Transformace běžné suroviny na kov, který je lehký, pevný a neuvěřitelně univerzální, vyžaduje několik sofistikovaných kroků. Ačkoliv se může zdát, že je hliník všudypřítomný, jeho cesta od suroviny k hotovému produktu je složitá a fascinující. Pojďme si popsat, jak celý tento proces probíhá.
1. Výchozí materiál: Bauxit
Samotná výroba hliníku začíná bauxitem, druhem minerálu, který obsahuje velké množství oxidu hlinitého. Bauxit se těží v mnoha zemích světa, přičemž největší ložiska nalezneme v Austrálii, Číně, Guineji a Brazílii.
Zajímavostí je, že i přes svou klíčovou roli v procesu výroby hliníku, je bauxit sám o sobě relativně nevýrazným materiálem.
2. Získávání oxidu hlinitého: Bayerův proces
Po těžbě bauxitu následuje proces zvaný Bayerův proces, pojmenovaný po rakouském chemikovi Karlu Bayerovi, který jej vynalezl v roce 1887.
Bauxit se nejprve drtí a poté se za přidání hydroxidu sodného zahřívá v tlakových nádobách. Vzniklá směs se pak filtruje, čímž se oddělí zbytek nerostné hmoty od roztoku, který obsahuje oxid hlinitý.
Tento roztok se posléze ochladí a oxid hlinitý se z něj vysráží. Následně vzniklý pevný oxid hlinitý se poté vypálí v pecích, čímž se získá čistý prášek bílé barvy, který je připraven k dalšímu zpracování.
3. Elektrolýza: Hall-Héroultův proces
Konečná transformace oxidu hlinitého na hliník se odehrává v elektrolytických pecích skrze proces zvaný Hall-Héroultův proces. Tento proces byl nezávisle na sobě objeven v roce 1886 Američanem Charlesem Martinem Hallem a Francouzem Paulem Héroultem.
Oxid hlinitý se rozpustí v roztaveném kryolitu, který snižuje teplotu tání a zároveň funguje jako elektrolyt. Při aplikaci elektrického proudu se oxid hlinitý rozkládá a na katodě se uvolňuje čistý hliník, zatímco na anodě se uvolňuje kyslík. Hliník se poté shromažďuje na dně pece, odkud se periodicky odebírá.
4. Rafinace a slitiny
Proces rafinace a vytváření slitin je klíčový pro dosažení specifických vlastností hliníku, které jsou požadovány pro jeho různé použití.
Získaný hliník je sice čistý, ale pro většinu aplikací ještě není dostatečně pevný. Proto se často leguje s jinými kovy, jako jsou měď, zinek nebo magnesium, aby se zlepšily jeho mechanické vlastnosti.
Kde se hliník vyrábí
Výroba hliníku je globálním průmyslem. Největší producenti se nacházejí v Číně, na Středním východě, v Rusku a v Severní Americe. A jaký je hlavní důvod? Tyto země disponují buď bohatými ložisky bauxitu, nebo přístupem k levné elektrické energii, která je klíčová pro energeticky náročný proces elektrolýzy.
Recyklace hliníku
Příběh hliníku však nekončí jeho výrobou a prvním využitím. Recyklace hliníku je klíčová pro jeho udržitelnou výrobu, protože tento proces šetří až 95 % energie potřebné k výrobě primárního hliníku.
Celý recyklační proces začíná sběrem a tříděním hliníkového odpadu. Může jít o cokoliv, od plechovek od piva, až po staré automobilové součástky. Tento odpad je poté roztaven v pecích při teplotách kolem 660 stupňů Celsia, což je teplota tání hliníku.
Recyklace hliníku je příkladem dokonalého kruhového hospodářství. Během recyklačního procesu dochází k důkladnému odstranění všech nečistot a nežádoucích příměsí. Výsledkem je dokonale čistý hliník připravený k opětovnému využití v široké škále průmyslových aplikací. Recyklace hliníku tak představuje efektivní způsob, jak šetřit primární suroviny a energii, a zároveň snižovat negativní dopady na životní prostředí.
Výroba hliníku je příkladem toho, jak může pokročilá chemie a inženýrství transformovat přírodní zdroje na materiály, které formují moderní svět. Od letadel po konzervy, hliník se stal nezastupitelnou součástí našich životů, a to vše díky složitému, ale fascinujícímu procesu jeho výroby.
© ATREON