilik sektörünün gelismesine en büyük katkiyi yapmistir. Duralüminyum (alüminyum-bakir) alasimlanndan sonra gelecekte en önemli uçak malzemesi alüminyum-lityum alasimlan olacaktir. Alüminyum-lityum alasimlan ile, uçaklarin % 15 hafiflemesi mümkündür.
Alüminyum Ve Iletkenler
Alüminyum son derece iletken bir metaldir. Bu nedenle, tüm alüminyum kullaniminin Avrupa'da % 10'u,ABD'de % 9'u, Japonya'da % 7'si elektrik ve elektronik sektöründe kullanilmaktadir. Alüminyumun bu alandaen çok kullanildigi yer, elektrik nakil hatlaridir. Çelik özlü alüminyum iletkenler, yüksek voltajli elektrik nakilhatlarinda tercih edilen tek malzeme olmustur. Alüminyum, yeralti kablolarinda, elektrik borularinda ve motorbobin sariminda yaygin sekilde kullanilmaktadir. Elektronikte, alüminyum kullanim yerleri arasinda, saseler,yongalar, transistör sogutuculan, data kayit diskleri ve elektronik cihazlarin kasalari bulunmaktadir.
Alüminyum ve Diger Mühendislik Uygulamalari:
Makina elemanlan uygulamalarinda, yüksek dayanim/agirlik orani, korozyona dayanimi ve isleme kolayligi, alüminyumun üstün özellikleridir. Hafifligi nedeniyle, büyük ve tek parçalarin manüpülasyonu mümkün olur. Hassas toleranslarda isleme kolayligi sayesinde, standart birimlerden büyük parçalarin yapilmasi mümkün olur. Karmasik kesitli parçalarin üretiminde,alüminyum ekstrüzyonu büyük avantajlar saglar.
Vites kutulan, motor bloklari ve silindir kafalari kolaylikla alüminyum döküm ile yapilir. Son uygulamalarda krankmili yataklannda alüminyum kullanilmasi, bu parçalarin uzun ömürlü olmasini saglamistir.
Son yillarda otomotiv piyasasinda yanlislikla "çelik jant" denilen gösterisli, parlak, boya ve bakim gerektirmeyen "hafif alasimli" jantlar "alüminyum"dur.
