Алюминий (Aluminum) - это

легкий металл, имеющий широкое применение в различных отраслях экономики за счет своих физических и химических свойств, таких как электропроводность, устойчивость к коррозии, легкоплавкость и теплопроводность, алюминий очень распространен в природе, его запасы в земной коре составляют 8%

Информация об алюминии, запасы алюминия в земной коре, месторождения алюминия, роль алюминия в живых организмах, история открытия алюминия, производство алюминия и крупные производители алюминия, физические и химические свойства алюминия, в том числе взаимодействие алюминия в различными элементами, мировой рынок алюминия, добыча и переработка алюминиевых руд, спрос на алюминий и предложение алюминия, торговля алюминием, экспорт алюминия и импорт алюминия, применение алюминия

Алюминий - это, определение

Алюминий - это химический элемент, металл серебристо-белого цвета, занимающий в периодической таблице Менделеева 13-ю группу и имеющий атомный номер 13. Алюминий широко применяется в различных отраслях промышленности, в том числе авиационной и машиностроительной, в энергетике, строительстве и производстве товаров народного потребления. Торговля алюминием производится на Лондонской товарной бирже, цены на алюминий зависят от спроса и предложения на сырьевых рынках.

Алюминий - это элемент 13-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации - элемент главной подгруппы III группы), третьего периода, с атомным номером 13.

Алюминий - это лёгкий парамагнитный металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке.

Алюминий - это серебристо-белый металл, 13-й элемент периодической таблицы Менделеева.

Алюминий - это химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 13, относительная атомная масса 26,98.

Алюминий - это легкий и пластичный белый металл, матово-серебристый благодаря тонкой оксидной пленке, которая сразу же покрывает его на воздухе. Он относится к III группе периодической системы, обозначается символом Al, имеет атомный номер 13 и атомную массу 26,98154.

Алюминий - это легкий, прочный и пластичный металл. Уникальное сочетание его свойств, в числе которых - долговечность, непроницаемость, высокая тепло- и электропроводность, устойчивость к коррозии и возможность стопроцентной переработки - делает его незаменимым компонентом для огромного количества промышленной продукции - от электрической лампочки до реактивного самолета.

Алюминий - это третий элемент в таблице Менделеева Дмитрия Ивановича, в земной коре его содержится более 8%, в основном в составе квасцов. Он очень распространен в природе, потому что входит в состав практически всех глин. Промышленно, как металл, стал производиться в 70-х годах XIX века.

Алюминий - это химический элемент III группы периодической системы Менделеева, атомный номер 13, атомная масса 26,9815. Состоит из одного стабильного изотопа с массовым числом 27. Открыт датским учёным Х. Эрстедом в 1825.

Алюминий - это серебристо-белый лёгкий металл. Решётка алюминия кубическая гранцентрированная с параметром а = 0,40413 нм (4,0413 Е).

Алюминий - это один из самых распространённых (после кислорода и кремния) элементов в породах земной коры - 8,8% (по массе). Максимальное содержание алюминия отмечено в осадочных породах - 10,45% (по массе), содержание в средних, основных, кислых и ультраосновных соответственно 8,85%, 8,76%, 7,7%, 0,45% (по массе). Известны сотни минералов, в которые он входит в виде главного или достаточно распространённого элемента. Основные носители алюминия - алюмосиликаты. Минералы с максимальным содержанием алюминия - корунд, гиббсит, бёмит, диаспор. Главный источник получения алюминия - бокситы. Кроме того, алюминий частично извлекают из высокоглинозёмистых щелочных пород (уртиты и др.) и алунитов.

Алюминий - это химический элемент в группе бора с символом Al и атомное число 13. Это серебристый белый металл. Алюминий - третий по распространенности элемент на Земле (после кислорода и кремния), и самый распространенный металл, в земной коре. Алюминий составляет приблизительно 8% веса твердой поверхности Земли. Алюминий является химически активным элементом, поэтому в свободном виде в земной коре не встречается. Обычно алюминий можно встретить в различных химических соединениях, кторых в земной коре насчитывается более 270 видов. Главная руда алюминия - боксит.

Этимология слова «алюминий»

Название алюминия происходит от латинского alumen (род. падеж aluminis). Так называли квасцы, двойной сульфат калия-алюминия KAl(SO4)2·12H2O), которые использовали как протраву при крашении тканей. Латинское название, вероятно, восходит к греческому «халмэ» - рассол, соляной раствор. Любопытно, что в Англии алюминий - это aluminium, а в США - aluminum.

Русские названия алюминия в первые десятилетия XIX в. довольно разнообразны. Каждый из авторов книг по химии этого периода, очевидно, стремился предложить свое название. Так, Захаров именует алюминий глиноземом (1810), Гизе - алумием (1813), Страхов - квасцом (1825), Иовский - глинистостью, Щеглов - глиноземием (1830). В "Магазине Двигубского" (1822 - 1830) глинозем называется алюмин, алюмина, алумин (например, фосфорно-кисловатая алюмина), а металл - алуминий и алюминий (1824).

Гесс в первом издании "Оснований чистой химии" (1831) употребляет название глиноземий (Aluminium), а в пятом издании (1840) - глиний. Однако названия для солей он образует на основе термина глинозем, например сернокислый глинозем. Менделеев Дмитрий Иванович в первом издании "Основ химии" (1871) пользуется названиями алюминий и глиний. В дальнейших изданиях слово глиний уже не встречается.

Происхождение алюминия

Объяснить происхождение самородного алюминия непросто. По одной из гипотез, он образуется, конденсируясь из пара. Известно, что при нагревании галогенидов алюминия - хлорида, бромида, фторида - они могут с большей или меньшей лёгкостью испаряться (так, AlCl, возгоняется уже при 180 °С).

При сильном повышении температуры галогениды алюминия разлагаются, переходя в соединения алюминия(I), например AlCl. При понижении температуры пары AlCl конденсируются, и в твёрдой фазе происходит реакция диспропорционирования: часть атомов алюминия окисляется и переходит в привычное трёхвалентное состояние, а часть - восстанавливается. Восстановиться же одновалентный алюминий может только до металла: 3AlCl=2Al+AlCl3.

В пользу этого предположения говорит и нитевидная форма кристаллов самородного алюминия. Обычно кристаллы такого строения появляются благодаря быстрому росту из газовой фазы. Вероятно, в лунном грунте микроскопические самородки алюминия образовались аналогичным образом.

Мировой рынок алюминия

В это трудно поверить, но всего 150 лет назад алюминий считался серебром из глины и был чрезвычайно дорогим металлом. Сегодня алюминий занимает второе место в мире по объемам потребления среди всех металлов, уступая лишь стали. В ближайшие десятилетия спрос на алюминий продолжит расти опережающими темпами.

Новейшие разработки в автомобилестроении, стремительный рост городов, новые возможности использования алюминия в качестве замены меди в энергетике - эти и многие другие тенденции позволят крылатому металлу упрочить свою лидирующую позицию как ключевого конструктивного материала 21-го века.

  Мировое производство алюминия

Алюминиевый рынок делится на производителей первичного алюминия и сплавов на его основе - сегмент upstream, производителей алюминиевой продукции - сегмент downstream и производителей алюминия из вторичного сырья (переработка алюминия).

Сегмент upstream - это не только производство первичного алюминия и сотен различных сплавов, но и вся сырьевая цепочка, которая предшествует этому процессу. Для производства алюминия требуется добыть боксит, переработать его в глинозем и доставить на алюминиевый завод.

Крупнейшие мировые производители алюминия, как правило, представляют собой вертикально-интегрированные холдинги, включающие в себя бокситовые рудники и глиноземные заводы.

Преимуществом вертикальной интеграции для крупных компаний является то, что они становятся независимыми от колебаний цен и многих других внешних факторов, обеспечивая себя сырьем в необходимом объеме для непрерывного процесса производства алюминия. Небольшие производители, как правило, закупают сырье у внешних поставщиков.

В период с 1854 по 1890 год было произведено всего лишь около 200 тонн алюминия - это соответствует весу ста пикапов F-150 с полностью алюминиевым кузовом, которые Ford сегодня производит каждые полтора часа.

После изобретения промышленного электрохимического способа производства выпуск и использование алюминия стали развиваться практически в геометрической прогрессии.

За следующие 10 лет, с 1890 по 1899 год, выпуск алюминия во всем мире составил уже 28 тыс. тонн, к 1930 году он вырос еще в 10 раз - до 270 тыс. тонн, что соответствует мощности среднего современного алюминиевого завода. В середине 20-го века производство алюминия в мире достигло 1 миллиона тонн в год, а в 1973 году - 10 млн тонн. Такая динамика сохранилась и в последующие десятилетия, а в 2014 году объем производства превысил 55 млн тонн. По прогнозам, в 2016 году он достигнет 60 млн тонн.

Столь стремительный рост производства крылатого металла был обусловлен, с одной стороны, развитием технологий его производства, а с другой - расширением сфер применения алюминия. Индустриализация, урбанизация, технический прогресс - алюминий стал неотъемлемой составляющей этих процессов.

Сегодня высокое потребление алюминия в оценке «килограмм на душу населения» признается экономистами одним из наглядных показателей сильной и развитой экономики. Неудивительно, что в лидерах по этому показателю находятся государства с высоким ВВП, являющиеся флагманами технического развития, такие как США, Япония, страны Европы.

По данным международной организации International Aluminium Institute (IAI), членами которой являются крупные компании-производители алюминия, мировое производство алюминия в 2012 году составило 45,207 миллиона тонн, что на 2,8% выше уровня 2011 года (43,989 миллиона тонн).

За 2012 год:

- Китай произвел 17,992 миллиона тонн металла (рост на 1,2%);

- страны Африки - 1,636 миллиона тонн (снижение на 9,4%);

- Северная Америка - 4,851 миллиона тонн (снижение на 2,4%);

- Южная Америка – 2,053 миллиона тонн (снижение на 6%);

- страны Азии - 2,535 миллиона тонн (на уровне 2011 года);

- страны Западной Европы - 3,605 миллиона тонн (снижение на 10,5%);

- Центральной и Восточной Европы - 4,323 миллиона тонн (на уровне 2011 года);

- Океании - 2,178 миллиона тонн (снижение на 5,6%);

- Ближнего Востока - 3,658 миллиона тонн (рост на 5%).

    Товарные формы первичного алюминия

Полученный на производстве чистый алюминий разливают в специальные формы, в которых металл приобретает свою твердую форму.

      Алюминиевая чушка

Самые маленькие слитки алюминия называются чушками, они имеют вес 6 до 22,5 кг. Получив алюминий в чушках, потребители вновь расплавляют его и придают тот состав и форму, которые требуются для их целей.

Алюминий в чушках - отлитый в специальную форму металл, предназначенный для производства профильного или листового металлопроката. Из брусков делают прутки, плиты,алюминиевые листы и другую продукцию. Еще одна область применения заготовок - черная металлургия. В ней металл в чушках используют для раскисления стали и шлака, алюминотермии, изготовления ферросплавов и др.

Для отливки чушек используют:

- алюминий высокой или технической чистоты;

- сырье, лом или отходы алюминиевых сплавов (вторичный алюминий);

- различные марки металла - А7, А8, АК12ОЧ, АК12ПЧ и др.

      Алюминиевый слиток

Самые большие слитки - 30-тонные параллелепипеды длиной 11,5 метров. Их изготавливают в специальных формах, уходящих в землю на примерно 13 метров. Горячий алюминий заливается в нее в течение двух часов - слиток «растет» в форме как сосулька, только в обратном направлении. Одновременно его охлаждают водой и к моменту завершения выливки он уже готов к дальнейшей транспортировке.

Прямоугольные слитки называются слябами (от англ. slabs) - они используются для проката в тонкие листы и производства алюминиевой фольги, банок для напитков или, к примеру, автомобильных кузовов.

Алюминий в форме цилиндрических слитков достигает в длину 7 метров - их используют для экструзии, то есть выдавливание через отверстие необходимой формы. Именно так производится большая часть алюминиевых изделий.

      Алюминиевая лента

Алюминиевая лента - одна из самых востребованных разновидностей металлического проката. Изделия используются в различных отраслях промышленности - от пищевого производства до строительных и монтажных работ. Область применения ленты зависит от ее размерных характеристик, способа производства и дополнительной обработки. Так, металлопрокат с небольшой толщиной часто используют для термоизоляции труб. При строительстве и монтаже востребованы более толстые алюминиевые ленты.

Основные сферы применения металлического проката:

- изготовление упаковки;

- создание термо- и водоизоляции;

- производство теплообменников;

- строительство, ремонт и монтаж.

К преимуществам алюминиевых лент специалисты относят:

- стойкость к высоким температурам и действию огня;

- паронепроницаемость;

- устойчивость к магнитному полю;

- бактерицидность;

- устойчивость к агрессивным средам;

- высокую коррозионную стойкость;

- высокую пластичность;

- экологическую чистоту и безопасность для окружающей среды.

      Алюминиевый лист

Листовой алюминий - готовый полуфабрикат, для производства которого слитки металлов и сплавов прокатывают на специальном стане. Для изготовления листов используют как первичный алюминий, так и его сплавы - более легковесные и устойчивые к коррозии.

Алюминиевый лист - это специфический материал, который широко востребован в самых различных сферах промышленности. Конкретно можно отметить строительство, приборостроение, машиностроение и прочие отрасли, где используют алюминиевые листы.

Такую популярность этого материала можно легко объяснить его доступностью и универсальностью, а также некоторыми другими техническими характеристиками. Среди которых- небольшой вес, электропроводность и теплопроводность, простота в обработке материала и устойчивость к коррозии.

      Алюминиевый лист рифленый

Алюминиевый лист рифленый используют в различных отраслях промышленности и автомобилестроения. Основная сфера применения - строительство. Металлопрокат идеально подходит для наружных и внутренних отделочных работ, а также в качестве напольных, противоскользящих покрытий. Также рифленые листы используют при обшивке автомобилей, фургонов, фургонов-рефрижераторов и т.д. Рифленый алюминий долговечен в эксплуатации, смотрится презентабельно и не требует особого ухода.

Рифленые алюминиевые листы широко востребованы благодаря уникальным физико-химическим и эксплуатационным характеристикам. Главные достоинства проката такого типа:

- небольшой вес,

- специальный выпуклый рисунок для предотвращения скольжения,

- высокая степень защиты от коррозии,

- привлекательный внешний вид,

- длительный срок эксплуатации без потери качественных характеристик,

- устойчивость к негативному воздействию факторов внешней среды,

- экологическая безопасность,доступная цена.

Прокатка листов осуществляется на цилиндрических валках. Заготовкой является слиток определенного размера. Слиток захватывается вращающимися валками за счет сил трения, возникающих на контактной поверхности между валком и заготовкой. При уменьшении толщины проката незначительно увеличивается его ширина и интенсивно увеличивается его длина по направлению прокатки. Прокатка обычно с толщины заготовки до конечной толщины полосы производится за несколько переходов проката.

      Алюминиевая плита

Алюминиевая плита - это вид плоского полуфабриката, являющийся по сути толстым листом, который имеет широкую область применения. Его используют для производства различных прессформ, машин и оборудования, в дизайнерских решениях для предметов интерьера, в самолето- и судостроении. Алюминиевые плиты, как правило, хорошо фрезеруются.

      Алюминиевая проволока

Проволока алюминиевая - востребованная разновидность цветного металлического проката. Среди основных сфер ее применения:

- сварочные работы;

- производство кабельно-проводниковой продукции;

- использование при строительстве авиа- и морских судов;

- изготовление электропроводников;

- использование при производстве автомобилей, оборудования;

- строительные и монтажные работы и др.

Алюминиевая проволока бывает сварочная и заклепочная. Для сварки используют самую качественную алюминиевую проволоку. Именно от нее зависят надежность и долговечность соединения, прочность сварного шва и степень его защиты от негативного внешнего воздействия.

      Алюминиевый профиль

Алюминиевый профиль это современный, прочный, легкий конструкционный материал, позволяющий реализовать разнообразные архитектурно - дизайнерские решения - от обычного окна до сложного инженерного объекта. Он обладает высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды, имеет многолетний срок эксплуатации и не содержит в своем составе примесей вредных веществ.

Алюминиевые профили изготавливают, как правило, из сплава алюминия, магния и кремния методом горячей экструзии (выдавливание сплава через матрицу экструдера). Состав сплава обеспечивает ему необходимые характеристики - алюминий придает легкость, магний усиливает прочность сплава, кремний повышает его литейные свойства. Алюминиевый профиль легко поддается механической обработке - шлифовке, сверлению, фрезерованию. Он хорошо сваривается газовой, контактной, фрикционной и другими видами сварки.

      Алюминиевый пруток

Алюминиевый пруток - продукция кузнечно-прессового производства, в сечении прутка может быть круг, квадрат, шестигранник. Алюминиевые прутки используют при производстве деталей, креплений и конструкций. Квадратные и кpуглые прутки используют в качестве заготовок для производства алюминиевой проволоки, клапанов и подшипникок, элементов машин и различных механизмов.

Область применения зависит от материала, из которого сделан металлический прокат. Для производства прутков используют как чистый алюминий , так и различные сплавы. Легирующие добавки влияют на коррозионную стойкость изделий, их способность сопротивляться перепадам температур и давления.

      Алюминиевая труба

Труба алюминиевая - разновидность цветного проката, востребованная во многих отраслях промышленности. Основные преимущества изделий - высокая пропускная способность и небольшой вес, устойчивость к агрессивному внешнему воздействию. Трубный прокат из алюминия и его сплавов по рабочим свойствам не уступает изделиям из других металлов, при этом его цена обычно ниже.

По сечению трубы алюминиевые делятся на:

- круглые;

- квадратные;

- прямоугольные.

Труба алюминиевая круглая обычно используется для монтажа трубопроводов, по которым ведется транспортировка жидкостей и газов. Прямоугольные и квадратные можно купить и использовать для прокладки систем вентиляции, создания защитных коробов. Из труб с толстыми стенками также делают конструктивные и несущие элементы, опоры.

      Алюминиевый уголок

Алюминиевый уголок - прессованный профиль, который используется в качестве крепежного элемента, имеет обширную область применения. Его используют в строительстве и различных отраслях промышленности, от производства мебели до создания и монтажа высокотехнологичного оборудования.

Область применения профиля во многом зависит от характеристик и состава сплава. Так, металлы, отличающиеся высокой прочностью, используют для создания несущих конструкций или в качестве крепежных элементов. Изделия из легких сплавов, которые хорошо поддаются обработке, можно купить для производства мебели, предметов интерьера и их декоративной отделки.

Уголок алюминиевый обладает рядом преимуществ:

- высокая прочность;

- стойкость к коррозии;

- широкий температурный диапазон эксплуатации от -70°C до +50°C;

- длительный срок службы;

- надежность;

- экологическая чистота и безопасность для окружающей среды;

- простота обработки и монтажа.

      Алюминиевый шестигранник

Алюминиевый шестигранник стоит в качестве сырья для различных сфер производства. Изделия широко используют в изготовлении крепежных элементов, а также в машиностроении для создания разнообразных деталей, электрооборудования, автоматических механизмов.

Шестигранник алюминиевый Д16Т по форме представляет собой пруток с шестью одинаковыми гранями. По способу изготовления данное изделие металлопроката промышленного и строительного назначения может быть калиброванным или горячекатаным.

Шестигранник из алюминиевого сплава обладает множеством преимуществ:

- отличается высокой прочностью и устойчив к коррозии,

- имеет отличную теплопроводность,

- легко поддается обработке, поэтому незаменим в разных производственных сферах.

      Алюминиевая шина

Алюминиевые шины - представляют собой прямоугольные полосы длиной от 4 до 6 метров. Основная область применения - электротехническая промышленность. Изделия из алюминия и его сплавов отличаются хорошей токопроводностью, благодаря чему их можно купить и использовать для производства распределительных, токопроводящих элементов, шинопроводов и др.

Среди преимуществ алюминиевых электротехнических шин специалисты также отмечают:

- небольшой вес;

- доступные цены;

- длительный срок службы - до 25 лет.

Шина алюминиевая электротехническая устойчива к коррозии, отличается высокими показателями паро- и водонепроницаемости, устойчива к перепадам температур. Благодаря этому, универсальный металлопрокат можно купить и использовать в любых климатических условиях и уровне влажности.

    Марки алюминия и его сплавов

Признанные международные и национальные стандарты (раньше немецкие DIN, а сейчас европейские EN, американские стандарты ASTM, международные ISO) также как и наши ГОСТы рассматривают отдельно алюминий и алюминиевые сплавы. При этом алюминий подразделяется на марки (grades), а не на сплавы (alloys).

      Разновидности алюминия для маркировки

В большинстве случаев алюминий применяется в виде сплавов - 20 % литейных и 80 % деформируемых. По марке можно определить метод его получения, а также основные его свойства.

Данный металл можно подразделить на несколько основных категорий:

- первичный (А999, А95, А7Е А6 и т.д.);

- технический (АД000, АД1, АДС);

- для раскисления (АВ97Ф, АВ86, АВ91);

- литейный (АМг11, ВАЛ10М, АК12пч);

- деформируемый (Д1, 1105, АМг2, СвАМг6);

- антифрикционный (АМК, АСМ, АО9-2Б);

- лигатуры (AlBi3, AlZr5(B), AlNi10 и другие).

      Расшифровка маркировки алюминия

Деформируемые сплавы обозначаются соответственно - АД. Если после аббревиатуры идет 1, это означает, что использовался более чистый алюминий. Буква А в сочетании с Мц и Мг - сплав с марганцем или с магнием. Цифра после маркировки свидетельствует о процентном содержании того либо иного химического элемента. АК - алюминий для ковки, а цифра на окончании - номер сплава.

В полуфабрикатах после основной аббревиатуры следуют буквы (например, АМцАМ), которые расшифровываются следующим образом:

- А - высококачественный сплав, из чистых сортов алюминия;

- Б – прокат с технологической плакировкой или вовсе без нее;

- УП – с утолщенной плакировкой;

- М – мягкий;

- Н – нагартованный;

- П – полунагартованный;

- Н1 – усиленно нагартованный;

- В – высококачественная выкатка состаренных и предварительно закаленных листов;

- О – высокое качество выкатки отожженного листового проката;

- ГК – горячекатаный прокат;

- ТПП – закаленный, состаренный прокат повышенной прочности.

Аббревиатура АЛ означает, что это литейный алюминий. В зависимости от режимов термообработки, обозначается Т, после нее в марках могут фигурировать цифры:

- 8 – закаленный и прошедший смягчающий отпуск;

- 7 – закалка со стабилизирующим отпуском;

- 6 – закалка и старение до наивысшей твердости;

- 5 – закаливание и частичное старение;

- 4 – закаленный;

- 2 – прошедший отжиг;

- 1 – состаренный.

«Д» в основной маркировке - дюралюминий. Обозначение вида В или ВД (алькледы) - указывает, что дюралюминий покрыт слоем чистого алюминия с целью увеличения стойкости к коррозии. Высокопрочные сплавы с магнием и цинком маркируются «В» и цифрой (к примеру, 96 или 94), 2-я цифра из которых обозначает номер сплава.

      Марки первичного алюминия

Марки первичного алюминия подразделяются на:

- алюминий высокой чистоты (99,95 %);

- технический алюминий, который содержит до 1 % примесей или добавок.

Микроструктура технического алюминия представляет собой в основном небольшие количества соединений железа и кремния в алюминиевой матрице.

Главное практическое различие между техническим и высоокоочищенным алюминием связано с отличиями в коррозионной устойчивости к некоторым средам. Естественно, что чем выше степень очистки алюминия, тем он дороже.

В специальных целях используется алюминий высокой чистоты. Для производства алюминиевых сплавов, кабельно-проводниковой продукции и проката используется технический алюминий.

        Алюминий особой чистоты, марка А999

Алюминий особой чистоты маркируется как алюминий А999 с примесями не более 0,001%. Поставляется в форме чушек, слитков, катанки, ленты и т.д. Алюминий особой чистоты марки А999 контролируют по величине остаточного электрического сопротивления при температуре жидкого гелия ро, которое не должно превышать 4-10-10 Ом*см.

Алюминий особой чистоты (марки A999) может быть получен тремя способами: зонной плавкой, дистилляцией через субгалогениды и электролизом алюминий-органических соединений. Из перечисленных способов получения алюминия особойчистоты практическое применение в СССР получил способ зонной плавки.

Принцип зонной плавки заключается в многократном прохождении расплавленной зоны вдоль слитка алюминия. По величине коэффициентов распределения К=Ств/Сж (где Ств - концентрация примесив твердой и Сж - в жидкой фазе), которые в значительной мере определяют эффективность очистки от примесей, эти примеси могут быть разбиты на три группы.

К первой группе относятся примеси, понижающие температуру плавления алюми­ния; они имеют К<1, при зонной плавке концентрируются в расплавленной зоне и переносятся ею к конечной части слитка. К числу этих примесей принадлежат Ga, Sn, Be, Sb, Ca, Th, Fe, Co, Ni, Ce, Te, Ba, Pt, Au, Bi, Pb, Cd, In, Na, Mg, Cu, Si, Ge, Zn.

Ко второй группе принадлежат примеси, повышающие темпера­туру плавления алюминия; они характеризуют­ся К>1 и при зонной плавке концентрируются в твердой (начальной) части слитка. К этим примесям отно­сятся Nb, Ta, Cr, Ti, Mo, V.

К третьей группе относятся примеси с коэффици­ен­­том распределения, очень близким к единице (Mn, Sc). Эти примеси практи­чески не удаляются при зонной плавке алюминия.

Алюминий, предназначенный для зонной плавки, подвергают некоторой под­готовке, которая заключается в фильтрации, дегазации и травлении. Фильтра­ция необходима для удаления из алюминия тугоплавкой и прочной окисной пленки, диспергированной в металле.

Окись алюминия, присутствующая в рас­плавленном алюминии, может при его затвердевании создавать центры крис­таллизации, что ведет к получению поликристалличес­кого слитка и нарушению эффекта перераспределения примесей между твердым металлом и расплавлен­ной зоной. Фильтрацию алюминия ведут в вакууме (остаточное давление 0,1-0,4 Па) через отверстие в дне графитового тигля диаметром 1,5-2 мм.

Предва­рительную дегазацию алюминия перед зонной плавкой (также нагреванием в вакууме) проводят для предупреждения разбрызгивания металла при рас­плавлении зоны в случае проведения процесса в глубоком вакууме.

Последняя стадия подготовки алюминия к зонной плавке - травление его поверхности смесью концентрированных соляной и азотной кислот. Так как алюминий обладает значительной химической активностью и в ка­честве основного материала для контейнеров (лодочек) применяют особо чи­стый графит, то зонную плавку алюминия проводят в вакууме или в атмосфере инертного газа (аргон, гелий).

Зонной плавкой в вакууме обеспечивается большая чистота алюминия вслед­ствие улетучивания части примесей при вакуумировании (магния, цинка, кад­мия, щелочных и щелочноземельных металлов), а также исключается загряз­нение очищенного металла примесями в результате применения защитных инертных газов.

Зонную плавку алюминия в вакууме можно проводить при не­прерывной откачке кварцевой трубы, куда помещают графитовую лодочку со слитком алюминия, а также в запаянных кварцевых ампулах, из которых пред­варительно откачивают воздух до остаточного давления примерно 1ּ10–3 Па.

Для создания расплавленной зоны на слитке алюминия при его зонной плавке может быть применен нагрев с помощью небольших печей сопротивле­ния или же токов высокой частоты. Для электропитания печей электросопро­тивления не требуется сложной аппаратуры, печи просты в эксплуатации. Един­ственный недостаток этого метода нагрева - небольшое сечение слитка очи­щаемого алюминия.

Индукционный нагрев токами высокой частоты - идеальный способ созда­ния расплав­ленной зоны на слитке при зонной плавке. Метод высокочастотного нагрева (помимо того, что он позволяет осуществить зонную плавку слитков больших сечений) имеет важное преимущество, заключающееся в том, что рас­плавленный металл непрерывно перемешива­ется в зоне; это облегчает диффу­зию атомов примеси от фронта кристаллизации в глубь расплава.

Впервые промышленное производство алюминия высокой чистоты зонной плавкой было освоено на Волховском алюминиевом заводе в 1965 г. на уста­новке УЗПИ-3, разработанной ВАМИ. Эта установка была оснащена четырьмя кварцевыми ретортами с индукционным нагревом, при этом индукторы были подвижными, а контейнеры с металлом неподвижными. Производительность ее составляла 20 кг металла за цикл очистки. Впослед­ствии была создана и введена в промышленную эксплуатацию в 1972 г. на Волховском алюминиевом заводе более высокопроизводительная цельнометаллическая уста­новка УЗПИ-4.

Эффективность очистки алюминия при зонной плавке может быть охарак­теризована следующими данными. Если суммарное содержание примесей в элек­тролитически рафинированном алюминии составляет (30÷60)ּ10–4%, то после зонной плавки оно снижается до (2,8÷3,2)ּ10–4%, т. е. в 15-20 раз. Это отве­чает остаточному электросопротивлению алюминия ρ○ (при температуре жид­кого гелия 4,2 К) соответственно (20÷40)ּ10–10 и (1,8÷2,1)ּ10–10 или чистоте 99,997-99,994 и 99,9997%.

В последние годы в ВАМИ разработана и опробована в промышленных условиях технология получения алюминия чистотой 99,9999% методом каскад­ной зонной плавки. Сущность способа каскадной зонной плавки заключается в том, что очистку исходного алюминия чистотой А999 ведут, последовательно повторяя циклы (каскады) зонной планки. При этом исходным материалом каж­дого последующего каскада служит средняя, наиболее чистая часть слитка, по­лучаемого в результате предыдущего цикла очистки.

Другим возможным процессом для получения алюминия особой чистоты является его дистилляция через субгалогениды, в частности через субфторид алюминия. Давление насыщенных паров металлического алюминия недостаточно вы­соко, чтобы осуществить его непосредственную дистилляцию с практически при­емлемыми скоростями. Однако при нагревании в вакууме (при 1000-1050°С) с AlF3 алюминий образует легколетучий субфторид AlF, который перегоняется в холодную зону (800°С), где вновь распадается (диспропорционирует) с вы­делением чистого алюминия:

        Марки алюминия высокой чистоты

Первичный алюминий высокой чистоты А995, A99, А97, А95. Поставляется в форме чушек, слитков, катанки, ленты и т.д.

Содержание алюминия, для марок высокой чистоты, определяется следующим образом:

- для алюминия высокой чистоты - по разности между 100% и суммой (в процентах) содержания примесей железа, кремния, меди, цинка и титана; для алюминия технической чистоты - по разности между 100% и суммой (в процентах);

- содержания железа, кремния, меди, цинка, титана и прочих примесей, содержание которых превышает 0,0.1%;

- алюминий высокой и технической чистоты, предназначенный для производства алюминиевых деформируемых сплавов системы алюминий-магний, поставляется с содержанием натрия не более 0,001%;

- по требованию потребителя алюминий марки А99 поставляется с содержанием меди до 0,005%.

Маркировка алюминия высокой чистоты А995, A99, А97, А95:

- для алюминия марки А995 - четыре зеленые вертикальные полосы;

- для алюминия марки А99 - четыре черные вертикальные полосы;

- для алюминия марки А97 - три желтые вертикальные полосы;

- для алюминия марки А95 - три зеленые вертикальные полосы.

Для получения алюминия высокой чистоты (марок А995-А95) первичный алю­миний технической чистоты электролитически рафинируют. Это позво­ляет снизить в алюминии содержание металлических и газообразных примесей и тем самым значительно повысить его электропроводность, пластичность, от­ражательную способность и коррозионную стойкость.

Электролитическое рафинирование алюминия осуществляют электролизом расплавленных солей по трехслойному способу. Сущность способа заключается в следующем. В рафинировочном электролизере имеются три расплавленных слоя. Нижний, наиболее тяжелый, лежит на токопроводящей подине и служит анодом; он называется анодным сплавом и представляет собой сплав рафини­руемого алюминия с медью, которую вводят для утяжеления слоя. Средний слой - расплавленный электролит; его плотность меньше плотности анодного сплава и выше плотности чистого рафинированного (катодного) алюминия, на­ходящегося над электролитом (верхний, третий жидкий слой).

При анодном растворении все примеси более электроположительные, чем алюминий (Fe, Si, Ti, Cu и др.), остаются в анодном сплаве, не переходя в электролит. Анодно растворяться будет только алюминий, который в форме ионов Al3+ переходит в электролит: Al – 3e → Al3+.

При электролизе ионы алюминия переносятся к катоду, на котором и раз­ряжаются: Al3+ + 3e → Al. В результате на катоде накапливается слой расплав­ленного рафинированного алюминия.

Если в анодном сплаве присутствуют примеси более электроотрицательные, чем алюминий (например, Ba, Na, Mg, Ca), то они могут электрохимически растворяться на аноде вместе с алюминием и в виде ионов переходить в элек­тролит. Поскольку содержание электроотрицательных примесей в алюминии-сырце невелико, в заметном количестве в электролите они не накапливаются. Разряда этих ионов на катоде практически не происходит, так как их электродный потенциал электроотрицательнее алюминия.

В качестве электролита при электролитическом рафинировании алюминия в Союзе Советских Социалистических Республик (CCCP) и в большинстве стран применяют фторидно-хлоридный электролит, состав которого 55-60% BaCl2, 35-40% AlF4+NaF и 0-4% NaCl. Молярное отношение NaF : AlF3 поддерживают 1,5-2,0; температура плавления электролита 720-730°C; температура процесса электролиза около 800°C; плотность электролита 2,7 г/см3.

Анодный сплав готовят из первичного алюминия и чистой меди (99,90-99,95% Cu), которую вводят в металл в количестве 30-40%. Плотность жидкого анодного сплава такого состава 3-3,5 г/см3; плотность же чистого расплавленного катодного алюминия равна 2,3 г/см3. При таком соотношении плот­ностей создаются условия, необходимые для хорошего разделения трех рас­плавленных слоев.

В четверной системе Al—Cu—Fe—Si, к которой относится анодный сплав, об­разуется эвтектика с температурой плавления 520°C. Охлаждая анодный сплав, содержащий примеси железа и кремния в количествах выше эвтектических кон­центраций, можно выделить железо и кремний в твердую фазу в виде интер­металлических соединений FeSiAl5 и Cu2FeAl7.

Так как температура анодного сплава в карманах электролизера на 30-40°C ниже температуры анодного сплава в рабочем пространстве ванны, в них (по мере накопления в анодном сплаве железа и кремния) будут выделяться твердые интерметаллические осадки. Периодически удаляя эти осадки, очищают анодный сплав (без его об­новления) от примесей железа и кремния. Так как в анодном сплаве концент­рируется галлий, то извлекаемые из электролизера осадки (30-40 кг на 1 т алюминия) могут служить источником получения этого металла.

Для электролитического рафинирования служат электролизеры, которые по конструкции напоминают электролизеры с обожженными анодами для электро­литического получения первичного алюминия, но имеют другое подключение по­люсов: подина служит анодом, а верхний ряд электродов - катодом. Совре­менные электролизеры для электролитического рафинирования алюминия рас­считаны на силу тока до 75 кА.Электрохимический выход по току, рассчитанный по вылитому из электро­лизера металлу, составляет 97-98%. Фактический же выход по току, рассчитанный по количеству товарного металла, составляет 92-96%.

Основным фактором, снижающим выход по току, помимо прямых потерь тока на разряд более электроотрицательных ионов, потерь металла за счет его окисления и механических потерь алюминия, является работа электролизеров с денежной эмиссией несортового металла, который вновь возвращается в анодный сплав для последующего рафинирования. Эти периоды работы электролизеров имеют место при пуске электролизеров и нарушениях технологического режима.

Электролитическое рафинирование алюминия является очень энергоемким производством. Расход электроэнергии в переменном токе, включая энергию, затраченную на подготовку электролита и анодного сплава, работу вентиляционных устройств и транспортных средств, а также потери на преобразование пе­ременного тока в постоянный, составляет 18,5-21,0 тыс. кВт ּ ч на 1 т алюминия.

Энергетический к. п. д. рафинировочных электролизеров не превышает 5-7%, т. е. 93-95% энергии расходуется в виде потерь тепла, выделяемого в основном в слое электролита (примерно 80-85% от общего прихода тепла). Следовательно , основными путями дальнейшего снижения удельного расхода электроэнергии на электролитическое рафинирование алюминия являются совершен­ствование теплоизоляции электролизера (особенно верхней части конструк­ции) и снижение слоя электролита (уменьшение междуэлектродного рас­стояния).

Чистота алюминия, рафинированного по трехслойному методу, 99,995%; она определяет­ся по разности с пятью основными примесями - железом, крем­нием, медью, цинком и титаном. Количество получаемого металла такой марки может составлять 45-48% от общего эмиссии (без его расшихтовки с более низкими, сортами).

Следует, однако, отметить, что в электролитически рафинированном алюминии содержатся в меньших количествах примеси других металлов, что сни­жает абсолютную чистоту такого алюминия. Радиоактивационный анализ поз­воляет обнаружить в электроли­тически рафинированном алюминии до 30 примесей, суммарное содержание которых примерно 60 ּ 10–4%. Следовательно, чистота рафинированного алюминия по разности с этими примесями состав­ляет 99,994% .

Помимо примесей, предусмотренных ГОСТом, в наиболее распространен­ной марке (А99) электролитически рафинированного алюминия содержится, % - Cr 0,00016; V 0,0001; Ga 0,0006; Pb 0,002; Sn 0,00005; Ca 0,002-0,003; Na 0,001-0,008; Mn 0,001-0,007; Mg 0,001-0,007; As<0,0001; Sb<0,00002; Bi<0,00001; Cd<0,000001; S 0,0007.

Один из источников загрязнения катодного алюминия - графитовые токоотводы, содержащие окись железа и кремния и постоянно соприкасающиеся с рафинированным алюминием. Если ток к катодному алюминию подводить непосредственно алюминиевыми шинами и применять инструмент из очень чистого графита, можно получать металл чистотой 99,999% по разности с опре­деляемыми примесями (Fe, Si, Cu, Zn и Ti). B таком металле содержится в среднем, %: Si 0,0002; Fe 0,00032; Cu 0,0002; Zn 0,0002 и Ti 0,00005. Однако из-за технических трудностей такой способ подвода тока пока не нашел широкого промышленного применения.

          Марка алюминия А995

          Марка алюминия А99

          Марка алюминия А98

          Марка алюминия А97

          Марка алюминия А95

        Марки алюминия технической чистоты

Электролитический способ - единственный применяющийся во всем мире для производства металлического алюминия технической чистоты. Все другие способы (цинкотермический, карбидотермический, субхлоридный, нитридный и др.), с помощью которых алюминий может быть извлечен из алюминиевых руд, разрабатывались в лабораторном и опытно-промышленных масштабах, од­нако пока не нашли практического применения.

В технический алюминий, поставляемый в виде слитков для обработки давлением, по соглашению сторон вводится титан в количестве до 0,1% для марок А85, А8, А7, А6 и А5 и до 0,15% для марки АО. В этом случае при определении марки алюминия содержание титана не учитывается.

Для производства деформируемых полуфабрикатов алюминий технической чистоты марок А85, А8, А7, А6, А5 и А0 оставляется в чушках с отношением примесей железа к кремнию не менее 1,2:1,0, а в слитках не менее 1,0:1,0. К обозначению марки такого металла добавляется буква 'П' и наклонная полоса того же цвета, что и вертикальные полосы.

В алюминии технической чистоты всех марок содержание мышьяка не более 0,015%. Алюминии марки А5Е допускается содержание кремния до 0,15% и суммы примесей титана, ванадия, марганца и хрома до 0,010% при условии соответствия по электрическому сопротивлению.

Содержание алюминия, для марок технической чистоты А85, A8, А7, А7E, А6, А5, А5Е, АО, определяется следующим образом:

- для алюминия технической чистоты - по разности между 100% и суммой (в процентах) содержания примесей железа, кремния, меди, цинка и титана; для алюминия технической чистоты - по разности между 100% и суммой (в процентах)

- содержания железа, кремния, меди, цинка, титана и прочих примесей, содержание которых превышает 0,0.1%.

Алюминий технической чистоты, предназначенный для производства алюминиевых деформируемых сплавов системы алюминий-магний, поставляется с содержанием натрия не более 0,001%.

Электрическое сопротивление при 20 °С проволоки, изготовленной из алюминия марок А7Е и А5Е и отожженной при 350±20°С в течение 3 ч, должно быть не более:

- 0,0277 Ом*мм2/м - для марки А7Е;

- 0,0280 Ом*мм2/м - для марки А5Е.

Маркировка алюминия технической чистоты:

- для алюминия марки А85 - две белые вертикальные и одна зеленая горизонтальная полосы;

- для алюминия марки А8 - две белые вертикальные полосы;

- для алюминия марки А7 - две желтые вертикальные полосы;

- для алюминия марки А7Е - две желтые вертикальные полосы и одна желтая горизонтальная полоса, пересекающая вертикальные;

- для алюминия марки А6 - две синие вертикальные полосы;

- для алюминия марки А5 - две зеленые вертикальные полосы;

- для алюминия марки А5Е - две зеленые вертикальные полосы и одна горизонтальная полоса, пересекающая вертикальные;

- для алюминия марки АО - две черные вертикальные полосы.

          Марка алюминия А85

          Марка алюминия А8

          Марка алюминия А7

          Марка алюминия А7Е

          Марка алюминия А7Э

          Марка алюминия А6

          Марка алюминия А5

          Марка алюминия А5Е

          Марка алюминия А35

          Марка алюминия А0

    Страны - крупнейшие производители алюминия

По данным Геологической службы США крупнейшими производителями алюминия в мире в 2010 году явились следующие страны:

      Китай как ведущий мировой производитель алюминия, 56% мирового производства

Производство алюминия в Китае выросло на 25%, с 22 млн тонн в 2013 г. до 27,5 млн тонн. в 2014 г. В первой половине текущего года рост составил 18%. Сегодня на Китай приходится 56% мирового производства алюминия.

      Россия как один из мировых производителей алюминия, 8,7% мирового производства

Алюминиевая промышленность России - крупная отрасль российской цветной металлургии. По объёму производства алюминия Россия занимает 2-е место среди стран мира, её доля в мировом производстве - 8,7 % (по данным за 2012 год). Объём производства алюминия в 2012 году составил 4,02 млн тонн.

      Канада как крупный производитель алюминия, 5,8% мирового производства

Сочетание дешевой энергии ГЭС и наличие больших запасов пресной воды способствовали развитию мощной алюминиевой промышленности Канады на импортируемых бокситах с Ямайки. По производству алюминия Канада также занимает одно из ведущих мест в мире.

      США как мировой производитель алюминия, 5,1% мирового производства

США для своих нужд, отказавшись от своего сырья выплавляют очень много алюминия и в абсолютном (2,5 млн т), и в относительном (10 кг на человека - вдвое больше, чем в среднем по миру) выражении для своей мощной экономики (прежде всего, для электротехники и самолетостроения). Национальное развитие - главный мотив производства. Алюминий здесь стали делать не потому, что есть сырье, не потому, что есть энергия, а потому, что он нужен. А раз нужен, нашлось сырье, нашлась энергия. Когда же стало выгоднее завозить сырье, свои бокситовые рудники практически забросили.

      Австралия как один из крупных производителей алюминия, 4.4% мирового производства

Австралия, начав как сырьевой экспортер, все более становится державой готового алюминия. На карте хорошо виден территориальный разрыв между местами добычи бокситов и выплавки алюминия (относительно богатый реками и насыщенный энергетикой юго-восток).

      Индия как крупный мировой производитель алюминия, 4.15% мирового производства

В Индии производство рафинированного алюминия может достичь 2,4-2,5 млн тонн в 2015-2016 годах по сравнению с 2,04 млн тонн в 2014-2015 годах, и это прежде всего обосновывается улучшением спроса со стороны транспортного и электрического секторов. "Увеличение правительственных инвестиций в создание электрической инфраструктуры привело к росту спроса на алюминий, который продолжится, скорее всего, до конца 2015 года", отметила компания Nalco T K Chand. А спрос на алюминий в Индии вырастет к 2020 году до 5 млн тонн.

На сегодня алюминиевая промышленность Индии работает на половину своей мощности. Резкое падение цен на алюминий привело к закрытию некоторых заводов.

      Бразилия как один из мировых производителей алюминия, 1,96% мирового производства

В ноябре 2015 года производство первичного алюминия в Бразилии упало на 11,5% к уровню аналогичного месяца 2014 года и составило 69,3 тыс. тонн. В целом за 11 месяцев нынешнего года выпуск этого металла в Бразилии уменьшился на 20,5%, до 708,5 тыс. тонн.

Производство первичного алюминия в Бразилии начало падать в марте 2014 года. С тех пор оно не смогло восстановиться, составив за весь 2014 год 962 тыс. тонн. Если подобная тенденция сохранится и дальше, то Бразилия превратится из нетто-экспортера первичного алюминия в его нетто-импортера.

      ОАЭ как производитель алюминия мирового масштаба, 1,8% мирового производства

В Дубае с электроснабжением тоже имеется очень серьёзная проблема. Настолько серьёзная, что для её решения эмир Дубая был вынужден построить в эмирате целый алюминиевый завод.

Для тех, кто не понял – в Дубае, и в ОАЭ в целом, существует проблема перепроизводства электроэнергии. Её так много, что власти буквально вынуждены создавать энергоёмкие производства и другие средства своевременного потребления электричества.

      Бахрейн как мировой производитель алюминия, 1,02% мирового производства

Кроме добычи сырья в стране развивается производство алюминия и судостроение. Основанный в 1968 году завод Aluminium of Bahrain (Alba) - одно из крупнейших предприятий по производству алюминия в мире, его производственная мощность - 509 тысяч тонн в год. В 1980-х годах совместно с Alba в стране были построены ещё 2 алюминиевых комбината.

      Норвегия - один из мировых производителей алюминия, 1,01% мирового производства

Главная специализация Норвегии в области цветной металлургии - производство алюминия, меди, цинка и никеля. По выработке алюминия страна занимает первое место в Западной Европе.

    Компании - крупные производители алюминия

Десятка крупнейших компаний-производителей алюминия выглядит следующим образом.

Самым крупным предприятием по производству алюминия в России является Братский алюминиевый завод, который первым в мире стал производить более 1 миллиона тонн алюминия в год. Завод производит 30% российского алюминия и 4% мирового. Завод потребляет 75% электроэнергии, вырабатываемой Братской ГЭС.

      Российский производитель алюминия компания РУСАЛ, 4,2 млн. т в год

РУСАЛ - крупнейший в мире производитель алюминия и один из крупнейших производителей глинозема. Компания создана в марте 2007 года в результате треста РУСАЛа и СУАЛа с глиноземными активами швейцарской Glencore. Активы РУСАЛа расположены в 13 странах на пяти континентах.

      Американский производитель алюминия компания Alcoa, 4 млн. т в год

Алкоа Inc. (произносится Alcoa) - американская металлургическая компания, третий в мире по величине производитель алюминия, после Rio Tinto Group Alcan и «Русала»). Помимо производства первичного алюминия, компания также является одним из мировых лидеров по добыче бокситов, производству глинозема и изделий из алюминия и его сплавов. Штаб-квартира компании находится в Питтсбурге (штат Пенсильвания, США).

      Канадский производитель алюминия компания Alcan, 3,4 млн. т в год

Рио Тинто Alcan Inc. (по-русски произносится Rio Tinto Алкан Инк.) - канадская металлургическая компания, ведущий в мире производитель алюминия. Штаб-квартира - в Монреале.

      Китайский производитель алюминия компания CHALCO, 2 млн. т в год

Aluminum Corporation of China Limited - государственная алюминиевая компания Китайской Народной Республики.Является вторым крупнейшим производителем глинозёма и третьим крупнейшим производителем первичного алюминия.

      Норвежский производитель алюминия Norsk Hydro Aluminium, 1,6 млн. т в год

Западную Европу в топ-листе производителей представляет норвежская Hydro. Компания тоже имеет более чем столетнюю историю: она была основана в 1905 году изначально для реализации проектов в гидроэнергетике и с тех пор выросла в крупный международный энергометаллургический холдинг.

      Австралийский производитель алюминия компания BHP Billiton, 1,3 млн. т в год

BHP Billiton - одна из крупнейших в мире горнодобывающих компаний. Основная штаб-квартира - в Мельбурне,Австралия, дополнительная - в Лондоне.

      Производитель алюминия из ОАЭ Dubai Aluminium Company Limited, 872 тыс. т в год

Dubai Aluminium Company Limited владеет и управляет алюминиевым заводом, который изготовляет и поставляет изделия из алюминия. Компания была основана в 1975 году и базируется в Дубае, Объединенные Арабские Эмираты.

      Австралийский производитель алюминия Rio Tinto, 864 тыс. т в год

Рио Тинто Груп - австралийско-британский Концерн, третья по величине[чего?] в мире транснациональная горнометаллургическая компания. Состоит из двух операционных компаний - Rio Tinto Limited и Рио Тинто Груп plc. Управление группой осуществляется из Мельбурна и Лондона. Капитализация на середину июля 2007 года - $79,6 миллиард.

      Производитель алюминия из Бахрейна Aluminium Bahrain B.S.C., 860 тыс. т в год

Aluminium Bahrain B.S.C. производит и продает алюминий и сопутствующие товары в Бахрейне. Компания была основана в 1968 и базируется в Аскар, Бахрейн. В 2014 году компания установила производственный рекорд всех времен в своей истории - 931,427 тонн алюминия.

      Американский производитель алюминия Century Aluminum, 741 тыс. т в год

Century Aluminum Company является мировым производителем первичного алюминия и алюминиевых сплавов в Соединенных Штатах и Исландии.

  Месторождения алюминия

Боксит является основным минеральным сырьём для алюминиевой промышленности. Его запасы в мире распределены очень неравномерно и ограничены.

В мире существует семь бокситоносных районов:

- Западная и Центральная Африка (основные залежи в Гвинее);

- Южная Америка: Бразилия, Венесуэла, Суринам, Гайана;

- Карибский регион: Ямайка;

- Океания и юг Азии: Австралия, Индия;

- Китай;

- Средиземноморье: Греция и Турция;

- Урал (Россия).

По данным Геологической службы США мировые ресурсы бокситов оцениваются в 55 - 75 миллиард. т, которые распределяются между отдельными регионами следующим образом: Африка - 32%, Океания - 23%, Южная Америка и страны Карибского бассейна - 21%, Азия - 18%, прочие регионы - 6%. В целом мировые запасы природных ресурсов бокситов достаточно для удовлетворения мировых потребностей в алюминии в течение продолжительного времени.

Понимая важность сырьевой базы, крупнейшие производители алюминия в мире поделили основные месторождения бокситов высокого качества, с содержанием глинозёма не менее 50%. Другим компаниям остается либо приобретать глинозём на открытом рынке и быть всецело зависимыми от рыночного колебания цен, либо объединять усилия с владельцами месторождений.

    Бокситовые месторождения алюминия

Главные промышленные минералы алюминия - его гидроксиды: бёмит АlOOН, гидраргилит, или гиббсит Аl(ОН)3 идиаспор НАl02, являющиеся основной составной частью бокситов. В зависимости от минерального состава различают гиббситовый, шамозит-бёмит-гиббситовый, шамозит-бёмитовый, бёмит-каоли-нит-гиббситовый, гиббсит-бёмитовый (иногда с диаспорой) и гиббситовый с каолинитом типы бокситовых руд.

Промышленная ценность оксидов определяется прежде всего содержанием в них глинозема Аl203 и кремнезема Si02, а также их отношением, которое называется кремневым модулем. В промышленных рудах кремневый модуль должен быть более 2,6. Глинозема в бокситах содержится 37—50 %, а кремневый модуль равен 2—12. В СССР существует ГОСТ, который регламентирует содержание полезных компонентов и вредных примесей для сортов и типов бокситов, используемых в различных отраслях промышленности.

      Месторождение бокситов Боке в Гвинее, 3 млрд. т

Боке является крупнейшим в мире месторождением латеритных бокситов. Расположено в северо-западной части Гвинеи. Бокситовые латериты образовались в результате интенсивного выветривания силурийских граптолитовых сланцев в палеоген-неогеновое. Мощность латеритной коры выветривания 10 - 15 м.

На месторождении выявлено более 100 бокситовых залежей. Основными рудообразующими минералами бокситов являются гиббсит и гематит. Они характеризуются высоким содержанием глинозема (51 - 62%), низким содержанием кремнезема (1 - 2), оксидов железа (2 - 6) и титана (2 - 3). Запасы около 3 млрд тонн.

      Бокситовое месторождение Парагоминас в Бразилии, 2.3 млрд. т

В Бразилии развита крупная интегрированная алюминиевая промышленность, базирующаяся на значительных запасах высококачественных бокситов.

По выявленным ресурсам бокситов - 4,9 миллиард т (6,5% мировых) – Бразилия находится на четвёртом месте в мире после Гвинеи, Австралии и Вьетнама, по общим запасам, составляющим 2,73 млрд. т (9,3% мировых), и подтверждённым запасам - 1,9 млрд. т (10,3% мировых) - на третьем месте в мире.

Основные геологоразведочные работы (ГРР) на бокситы сосредоточены в бассейне Амазонки, где уже разрабатываются крупные месторождения. Доразведаны и пущены в эксплуатацию месторождения Альмеидас и Ависо в районе действующего рудника Тромбетас.

Компания Alcoa Inc. разведала запасы месторождения Журути и приступила к строительству рудника. Компания Vale (бывшая CVRD) открыла в апреле 2007 г. новый рудник производительностью 4,5 млн т/год и стоимостью 271 млн дол. на месторождении Плато-Мильтония из группы Парагоминас и ведёт доразведку месторождения Питинга.

      Месторождение бокситов Уэйпа в Австралии, 2.2 млрд. т

Большая часть запасов бокситов, залегающих на территории Австралии, сосредоточена в трех месторождениях:

- Уэйп (расположено на полуострове Кейп-Йорк);

- Гов (расположенном на полуострове Арнемленд);

- на крайней юго-западной части материка в 64 км от г. Перт расположен бокситовый район Дарлинг.

Рассматривая бокситовые месторождения Австралии, можно выделить два наиболее крупных.

Первым считается рудник Хантли, расположенный на юго-западе материка, в районе города Перт. В год там добывается в среднем до 19 миллионов тонн бокситов.

Вторым крупным месторождением бокситов по мощности, считается рудник Уэйпа. Этот рудник расположен на северо-востоке Австралии, на полуострове Кейл-Йорк, в Квинсленде. В год его мощность по добыче составляет в среднем 12 миллионов тонн бокситов.

      Иксинское бокситовое месторождение в России, 256,5 млн. т

Иксинское месторождение - месторождение бокситов неподалёку от посёлка Североонежск Плесецкого района Архангельской области. Расположено в пределахСеверо-Онежского бокситоносного района. Представлено шестью залежами - Беловодской, Евсюковской, Чирковской, Кудрявцевской, Тарасовской и Казаковской - расположенными по обоим берегам реки Онега. Свое название месторождение получило по имени пролегающего поблизости притока Онеги - реки Икса.

Общая площадь распространения бокситных руд Иксинского месторождения составляет около 120 км2, кондиционных руд - 35 км2. Мощность пластов варьируется в пределах от 0,8 до 16,0 м (кондиционных - от 2,5 до 8,0 м). Учтённые балансовые запасы на 1 января 2011 года составляют 256 490 тыс. т. Причем более 80 % разведанных запасов сосредоточены в пределах Беловодской залежи; ещё 11 % запасов относятся к Евсюковской залежи. Остальные запасы распределены между оставшимися участками.

      Месторождение бокситов Уильямсфилд на Ямайке, 160 млн. т

На Ямайке имеется св. 100 месторождений бокситов (крупнейшее - Уильямсфилд), образование которых связано с переотложением продуктов коры выветривания. По запасам бокситов Ямайка занимает 5-е место в мире.

      Висловское бокситовое месторождение в России, 153 млн. т

Висловское месторождение расположено в юго-западной части Воронежской антеклизы, в южной части Яковлевского железорудного месторождения. Формирование бокситов на месторождении происходило в верхних зонах латеритной коры выветривания на филлитовидных сланцах курской серии и амфиболитовых сланцах михайловской серии раннепротерозойского возраста.

Бокситы формировались на узких гребневидных поднятиях докембрийских пород, которые возвышались над 30-100 м над пенепленизированной всхолмленной поверхностью. На породах докембрийского кристаллического фундамента развивалась древняя кора выветривания мощностью от 5 до 170м. В тектонически ослабленных зонах развита линейная кора выветривания, достигающая глубины в 700 м от поверхности древнего фундамента.

Глубина залегания бокситов над вышележащими осадочными породами палеозоя, мезозоя и кайнозоя от 450 до 600м. Протяженность бокситовых залежей месторождения достигает нескольких десятков километров, мощность - несколько метров. Бокситы бемитового и бемит-гиббситового состава полосчатой, сланцеватой и псевдобобовой текстур, унаследованной от материнских пород.

Бокситы хорошего качества содержат (в масс.%): глинозема 48-50; кремнезема 7 - 11; оксида железа (Ш) 6-8; оксида железа (II) - 16 - 19; диоксида титана - 1.3; оксидов кальция и магния по 0,6. Запасы бокситов составляют 80 млн т.

      Вежаю-Ворыквинское месторождение бокситов в России, 150 млн. т

Вежаю-Ворыквинское месторождение бокситов включает наиболее крупные из разведанных на Среднем Тимане рудные тела бокситов. (58% балансовых запасов бокситов Ворыквинской группы). В толще рудного горизонта формации коры выветривания в пределах месторождения выделено три залежи: Центральная, Западная и Верхне-Ворыквинская.

В состав Центральной залежи входит три рудных тела: 1,2,3, на базе которых построено три карьера. Центральная залежь вытянута с севера на юг более чем на 7 км, при ширине до 3-х км, имеет сложную конфигурацию с пережимами, «заливообразными» безрудными участками и «окнами».

      Аркалыкское месторождение бокситов в Казахстане, 80 млн. т

Месторождение Аркалыкское расположено в Аркалыкском районе Торгайской области, в пригороде г. Аркалык. Освоение месторождения началось в 1960 г. По разведанным запасам наиболее крупное среди месторождений Амангельдинской группы. Фундамент сложен известняками фамена и нижнего турне, гидрослюдистыми сланцами, аргиллитами и алевролитами франа Аркалыкской брахисинклинали

Бокситоносная толща на большей части площади месторождения делится на три горизонта: подрудный, рудный (бокситовый) и надрудный. В основании бокситоносной толщи залегают красно-бурые и желто-бурые бокситовые глины мощностью 2-3 м, постепенно переходящие в глинистые или сухаристые бокситы. Центральную часть депрессий, как правило, занимают пятнисто-охристые сухаристые бокситы мощностью до 25 м. К западному борту депрессии тяготеют каменистые бокситы, залегающие, в основном, среди глинистых и сухаристых разностей в форме конкреционных глыб размером от 1-2 до 5 м в поперечнике. В верхней части бокситоносной толщи каменистые бокситы превращаются в обесцвеченный глинистый боксит и, затем, в бокситовые глины.

Почва и кровля бокситовых залежей, а также прослои внутри них, сложены белыми огнеупорными глинами. В северной и западной частях месторождения бокситы выходят на дневную поверхность. На других участках они перекрыты пестроцветными глинами наурзумской свиты, плотными серовато-зелеными глинами аральской свиты и четвертичными суглинками.

Основной рудный минерал гиббсит: второстепенные - корунд, бемит, диаспор. С минералами глинозема тесно ассоциируют оксиды и гидроксиды железа - гематит, гетит, маггемит, магнетит, глинистые минералы - каолинит, галлуазит, шамозит, минералы титана - анатаз и рутил. В небольшом количестве в бокситах присутствует кварц. Локально распространены сидерит, гипс, алунит, халцедон. Средний химический состав бокситов Амангельдинского рудного поля, %: Аl2O3 - 46-47, SiO2 - 9-13, Fe2O3 - 11-14. Кремневый модуль - 3,5-4,9. Содержание органического вещества 0,108-0,260, сидерита менее 1%, галлия 70 г/т. Месторождение эксплуатируется открытым способом с 1963 г. Глубина отработки месторождения 50-60 м - до уровня грунтовых вод.

      Бокситовое месторождение Потанги в Индии, 70 млн. т

В Индии известно множество месторождений кайнозойских латеритных бокситов, слагающих пластовые и линзообразные рудные тела мощностью от 0,5 до 10 м. Бокситы гиббситовые с содержанием глинозёма 45-55%. Ограниченное распространение имеют диаспоровые бокситы. Большая часть запасов сосредоточена в штатах восточного побережья - Орисса и Андхра-Прадеш. Меньшие по масштабам месторождения разрабатываются в штатах Бихар, Мадхья-Прадеш, Махараштра, Тамилнад, Гуджарат.

      Месторождение бокситов Красная шапочка в России, 18 млн. т

Красная Шапочка - месторождение бокситов около Североуральска, Свердловская область, Российская Федерация. Разведанные запасы оцениваются в несколько миллионов тонн.

Качество добываемой руды высокое - более 50 % оксида алюминия Al2O3.

Добыча бокситов происходит в шахтах на глубине более 860 метров.

    Нефелиновые месторождения алюминия

Нефелинсодержащие породы используются в качестве алюминиевого сырья только в Российской Федерации. Разрабатываются Кия-Шалтырское месторождение в Кемеровской обл. и месторождения Кукисвумчорр, Юкспор, Расвумчорр на Кольском полуострове. Общие запасы нефелиновых руд в России - около 7 млрд.. т, подтверждённые - 5 млрд.. т. В современных экономических условиях рентабельность их разработки оказывается под вопросом.

      Юкспорское месторождение нефелинов в России, 660 млн. т

Летом 1927 г. поисковым отрядом в составе А.Н. Лабунцова и трёх студентов ЛГУ «… более подробно обследовано <…> месторождение Кукисвумчорр, найдено и обследовано аналогичное месторождение на Юкспоре. Главный выход апатито-нефелиновой породы расположен на вершине горы, протягиваясь с ЮЗ на СВ около 300 м…». Кроме того, были найдены рудные обнажения на обоих склонах Юкспора, расположенные в 200 м ниже «главного выхода».

19 августа 1927 г. заявочные столбы были установлены на Кукисвумчорре и Юкспоре, оценены запасы этих месторождений в 11,7 и 4 млн т. В 1928-29 гг. сотрудник Института по изучению Севера В.И. Влодавец продолжил оценочные работы на месторождении: была выполнена топографическая съёмка, проведено оконтуривание рудного тела, установлены элементы его залегания, опробование, выявлено зональное строение (верхняя зона сложена богатыми рудами, нижняя - бедными), определены запасы руды (131,6 млн т) и апатита (63 млн т) при содержании 40-75% минерала.

      Нефелиновое месторождение Кукисвумчорр в России, 467 млн. т

Месторождение Кукисвумчорр находится на территории Кировского района Мурманской области, в 5.5 км. от города Кировска и связано железнодорожной и шоссейной веткой с городом Апатиты.

Первая находка апатитовой руды относится к августу 1921 г., когда в выносах притока, круто спускавшегося со склона Кукисвумчорра, А.Е. Ферсман наблюдал «... большое количество зелёных глыб до 1 пуда весом апатитовой породы, часто носившей слоистый характер. За отсутствием времени и утомлением мы не могли искать коренных выходов жил апатита, по-видимому, весьма доступных».

Только через пять лет сотрудником Минералогического музея А.Н. Лабунцовым «... на втором южном отроге Кукисвумчорра было найдено большое коренное месторождение. Обследовать детально однодневной экскурсией это месторождение не удалось, и было лишь установлено несколько значительных обнажений апатито-нефелиновой породы, из которых главное находилось на юго-западном склоне отрога и имело размеры: по горизонтали около 70 м длины и по вертикали 8-12 м ширины». Уже в 1927 г. площади обследованных коренных рудных выходов были расширены до 500×265 м при видимой мощности 30-50 м.

Месторождения Кукисвумчорр входит в юго-западное рудное поле и представлено единой рудной залежью. Длина рудной залежи месторождения Кукисвумчорр составляет около 2400 метров. Центральная часть рудной залежи представлена единым линзообразным телом максимальной мощностью свыше 200 метров. В северо-западной части залежь характеризуется малыми мощностями - от нескольких метров до 20-30 метров, грубопластообразной формой, осложнённой пережимами и раздувами.

      Нефелиновое месторождение Расвумчорр в России, 290 млн. т

Элювиальные «…россыпи глыб, содержащих в себе большое количество апатита», на гребне Ийолитового отрога плато Расвумчорра были обнаружены в июле 1923 г. поисковым отрядом Б.М. Куплетского в составе Э.М. Бондштедт, Е.Е. Костылёвой и А.Н. Лабунцова. Предложение А.Н. Лабунцова детально обследовать россыпь с целью вскрытия рудных выходов было отклонено.

Через два года А.Н. Лабунцов оконтурил коренные выходы на площади 1 га, а в 1926 г. ему и А.А. Саукову - студенту-геохимику Политехнического института, будущему чл.-корр. АН - удалось расширить площадь до 3,4 га и проследить залежь по стенке вертикального уступа не менее, чем на 20 м. По этим параметрам были подсчитаны запасы в количестве 2 млн т.

Заявочные столбы на месте открытия были установлены 7 сентября 1926 г. Эта дата считается открытием месторождений Плато Расвумчорр и Апатитовый Цирк. Факт открытия этих месторождений был официально подтверждён комиссией Комитета по развитию естественных производительных сил (КЕПС) Российской Федерации в составе Р.Л. Самойловича, Д.И. Щербакова и П.А. Борисова, специально командированных в Хибины А.Е. Ферсманом.

В результате последующих поисковых работ, проведённых В.И. Влодавцем в 1929 г., установлено, что рудные выходы, обнаруженные А.Е. Лабунцовым, являются всего лишь останцами, сохранившимися от эрозии, находящимися в нескольких сотнях метров за контурами месторожде- ний, известных теперь как Плато Расвумчорр и Апатитовый Цирк. Ресурсы этих месторождений он оценил уже в 5,6 млн т при содержании апатита в руде 50%.

      Кия-Шалтырское месторождение нефелинов в России, 269,6 тыс. т

Кия-Шалтырский нефелиновый рудник (КШНР) расположен в Кемеровской области насеверо-востоке Кузнецкого Алатау. На его базе построены и функционируют:карьер, дробильная фабрика с усреднительным складом, автомобильный гараж,механические мастерские, жилой рабочий посёлок Белогорск, население которогосейчас составляет около 4 тыс. человек.

Выпускаемая продукция: нефелиновая руда.

Проектная мощность предприятия: 5300 тыс. т. добычи и переработки руды в год.

Запасы кат. В - 25 574 тыс. т, С1 - 89 491,7 тыс. т.

Тип руды - уртиты, высококачественные, среднее содержание в балансовых запасах: Al2O3 - 27,78%; K2O+Na2O - 13,29%.

    Алунитовые месторождения алюминия

Третий вид алюминиевых руд - алуниты, разрабатывают только в Азербайджане (месторождение Заглик). Подтверждённые запасы алунитов в Азербайджане оцениваются в 200 тыс. т. В Узбекистане разведано Гушсайское месторождение алунитовых руд с общими запасами 130 млн. т. По мнению республиканских экспертов, эти руды, после предварительного обогащения, могут перерабатываться в глинозём.

      Гушсайское месторождение алунитовых руд в Узбекистане, 130 млн. т

Гушсайское месторождение представлено алунитовыми кварцитами, содержащими 35-40 % алунита, до 54 % кварцита и халцедона и 5 -15 % каолинита. Флотационным обогащением получен из этих руд концентрат с 75-82 % алунита следующего химического состава (в %) 29,95 АЬОз.

      Месторождение алунита Заглик в Азербайджане, 200 тыс. т

Самое крупное месторождение алюминиевой руды (алунита) находится в Дашкесанском районе (месторождение алунита в Заглике). Проявления алунита известны в Шамкирском и Ордубадском районах. Месторождение алунита в Заглике эксплуатируется с 1960 г. Это месторождение - самое крупное в Европе. На Гянджинском алюминиевом заводе из этой руды получают калиумные удобрения, соду.

  Мировые запасы алюминия

Ресурсы алюминиевого сырья (бокситов, нефелиновых сиенитов и алунитов) известны в 95 странах. Основным видом минерального сырья, который может полностью обеспечить алюминиевую промышленность мира, являются бокситы. Общемировые ресурсы их на начало 1996г. оценивались от 55 до 98 миллиард.т.

Общие запасы бокситов характеризуются крайне неравномерным региональным распределением. Около 72% их концентрируется в гигантских, 23% - в крупных и 5% - в средних и мелких бокситоносных провинциях планеты.

По количеству общих запасов бокситов первое место занимает Африка, второе - Америка, при этом основное количество месторождений приходится на Южную и Центральную Америку, третье - Азия, далее следуют Австралия с Океанией и Европа.

Более 90% общих мировых запасов бокситов сосредоточено в 18 странах с тропическим или субтропическим климатом. Уникальными общими запасами обладает Гвинея, очень крупными - Австралия, Бразилия и Индия, достаточно крупными - Вьетнам.

Подтвержденными запасами бокситов располагают более чем 50 стран, однако 93% этих запасов сконцентрировано всего в 12 из них. В Российской Федерации ощущается острый дефицит алюминиевого сырья, обусловленный отсутствием крупных месторождений высококачественных бокситов.

Содержание глинозема в бокситах колеблется в широких пределах даже на одном месторождении. Наиболее высокоглиноземистыми бокситами обладают Италия (64% AI2O3) и Китай (61% AI2O3). Самые низкоглиноземистые добываемые и перерабатываемые бокситы - это бокситы Украины (38% AI2O3) и Новой Зеландии (37% AI2O3).

Нефелиновые сиениты и алуниты в промышленных объемах используются только в Российской Федерации и Азербайджане. Общие запасы нефелиновых руд на начало 1995г. в Российской Федерации составляли 6,75 млрд..т, подтвержденные - 5,42 млрд..т. Подтвержденные запасы алунитов в Азербайджане на тот же период оценивались в 200 тыс.т.

    Запасы содержащих алюминий руд в Гвинее, 20 млрд. т, 39% мировых запасов

По запасам бокситов Гвинея занимает 1-е место среди промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран (около 40% запасов, 1980).

Крупнейшие месторождения сосредоточены в центральной и западной частях страны в бокситоносных районах:

- Боке-Гавал (основные месторождения: Синтиуру, разведанные запасы 501 млн. т, содержание Al2О3 46,6%; Диан-Диан, 300 млн. т, свыше 40%; Дюбула-Тагюрата, 431 млн. т, 40%);

- Фриа-Содиоре (Манга, 507 млн. т, 41,3%; Содиоре, 268 млн. т, 49,6%);

- Донгел-Сигон (Ope-Лити, 250 млн. т, 47%);

- Бантингел (Касаги, 154 млн. т, 46,3%);

- Дабола (Текулу-Деял, 217 млн. т, 40-45%);

- Туге (Пантиоло, 390 млн. т, 40-45%; Кокете, 391 млн. т, 40-45%);

- Дебеле - Киндиа (Дебеле, 44,4 млн. т, свыше 40%).

Известны также месторождения бокситов на востоке страны, близ хребта Ниандан-Банье. По генезису бокситы подразделяются на латеритные и полигенные (латеритно-осадочные); основной рудный минерал - гиббсит.

    Запасы бокситов в Австралии, 7 млрд. т, 24% мировых запасов

По запасам бокситов Австралия занимает 2-е место среди промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран (1982). Бокситы латеритного типа залегают на поверхности, мощность пласта достигает 10 м. Около 80% всех запасов бокситов Австралии сосредоточено в 4 крупнейших месторождениях на севере страны - Уэйпа, Гов, Бугенвиль и Митчелл. На крайней юго-западной части материка в 64 км от г. Перт расположен крупный бокситовый район Дарлинг.

    Запасы алюминиевых руд в Бразилии, 6 млрд. т, 26% мировых запасов

По запасам бокситов Бразилия занимает 1-е место в Латинской Америке. Промышленные залежи бокситов связаны с латеритной корой выветривания. Основные ресурсы сосредоточены в бассейне реки Амазонка в штате Пара (месторождения Тромбетас, Парагоминас и др.). Значительные запасы известны также в штатах Минас-Жерайс (месторождения Серра-ду-Мутука, Посус-ди-Калдас), Санта-Катарина (Фаринья-Сека), Баия (Коррентина), Эспириту-Санту (Моки).

    Запасы бокситов в Индии, 2.5 млрд. т, 4.88% мировых запасов

В Индии известно множество месторождений кайнозойских латеритных бокситов, слагающих пластовые и линзообразные рудные тела мощностью от 0,5 до 10 м. Бокситы гиббситовые с содержанием глинозёма 45-55%. Ограниченное распространение имеют диаспоровые бокситы. Большая часть запасов сосредоточена в штатах восточного побережья - Орисса и Андхра-Прадеш. Меньшие по масштабам месторождения разрабатываются в штатах Бихар, Мадхья-Прадеш, Махараштра, Тамилнад, Гуджарат.

    Запасы содержащих алюминий руд во Вьетнаме, 2.1 млрд. т, 4.1% мировых запасов

Алюминиевые руды представлены бокситами двух генетических типов. В северо-восточном Вьетнаме известны осадочные бокситы (месторождения Тапна, Донгданг, Мамео), залегающие на карбонатных породах позднепермского возраста. Основные рудообразующие минералы - диаспор и бёмит с содержанием Al2О3 40-56%, SiO2 1-12%. Запасы достигают 100 млн. т руды.

На юге Вьетнама встречаются латеритные бокситы в корах выветривания неоген-четвертичных базальтов (Ванкхоа, Дакнонг, Буна, Баолок). Главный рудный минерал - гиббсит с содержанием Al2О3 35-49%, SiO2 1-8%, мощность залежей изменяется от 2 до 10 м. Прогнозные запасы латеритиых бокситов оцениваются в несколько млрд.. т.

    Бокситовые запасы на Ямайке, 2 млрд. т, 3,9% мировых запасов

Недра страны богаты бокситами, по запасам которых Ямайка занимает 2-е место в Латинской Америке(1988).

    Запасы бокситов в Индонезии, 2 млрд. т, 3,9% мировых запасов

Алюминиевые руды Индонезии представлены бокситами, которые связаны с латеритными корами выветривания, сформированными в позднекайнозойское время в условиях влажного тропического климата, на контактово-метаморфизованных осадочных алюмосиликатных породах (глинистых сланцах и песчаниках, преобразованных в разнообразные роговики), а также на нефелиновых сиенитах и андезитах.

Основные запасы высокосортных бокситов сосредоточены на островах Бинтан и Коджан архипелага Риау. На острове Бинтан известно 3 месторождения: Киджанг, Танджунгпинанг и Сунгей-Келан. Бокситовые руды представлены здесь гиббситовыми конкрециями размером от 1 до 8 см. Выделяются руды: высокосортные (Al2О3 - более 50%) и низкосортные (Al2О3 - 40%). Сходные по составу и строению месторождения бокситовых руд имеются также на островах Банка, Синкеп, Сулавеси и Калимантан.

    Запасы алюминиевых руд в Гайане, 1 млрд. т, 2% мировых запасов

Основное богатство недр Гайаны - бокситы, по запасам которых страна занимает 6-е место среди промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран (1 миллиард. т, 1980). Месторождения бокситов неогенового возраста образовались в результате выветривания древних метаморфических и интрузивных пород. В полосе длиной 160 км и шириной до 16 км на расстоянии 30-80 км от побережья Атлантического океана насчитывается до 100 месторождений.

Качество руд высокое. Они содержат от 50 до 67% глинозёма, 1-12% кремнезема и 3% железа. Выделяются 3 основные группы месторождений: группа Линден (Макензи) по берегам реки Демерара - самая богатая с запасами до 400 млн. т (оценка); Итуни (между реками Демерара и Бербис) и Кваквани (на реке Бербис). Менее крупные месторождения находятся в восточной части страны, на границе с Суринамом.

    Бокситовые запасы в Китае, 830 млн. т, 1,6% мировых запасов

Значительные запасы алюминиевого сырья представлены бокситами, алунитами и глинозёмистыми сланцами. Из бокситовых месторождений (палеозойского и мезозойского возраста) наибольшее значение имеют месторождения каменноугольного возраста (Цзыбо, Гунсянь, Бошань, Сювэнь - провинция Шаньдун и группа Куньмин), приуроченные к окраинам угленосных бассейнов и залегающие в основании угленосных толщ. Большая часть бокситов высокого качества: содержание Al2О3 50-60%. По данным Геологической службы США по состоянию на 2012 год подтвержденные запасы алюминия в Китае составили 830,0 млн тонн.

Второй источник получения алюминия - алунит, важнейшие месторождения которого Фаньшань (провинция Чжэцзян), Луцзян (провинция Аньхой), Тайбэй (остров Тайвань) и др. характеризуются крупными запасами (содержание Al2О3 26%, К2О 6,6%). Запасы глиноземистых сланцев (содержание Al2О3 45-70%, SiO2 19-35%) весьма значительны: месторождения Яньтай, Ляоян, Бэньси, Фусянь (провинция Ляонин), многие месторождения - в провинции Гуандун.

    Запасы содержащих алюминий руд в Греции, 650 млн. т, 1.3% мировых запасов

Основные месторождения бокситов сосредоточены в четырёх районах: Парнас - Киона (Парнас, Дельфы, Дистомон), Ламия, на островах Эвбейского архипелага (Аморгос, Эвбея, Самос и Наксос) и в Аттике (Элефсис). Главные промышленные месторождения (район Парнас - Киона) расположены в пределах Парнасской зоны мелководных известняков мелового возраста. Промышленное оруденение приурочено к верхам меловых отложений. Бокситы красно-бурые, мелкооолитовые, диаспор-бёмитовые. Химический состав (%): Al2О3 60, SiO2 до 4, Fe2О3 20-25, TiO2 2,5-3.

  Мировая добыча алюминия

Мировая добыча бокситов в 2013 году увеличилась на 19% до 262,8 млн.т. Можно отметить, что в мире ежегодно добывается до 1% запасов бокситов, выявленных в земной коре. Если уровни добычи будут увеличиваться текущими темпами, а объем запасов останется на том же уровне, то запасы земных бокситов исчерпаются примерно через 80-100 лет. Среди стран, наиболее крупных продуцентов данного сырья можно отметить Австралию, с долей 28% мировой добычи. Крупнейшими добывающими странами являются также Китай -18%, Бразилия - 13%, Индонезия-11%, Индия - 8%, Гвинея - 7%, Ямайка - 4% мировой добычи.

Стоит отметить, что в 2012 году большинство стран увеличили добычу бокситов в целом на 19,5%. Таким образом, при дальнейшем повышении уровня добычи текущими темпами, мир исчерпает запасы уже через 20 лет. В 2012 году снизили добычу Суринам на 16% до 4,2 млн.т, Греция на 5% до 2 млн.т. и Сьерра-Леоне на 29% до 1,2 млн.т.

    Добыча алюминиевых руд в Австралии, 81 млн. т в год, 30% мировой добычи

По добыче бокситов (более 40 млн т, что составляет почти 40% мировой добычи) Австралия в конце XX века превосходила все страны мира. Доля в мировом производстве глинозема составляет ок. 37% (11 млн т). Большая часть сырья продаётся за границу. Основные добывающие регионы - Квинсленд, Западная Австралия и Северная территория. В 1995-1996 было добыто 50 700 000 т бокситов. Часть бокситов идет на производство глинозёма, а другая часть перерабатывается в алюминий.

    Добыча бокситов в Китае, 48 млн. т в год, 18% мировой добычи

Объем добычи бокситов в Китае в 2012 году, по данным Геологической службы США, составил 48 млн тонн (примерно 18% мировой добычи), что на 3 млн тонн больше, чем в 2011 году.

    Добыча бокситов в Бразилии, 32.5 млн. т в год, 12.4% мировой добычи

Добыча бокситов в Бразилии началась в 30-х года 20 века в основном районе Посус-ди-Калдас (штат Минас-Жерайс). С конца 70-х годов Бразилия становится крупным продуцентом боксита. В 1979 на месторождении Тромбетас (штат Пара) вступил в эксплуатацию рудник компании "Mineracao Rio do Norte" (56% бразильского капитала) первоначальной производственной мощностью 3,35 млн. т в год сухого боксита (в перспективе увеличение до 10 млн.т). Разработка - открытым способом.

    Добыча содержащих алюминий руд в Гвинее, 19,3 млн. т в год, 7.3% мировой добычи

Основа горной промышленности Гвинеи - добыча бокситов. В стране действуют 3 бокситодобывающие фирмы: "Compagnie des Bauxites de Guinйe" (49% акций принадлежит государству), смешанное общество "Friguia" (49% акций принадлежит государству), "Office des Bauxites de Kindia" (целиком принадлежит государству).

    Добыча алюминиевых руд в Индии, 19 млн. т в год, 7.2% мировой добычи

Добыча бокситов в Индии началась в 1909, ко 2-й половине 50-х годов достигла 100 тысяч т/год. Эксплуатация рудников осуществляется Геологической службой Индии и компанией "Mineral Exploration Соrp.". Государственная компания "Bharat Aluminium Со." ("BALCO") изучает возможности разработки новых месторождений в штатах Андхра-Прадеш и Орисса. В Индии действует около 70 бокситовых карьеров. Добыча ведётся открытым способом главным образом в штатах Бихар (около 40% добычи), Гуджарат (20%), Мадхья-Прадеш (18%) и Тамилнад (7%).

    Добыча руд алюминия на Ямайке, 9,8 млн. т в год, 3,7% мировой добычи

По добыче бокситов Ямайка занимает 3-е место среди промышленно развитых капиталистических и развивающихся стран (1985). Число занятых добычей бокситов и производством глинозёма 3,2 тысяч человек (1985). Действуют 3 предприятия (суммарная проектная мощность 7,4 млн. т, 1987); разработка открытым способом.

Крупнейший комплекс по добыче бокситов, принадлежащий компании "Kaiser Jamaica Bauxite Со." функционирует на месторождении Драй-Харбор (Уотер-Валли) на севере страны. Эксплуатация месторождения Эссекс-Валли, расположенного на южном побережье, ведётся компанией "Reynolds Jamaica Mines", месторождения Шваллен-берг (на севере) - компанией "Jamaican". Карьеры на месторождениях Уильямсфилд, Магготти, Mopo и Лидфорд законсервированы.

    Добыча содержащих алюминий руд в Казахстане, 5.5 млн. т в год, 2,1% мировой добычи

Основной район добычи - Центральный Казахстан. Функционируют 2 бокситовых рудоуправления: Тургайское и Краснооктябрьское, в составе которых действуют 10 карьеров. Применяются экскаваторы, шарошечные буровые станки, большегрузные автосамосвалы. Бокситы отгружаются Павлодарскому алюминиевому заводу.

    Добыча бокситов в России, 5.3 млн. т в год, 2% мировой добычи

По объему добычи алюминиевых руд Россия занимает седьмое место в мировом рейтинге. Хотя месторождения алюминиевых руд в России обеспечивают страну металлом в большом количестве, его недостаточно, чтобы полностью обеспечить промышленность. Поэтому государство вынуждено покупать боксит в других странах.

    Добыча бокситов в Греции, 2.1 млн. т в год, 0,8% мировой добычи

В структуре горной промышленности Греции 1-е место (по стоимости) приходится на добычу бокситов. Добыча бокситов в стране началась в 20-х гг. 20 в. Объёмы её непрерывно возрастали. Промышленных масштабов разработка залежей достигла в 1-й половине 50-х гг. Около 66% объёма добычи бокситов приходится на долю открытых разработок.

    Добыча алюминиевых руд в Гайане, 1.8 млн. т в год, 0,7% мировой добычи

Бокситодобывающая промышленность сосредоточена в районе городов Линден (бывший Макензи), Итуни и Кваквани. В распоряжении "Guaymine" в начале 80-х гг. находилось 11 карьеров: "Ист-Монтгомери", "Монтгомери", "Kapa-Kapa", "Эроукейн", "Уэст-Банк" и др. Основную добычу обеспечивают районы Линден и Итуни. Разработка ведётся открытым способом. Рудные тела в виде пластов и линз толщиной 3-12 м залегают под слоем глин и песков на глубине от 10-20 м (в северной части страны) до 60-80 м (при удалении от океана).

  Мировое потребление алюминия

Мировой объем потребления алюминия вырос на 6% в 2012 году, составив 47,4 миллиона тонн. Несмотря на слабый спрос на алюминий в Европе, высокий уровень потребления в Китае и США в четвертом квартале 2012 года обеспечил продолжение роста потребления на глобальном уровне и позволяет компании делать позитивный прогноз на 2013 год.

Потребление алюминия в США выросло на 5,4% в 2012 году, составив 5,9 миллиона тонн. Рост спроса на алюминий в США в четвертом квартале 2012 года был вызван высокими темпами производства автомобилей, а также продолжающимся увеличением объема использования алюминия в автомобилях. Кроме того, наблюдалось значительное оживление в строительном секторе, также оказавшее позитивное влияние на рост потребления алюминия.

В Китае благодаря реализации крупных инфраструктурных проектов и мер по стимулированию экономики в четвертом квартале 2012 года рост ВВП составил 7,9%, рост промышленного производства - 10,3%. Производство автомобилей в Китае выросло на 6,3% в 2012 году, составив 20,6 миллиона автомобилей. Потребление алюминия в Китае в 2012 году выросло на 9,3% - до 21,8 миллиона тонн.

Потребление алюминия в Японии выросло на 3,1% - до 2 миллионов тонн в 2012 году, в Южной Корее оно в тот же период увеличилось на 3% - до 1,3 миллиона тонн. Рост экономической активности в Китае положительно отразится на потреблении алюминия в других азиатских странах за счет роста экспорта продукции, содержащей алюминий.

Глядя на рисунок, становится ясно, что больше половины рынка потребления алюминия занимают транспортное машиностроение (27,35 %) и строительство (25, 32 %). За ними следуют электротехническая промышленность (13,17 %%) и производство упаковочных средств и материалов (8,10 %). Всем остальным потребителям алюминия остается только 5,6 % мирового его потребления.

    Китай - основной мировой потребитель алюминия, 28 млн. т в год, 59% мирового потребления

На КНР сегодня приходится половина всего мирового объема производства и потребления алюминия, ни одна другая страна не может приблизиться к Китаю по этому показателю. При этом все свои потребности в первичном металле Китай закрывает исключительно собственным же производством, поэтому чаще всего он рассматривается отдельно от мирового.

В то же время Китай активно наращивает экспорт алюминиевых полуфабрикатов, конкурируя на глобальном рынке с западными компаниями.

    Потребление алюминия в Европейском союзе, 7.7 млн. т в год, 16% мирового потребления

На страны Европы приходится свыше 15% всего потребляемого в мире алюминия.

Главным европейским рынком этого металла является Германия, родина крупнейших мировых автопромышленных концернов. Доля Германии в общем объеме потребления алюминия в Европе составляет около 25%, поэтому рост немецкого рынка будет иметь существенное влияние на развитие глобальной алюминиевой отрасли.

    США как мировой потребитель алюминия, 5,9 млн. т в год, 12.4% мирового потребления

Потребление алюминия в США выросло на 5,4% в 2012 году, составив 5,9 миллиона тонн. Рост спроса на алюминий в США в четвертом квартале 2012 года был вызван высокими темпами производства автомобилей, а также продолжающимся увеличением объема использования алюминия в автомобилях. Кроме того, наблюдалось значительное оживление в строительном секторе, также оказавшее позитивное влияние на рост потребления алюминия.

    Япония как один из мировых потребителей алюминия, 4 млн. т в год, 8.4% мирового потребления

Япония, потребляющая около 10% мировых объемов алюминия, что составляет около 4 млн. тонн в год, в ближайшее время собирается довести эту цифру до 6,5 млн. тонн в связи с появлением новых отраслей промышленности, таких как получение возобновляемой электроэнергии и производство электромобилей. В 2006 году потребление этого металла в Японии побило рекорд, достигнув 4,5 млн. тонн, однако, вследствие глобального экономического спада к 2010 году снизилось до 4 млн. тонн.

Япония импортирует первичный алюминий из Австралии и Бразилии и перерабатывает его в прокат, получаемый из отливок под давлением, а также в экструзионные и кованые продукты, используемые в различных деталях машин и строительных конструкциях. Потребление алюминия на душу населения в Японии является одним из самых высоких в мире - 27,6 кг, а примерно 92,2% алюминиевой тары для напитков в Японии подвергается вторичной переработке.

    Потребление алюминия в Индии, 1.685 млн. т в год, 3.6% мирового потребления

В 2012 году объем потребления алюминия в Индии составил 1,685 млн тонн, что на 116 тыс. тонн больше, чем в предыдущем году.

    Южная Корея - мировой потребитель алюминия, 1.5 млн. т в год, 3.2% мирового потребления

Южная Корея на сегодняшний день является одним из ключевых рынков алюминия в Азии с высоким уровнем потребления алюминия на душу населения - 25 кг при среднем уровне от 15 кг для развитых стран.

Ожидается, что среднегодовой темп роста промышленного производства в Южной Корее до 2025 года составит 5.9%, что позволит стране стабильно наращивать потребление алюминия.

    Бразилия как один из мировых потребителей алюминия, 1.065 млн. т в год, 2.2% мирового потребления

В 2012 году потребление первичного алюминия в Бразилии составило 1065 тыс. тонн, что меньше, чем 1077 тыс. тонн годом ранее. Потребление олова в Бразилии в 2012 году выросло на 0,4 тыс. тонн до 6,0 тыс. тонн.

    Россия как мировой потребитель алюминия, 800 тыс. т в год, 1.7% мирового потребления

На сегодняшний день российский рынок потребления алюминия является самым одним из самых перспективных в мире. Высокие темпы развития транспортной, строительной и упаковочных отраслей и масштабные долгосрочные спортивные проекты федерального уровня – Зимние Олимпийские игры - 2014 и Кубок Мира по футболу в 2018 году – стимулируют рост спроса на алюминий в Российской Федерации.

    Потребление алюминия в Канаде, 610 тыс. т в год, 1.3% мирового потребления

Объем потребления алюминия в Канаде в 2012 году составил 610 тыс. тонн, что на 19 тыс. тонн меньше, чем в 2011 году.

  Мировые цены на алюминий

Изменение цен на алюминий носит исключительно промышленный оттенок. Алюминий широко применяется в промышленном производстве и цена на алюминий плотно связана с электроэнергетическим сектором. С одной стороны, алюминий применяется для производства высоковольтного кабеля, с другой стороны, производство алюминия очень энергоемко, поэтому цена на алюминий и электроэнергетика связаны.

Пик роста цен на алюминий пришелся на 2005-2006 годы, когда стоимость крылатого металла подскочила более чем вдвое - до 2500-2700 долл./т по сранвению с периодом начала 2000-х годов. В кризисные 2008-2009 годы цены на алюминий стали снижаться и вернулись к отметкам 1500 долл./т.

В 2010-2011 годах, на фоне восстановления спроса со стороны автопроизводителей и других отраслей потребления в США и Евросоюзе, цены на алюминий вновь стали расти, достигнув отметки в 2600 долл./т. Однако, в 2012 году цены вновь снизились, в основном, по причине экономических проблем в Еврозоне.

Мировая алюминиевая промышленность еще явно выглядит нездоровой. Цены на алюминий на Лондонской бирже металлов, кажется, достигли дна. Флуктуации цены вниз еще продолжаются, размер премий сокращается, предложение еще превышает спрос.

К большому неудовольствию крупнейших мировых производителей первичного алюминия, Китай и не думает снижать свою долю производства, по крайней мере, на начало ноября 2015 года.

Большинство рынков алюминия по всему миру переполнены дешевыми китайскими алюминиевыми полуфабрикатами, таким как, алюминиевые профили и алюминиевый лист, которые поставляется в сжатые сроки. Все это сильно вредит внутренним рынкам в различных странах, включая США.

  Мировая торговля алюминием

Объем мировой торговли рудами и концентратами алюминиевыми в 2012 году в натуральном выражении снизился на 7% и составил около 77,7 млн.тонн. Основными импортерами руд и концентратов алюминиевых являются Китай с долей 55% и США с долей 15% мирового импорта.

Заметными импортерами руд и концентратов алюминиевых являются Украина с долей 5%, Ирландия с долей 5%, Испания с долей 5%, Канада с долей 5%, Германия с долей 4% мирового импорта и другие страны. Все вместе данные страны импортировали более 90% руд и концентратов алюминиевых.

Мировой экспорт руд и концентратов алюминиевых в 2012 году в денежном выражении снизился на 2% и составил 4 млрд..дол. Отметим, что основными продавцами зарубежных руд и концентратов являются Индонезия, доля вывоза которого составляет 38%. Гвинея с долей 23% , Австралия с долей 15%, Бразилия с долей 9% и Ямайка с долей 7%. Все вместе данные страны экспортировали более 95% руд и концентратов алюминиевых в 2012 году.

Объем мирового импорта нелегированного, необработанного алюминия в 2012 году снизился незначительно на 1% до 21,8 млн.тонн. Отметим, что стран-импортеров алюминия достаточно много. Основными странами-потребителями необработанного алюминия являются США с долей 13%, Япония с долей 13%, Германия с долей 11%, Корея (Республика) с долей 7% мирового объема импорта.

Заметными импортерами необработанного алюминия являются следующие страны: Нидерланды, Турция, Италия, Мексика, Китай, Бельгия, Китайский Тайбэй и другие страны. Все вместе данные страны импортировали около 80 % алюминия. Россия также импортирует небольшое количество алюминия в размере 90,4 тыс.тонн. Однако Россия является крупнейшим экспортером алюминия на мировой рынок с долей в мировом экспорте 17%.

Объем мирового экспорта нелегированного, необработанного алюминия в 2012 году снизился на 15% до 49,5 млрд..долл. Отметим, что стран-экспортеров, как и стран-импортеров алюминия достаточно много на мировом рынке. Основными странами-продавцами необработанного алюминия являются Россия с долей 17% и Канада с долей 11% мирового объема экспорта.

Заметными экспортерами необработанного алюминия также являются следующие страны: ОАЭ, Австралия, Норвегия, Исландия, Китай, Нидерланды, Катар, США, Бразилия, ЮАР, Оман, Бахрейн, Германия, Новая Зеландия, Италия и другие страны. Все вместе данные страны экспортировали более 75 % алюминия.

Свойства алюминия

В возбужденном состоянии на внешнем уровне алюминия находится три неспаренных электрона. Поэтому в соединениях с ковалентной связью алюминий проявляет валентность III. Во всех соединениях алюминий проявляет постоянную степень окисления: +3.

  Физические свойства алюминия

Чистый алюминий - довольно мягкий металл - почти втрое мягче меди, поэтому даже сравнительно толстые алюминиевые пластинки и стержни легко согнуть, но когда алюминий образует сплавы (их известно огромное множество), его твердость может возрасти в десятки раз.

    Электропроводность алюминия

Важнейшее свойство алюминия - высокая электропроводность, по которой он уступает только серебру, меди и золоту. Сочетание высокой электропроводности с малой плотностью позволяет алюминию конкурировать с медью в сфере кабельно-проводниковой продукции.

На электропроводность алюминия кроме железа и кремния сильно влияет хром, марганец, титан. Поэтому в алюминии, предназначенном для изготовления проводников тока, регламентируется содержание ещё нескольких примесей. Так, в алюминии марки А5Е при допускаемом содержании железа 0.35%, а кремния 0.12%, сумма примесей Cr+V+Ti+Mn не должна превышать всего лишь 0.01%.

Электропроводность зависит от состояния материала. Длительный отжиг при 350 С улучшает проводимость, а нагартовка проводимость ухудшает.

Величина удельного электрического сопротивления при температуре 20 С составляет Ом*мм2/м или мкОм*м :

- 0.0277 - отожженная проволока из алюминия марки А7Е;

- 0.0280 - отожженная проволока из алюминия марки А5Е;

- 0.0290 - после прессования, без термообработки из алюминия марки АД0.

Таким образом удельное электросопротивление проводников из алюминия примерно в 1.5 раза выше электросопротивления медных проводников. Соответственно электропроводность (величина обратная удельному сопротивлению) алюминия составляет 60-65% от электропроводности меди. Электропроводность алюминия растет с уменьшением количества примесей.

Температурный коэффициент электросопротивления алюминия (0.004) приблизительно такой же, как у меди.

    Теплопроводность алюминия

Теплопроводность алюминия при 20 С составляет примерно 0.50 кал/см*с*С и возрастает с увеличением чистоты металла. По теплопроводности алюминий уступает только серебру и меди (примерно 0.90), втрое превышая теплопроводность малоуглеродистой стали. Это свойство определяет применение алюминия в радиаторах охлаждения и теплообменниках.

    Удельная теплоемкость алюминия

Алюминий имеет очень высокую удельную теплоемкость (примерно 0.22 кал/г*С). Это значительно больше, чем для большинства металлов (у меди - 0.09).

    Удельная теплота плавления алюминия

Удельная теплота плавления также очень высока (примерно 93 кал/г). Для сравнения – у меди и железа эта величина составляет примерно 41-49 кал/г.

    Отражательная способность алюминия

Отражательная способность алюминия сильно зависит от его чистоты. Для алюминиевой фольги чистотой 99.2% коэффициент отражения белого света равен 75%, а для фольги с содержанием алюминия 99.5% отражаемость составляет уже 84%.

  Химические свойства алюминия

Алюминий - химически активный металл, но прочная оксидная пленка определяет его стойкость при обычных условиях. Практически во всех химических реакциях алюминий проявляет восстановительные свойства.

    Взаимодействие алюминия с неметаллами

С кислородом взаимодействует только в мелкораздробленном состоянии при высокой температуре:

реакция сопровождается большим выделением тепла.

С хлором и бромом взаимодействует при обычных условиях, а с йодом при нагревании, в присутствии воды в качестве катализатора:

С водородом непосредственно не взаимодействует.

С другими неметаллами алюминий реагирует при нагревании, образуя бинарные соединения:

- фторид алюминия (t=600∘Ct=600∘C);

- сульфид алюминия (t=200∘Ct=200∘C);

- фосфид алюминия (t=500∘Ct=500∘C);

- нитрид алюминия (t=800∘Ct=800∘C);

- карбид алюминия (t=2000∘Ct=2000∘C).

Все эти соединения полностью гидролизуются с образованием гидроксида алюминия и летучих водородных соединений (сероводорода, фосфина, аммиака, метана и т.д.):

    Взаимодействие алюминия с металлами

С металлами алюминий образует сплавы, которые содержат интерметаллические соединения - алюминиды, например, CuAl2, CrAl7, FeAl3 и др.

    Взаимодействие алюминия с водой

Очищенный от оксидной пленки алюминий энергично взаимодействует с водой, в результате реакции образуется малорастворимый гидроксид алюминия и выделяется водород.

    Взаимодействие алюминия с кислотами

Легко взаимодействует с разбавленными кислотами, образуя соли:

В качестве продукта восстановления азотной кислоты также может быть азот и нитрат аммония.

С концентрированной азотной и серной кислотами при комнатной температуре не взаимодействует, при нагревании реагирует с образованием соли и продукта восстановления кислоты:

    Взаимодействие алюминия со щелочами

Алюминий - амфотерный металл, он легко реагирует со щелочами.

В растворе с образованием тетрагидроксодиакваалюмината натрия:

При сплавлении с образованием алюминатов:

    Восстановление металлов из оксидов и солей с помощью алюминия

Алюминий - активный металл, способен вытеснять металлы из их оксидов. Это свойство алюминия нашло практическое применение в металлургии:

Такая реакция - алюмотермия - используется для получения чистых редких металлов, например таких, как вольфрам, ванадий и др.

Алюминий в живых организмах

В организме животных и человека алюминий содержится в виде микроэлемента, но его роль учёные до конца не выяснили. В частности, выяснено, что он стимулирует рост и развитие тканей - костной, соединительной и эпителиальной; способствует процессам восстановления и регенерации; влияет на активность ферментов и пищеварительных желез.

В тканях организма алюминий содержится в разных количествах - это зависит от того, где мы живём: как правило, в печени, костях и головном мозге его накапливается больше всего.

Алюминий называют иммунотоксичным элементом, но он входит в состав наших клеток - обычно в виде троекратно положительно заряженных ионов Al3+, и влияет на деятельность околощитовидных желез.

Сколько алюминия требуется человеку в сутки? Здесь мнения учёных расходятся: кто-то считает, что этот вопрос вообще не изучен; в других источниках можно найти цифры от 2,45 до 50 мг; в целом считается, что потребность в алюминии удовлетворяется полностью, за счёт продуктов питания; в нашем рационе в сутки может содержаться до 100 мг этого элемента.

Из всего алюминия, поступающего в организм с продуктами питания, в ЖКТ всасывается всего 2-4%, но он может поступать и через лёгкие. С возрастом в лёгких и головном мозге его становится больше, а выводится он несколькими путями: с потом, выдыхаемым воздухом, мочой и калом.

  Поступление алюминия в организм

С какими продуктами мы получаем алюминий? В продуктах животного происхождения его в 50 и даже в 100 раз меньше, чем в растительных, а в хлебе его много, потому что при его выпечке, как и при приготовлении многих других пищевых продуктов, часто используется алюминиевая посуда.

Алюминий может поступать в организм и с питьевой водой, если его в ней много - до 4 мг на литр. Больше всего алюминия содержится в овсянке и пшенице, горохе, рисе, картофеле, авокадо; чуть меньше - в артишоках, баклажанах, савойской капусте, киви, топинамбуре; ещё меньше - в персиках, фасоли, белокочанной капусте и манной крупе.

В организм, однако, попадает гораздо больше алюминия - даже с учётом того, что мы давно перестали пользоваться алюминиевой посудой. Современная пищевая промышленность давно отучила нас питаться натуральными, и тем более, сырыми продуктами, а в готовых продуктах, которые нам сегодня предлагаются, его становится всё больше. Алюминия много в дрожжах, а также в красителях и других пищевых добавках Е, так что практически все готовые продукты - консервы, колбаса, печенье и т.д., снабжают нас этим элементом в избытке, и каждый день.

Поищите, хотя бы для интереса, на упаковках и баночках с продуктами наименования от Е520 до Е523: это соли алюминия - сульфаты, отлично всасывающиеся в нашем кишечнике; чаще всего они добавляются в консервы, и могут добавляться в некоторые сладости.

Силикаты и фосфаты алюминия есть в поваренной соли и сыре, хотя они всасываются гораздо слабее. Продукты в алюминиевых банках и фольге при длительном хранении накапливают много алюминия; в питьевой воде, при очистке которой используется сульфат алюминия, он остаётся даже после кипячения.

Немало алюминия мы получаем с дезодорантами и косметикой, пользуясь ими каждый день. Дезодоранты-антиперспиранты, действующие целые сутки, на ¼ состоят из солей алюминия - он и вызывает сухость в подмышках; многие кремы, помады и туши тоже «богаты» алюминием.

Об алюминии в лекарствах мы уже упоминали: больше всего его получают люди с заболеваниями почек и ЖКТ, но именно у них он труднее всего выводится из организма- круг замыкается. В препаратах, рекламируемых, как снимающие боль в желудке, алюминия тоже много - а ведь их предлагают принимать всей семье; но ещё хуже, что в большинстве вакцин, сегодня используемых повсеместно, тоже содержатся гидроксиды алюминия - такие вакцины снижают иммунитет и вызывают аллергические реакции.

Определить, сколько алюминия в организме человека, можно, исследовав его кровь, мочу или волосы. У мужчин алюминий чаще накапливается в волосах, чем у женщин, но у детей его ещё больше, чем у взрослых.

Если в волосах алюминия меньше, чем обычно, это может означать, что он в избытке скапливается в костной ткани, и вообще о нарушении обменных процессов - в таких случаях рекомендуется проходить полное обследование, с использованием более точных методов диагностики.

  Недостаток алюминия в организме

Дефицит алюминия может развиться в том случае, если в организм его попадает меньше 1 мкг в сутки, но о негативном влиянии такого состояния на человека ничего не известно - скорее всего, дефицит алюминия у людей бывает крайне редко. На животных дефицит алюминия влияет: у них слабеют конечности, нарушается координация движений, задерживаются и нарушаются процессы размножения и роста.

  Избыток алюминия в организме

А вот при повышенном содержании алюминия в организме человека могут возникать серьёзные и даже необратимые изменения, опасные для здоровья и резко сокращающие продолжительность жизни, хотя данных о летальной дозе у учёных сегодня нет. Токсической дозой считается 5 г в сутки, но порог токсичности ещё ниже.

Необратимые изменения в организме – например, в лёгких, появляются у рабочих на вредных производствах: у них может быть не только воспаление лёгких и бронхов, но и фиброзные изменения в их тканях. Медики говорят, что это не опасно, но вряд ли кому-то безразлично, в каком состоянии находится его соединительная ткань, поэтому избыток алюминия лучше корректировать вовремя. Поражаться могут не только лёгкие, но и кости, костный мозг, центральная нервная система, почки, молочные железы, матка и яичники.

Причиной избытка алюминия может стать не только работа на вредных производствах: он возникает при повышенном содержании этого элемента в питьевой воде, продуктах питания и воздухе, при длительном лечении определёнными лекарствами и при хронической почечной недостаточности.

Негативных и патогенных проявлений избытка алюминия много. Прежде всего, могут нарушаться функции ЦНС: ухудшается память, появляется нервозность и депрессия; могут развиться болезни Паркинсона и Альцгеймера, энцефалопатия и т.д.

Нарушается фосфорно-кальциевый обмен, развивается остеопороз и другие заболевания опорно-двигательного аппарата; возможно также возникновение алюминоза, когда в тканях лёгких происходят патологические изменения, вызывающие постоянный кашель, боли в желудке и во всём теле, снижение веса и аппетита, расстройства пищеварения, запоры, изменения в составе крови.

Функция почек тоже нарушается, увеличивается риск образования камней; ухудшается всасывание железа, развивается анемия; иммунитет нарушается, и возникают аутоиммунные заболевания; происходят сбои в обмене веществ. В последнее время появились данные о том, что алюминий может вызывать мутации.

Лечение при избытке алюминия может быть восстановительным, но можно также замедлять его всасывание с помощью лекарств и БАД, в составе которых есть медь, железо, марганец, цинк, фосфор, магний, кальций. Ещё используются желчегонные и мочегонные средства, антиоксиданты и другие препараты – это зависит от клинической картины заболевания.

  Токсичность алюминия для человека

Несмотря на широкую распространённость в природе, ни одно живое существо не использует алюминий в метаболизме - это мёртвый металл. Отличается незначительным токсическим действием, но многие растворимые в воде неорганические соединения алюминия сохраняются в растворённом состоянии длительное время и могут оказывать вредное воздействие на человека и теплокровных животных через питьевую воду. Наиболее ядовиты хлориды, нитраты, ацетаты, сульфаты и др.

Для человека токсическое действие при попадании внутрь оказывают следующие дозы соединений алюминия (мг/кг массы тела):

- ацетат алюминия - 0,2-0,4;

- гидроксид алюминия - 3,7-7,3;

- алюминиевые квасцы - 2,9.

В первую очередь действует на нервную систему (накапливается в нервной ткани, приводя к тяжёлым расстройствам функции ЦНС). Однако свойство нейротоксичности алюминия стали изучать с середины 1960-х годов, так как накоплению металла в организме человека препятствует механизм его выведения. В обычных условиях с мочой может выделяться до 15 мг элемента в сутки. Соответственно, наибольший негативный эффект наблюдается у людей с нарушенной выделительной функцией почек.

Норматив содержания алюминия в воде хозяйственно-питьевого использования в России составляет 0,2 мг/л. При этом данная ПДК может быть увеличена до 0,5 мг/л главным государственным санитарным врачом по соответствующей территории для конкретной системы водоснабжения.

По некоторым биологическим исследованиям, поступление алюминия в организм человека было сочтено фактором в развитии болезни Альцгеймера, но эти исследования были позже раскритикованы, и вывод о связи одного с другим опровергался.

Соединения алюминия также под подозрением как стимулирующие рак молочной железы. При применении антиперспирантов на основе хлорида алюминия.Но научных данных в пользу этого - меньше, чем против.

История открытия алюминия

Если верить легенде, алюминий был известен еще в Древнем Риме.

  Легенда о алюминиевой чаше императора Тиберия, 14 - 27 гг.

Во многих популярных книгах по химии приводится легенда о том, что некий изобретатель, имя которого история не сохранила, принес императору Тиберию, правившему Римом в 14-27 н.э., чашу из металла, напоминающего цветом серебро, но более легкого. Этот подарок стоил жизни мастеру: Тиберий приказал казнить его, а мастерскую уничтожить, поскольку боялся, что новый металл может обесценить серебро в императорской сокровищнице.

Эта легенда основана на рассказе Плиния Старшего, римского писателя и ученого, автора Естественной истории - энциклопедии естественнонаучных знаний античных времен. Согласно Плинию, новый металл был получен из «глинистой земли». А ведь глина действительно содержит алюминий.

Современные авторы почти всегда делают оговорку, что вся эта история - не более чем красивая сказка. И это не удивительно: алюминий в горных породах чрезвычайно прочно связан с кислородом, и для его выделения необходимо затратить очень много энергии.

Однако в последнее время появились новые данные о принципиальной возможности получения металлического алюминия в древности. Как показал спектральный анализ, украшения на гробнице китайского полководца Чжоу-Чжу, умершего в начале III в. н.э., сделаны из сплава, на 85% состоящего из алюминия.

Могли ли древние получить свободный алюминий? Все известные способы (электролиз, восстановление металлическим натрием или калием) отпадают автоматически. Могли ли в древности найти самородный алюминий, как, например, самородки золота, серебра, меди? Это тоже исключено: самородный алюминий - редчайший минерал, который встречается в ничтожных количествах, так что древние мастера никак не могли найти и собрать в нужном количестве такие самородки.

Однако возможно и другое объяснение рассказа Плиния. Алюминий можно восстановить из руд не только с помощью электричества и щелочных металлов. Существует доступный и широко используемый с древних времен восстановитель - это уголь, с помощью которого оксиды многих металлов при нагревании восстанавливаются до свободных металлов.

В конце 1970-х немецкие химики решили проверить, могли ли в древности получить алюминий восстановлением углем. Они нагрели в глиняном тигле до красного каления смесь глины с угольным порошком и поваренной солью или поташом (карбонатом калия). Соль была получена из морской воды, а поташ - из золы растений, чтобы использовать только те вещества и методы, которые были доступны в древности.

Через некоторое время на поверхности тигля всплыл шлак с шариками алюминия! Выход металла был мал, но не исключено, что именно этим путем древние металлурги могли получить «металл 20 века».

  Получение Парацельсом окиси алюминия из квасцов, XVI в.

Первый задокументированный шаг к получению алюминия сделал прославленный Парацельс в 16 веке. Он выделил из квасцов «квасцовую землю», содержавшую окись неведомого тогда металла.

  Официальное открытие алюминия Андреасом Маргграфом, XVIII в.

А в середине 18 века эксперимент повторил немецкий химик Андреас Маргграф (Andreas Marggraf). Он назвал окись алюминия словом «alumina» (от латинского «alumen» - вяжущий). С этого момента о существовании алюминия стало известно науке, однако, не будучи найденным в чистом виде, металл не получил настоящего признания.

  Опыты с окисью алюминия Хэмфри Дэви, 1808 г.

В 1808 году англичанин Хэмфри Дэви (Humphry Davy) пытался выделить алюминий методом электролиза. Это ему не удалось, но ученый все же дал металлу его современное название.

  Получение чистого алюминия Гансом Христианом Эрстедом, 1825 г.

Документально зафиксированное открытие алюминия произошло в 1825. Впервые этот металл получил датский физик Ганс Христиан Эрстед, когда выделил его при действии амальгамы калия на безводный хлорид алюминия (полученный при пропускании хлора через раскаленную смесь оксида алюминия с углем). Отогнав ртуть, Эрстед получил алюминий, правда, загрязненный примесями.

  Получение порошкового алюминия Фридрихом Велером, 1827 г.

В 1827 немецкий химик Фридрих Вёлер получил алюминий в виде порошка восстановлением гексафторалюмината калием. Позднее ему удалось получить алюминий в виде блестящих металлических шариков.

  Открытие промышленного способа получения алюминия, 1854 г.

В 1854 французский химик Анри Этьен Сент-Клер Девилль разработал первый промышленный способ получения алюминия - восстановлением расплава тетрахлоралюминиата натрием:

Тем не менее, алюминий продолжал оставаться чрезвычайно редким и дорогим металлом; он стоил ненамного дешевле золота и в 1500 раз дороже железа (сейчас - только втрое).

Из золота, алюминия и драгоценных камней была сделана в 1850-х погремушка для сына французского императора Наполеона III.

  Использование алюминия для предметов роскоши, 1850 - 1890е гг.

Когда в 1855 на Всемирной выставке в Париже был выставлен большой слиток алюминия, полученный новым способом, на него смотрели, как на драгоценность.

Из драгоценного алюминия сделали верхнюю часть (в виде пирамидки) памятника Вашингтону в столице США.

В то время алюминий был ненамного дешевле серебра: в США, например, в 1856 он продавался по цене 12 долл. за фунт (454 г), а серебро - по 15 долл.

В изданном в 1890 1-м томе знаменитого Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона говорилось, что «алюминий до сих пор служит преимущественно для выделки... предметов роскоши». К тому времени во всем мире ежегодно добывалось всего 2,5 т. металла.

  Открытие электролитического способа получения алюминия, 1886 г.

Лишь к концу 19 в., когда был разработан электролитический способ получения алюминия, его ежегодное производство начало исчисляться тысячами тонн, а в 20 в. - млн. тонн. Это сделало алюминий из полудрагоценного широко доступным металлом.

Природные минералы алюминия

По распространённости в земной коре Земли занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Массовая концентрация алюминия в земной коре, по данным различных исследователей, оценивается от 7,45 до 8,14 %.

В природе алюминий, в связи с высокой химической активностью, встречается почти исключительно в виде соединений. Некоторые из природных минералов алюминия:

- бокситы - Al2O3 · H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3);

- нефелины - KNa3[AlSiO4]4;

- алуниты - (Na,K)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3;

- глинозёмы - смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3;

- корунд (сапфир, рубин, наждак) - Al2O3;

- полевые шпаты - (K,Na)2O·Al2O3·6SiO2, Ca[Al2Si2O8];

- каолинит - Al2O3·2SiO2 · 2H2O;

- берилл (изумруд, аквамарин) - 3ВеО · Al2О3 · 6SiO2;

- хризоберилл (александрит) - BeAl2O4.

Тем не менее, в некоторых специфических восстановительных условиях (жерла вулканов) найдены ничтожные количества самородного металлического алюминия.

В природных водах алюминий содержится в виде малотоксичных химических соединений, например, фторида алюминия. Вид катиона или аниона зависит, в первую очередь, от кислотности водной среды. Концентрации алюминия в водоёмах России колеблются от 0,001 до 10 мг/л. В морской воде его концентрация 0,01 мг/л.

Природный алюминий состоит практически полностью из единственного стабильного изотопа 27Al с ничтожными следами 26Al, наиболее долгоживущего радиоактивного изотопа с периодом полураспада 720 тыс. лет, образующегося в атмосфере при расщеплении ядер аргона 40Ar протонами космических лучей с высокими энергиями.

Получение алюминия

Алюминий можно получить несколькими способами.

  Процесс Байера как способ получения алюминия

Процесс получения чистой окиси алюминия включает нагревание боксита с едким натром, фильтрование, осаждение гидроокиси алюминия и ее прокаливание для выделения чистого глинозема.

На практике руда смешивается с нужным количеством горячего едкого натра в автоклаве из низкоуглеродистой стали, и смесь прокачивается через ряд стальных сосудов с паровой рубашкой. В сосудах поддерживается давление пара 1,4–3,5 МПа в течение времени от 40 мин до нескольких часов, пока не завершится переход окиси алюминия из боксита в раствор алюмината натрия в перегретой жидкости.

После охлаждения твердый осадок отделяется от жидкости. Жидкость фильтруется; в результате получается пересыщенный чистый раствор алюмината. Этот раствор метастабилен: алюминат-ион разлагается с образованием гидроокиси алюминия. Добавление в раствор кристаллической гидроокиси алюминия, остающейся от предыдущего цикла, ускоряет разложение.

Сухие кристаллы гидроокиси алюминия затем прокаливаются для отделения воды. Получающийся безводный глинозем пригоден для использования в процессе Холла - Эру. По экономическим соображениям в промышленности эти процессы стремятся делать по возможности непрерывными.

  Электролиз Холла-Эру для получения алюминия

Современный способ получения алюминия был открыт в 1886 молодым американским исследователем Чарлзом Мартином Холлом. Химией он увлекся еще в детстве. Найдя старый учебник химии своего отца, он начал усердно штудировать его, а также ставить опыты, однажды даже получил нагоняй от матери за порчу обеденной скатерти. А спустя 10 лет он сделал выдающееся открытие, прославившее его на весь мир.

Став в 16 лет студентом, Холл услышал от своего преподавателя, Ф.Ф.Джуэтта, что если кому-нибудь удастся разработать дешевый способ получения алюминия, то этот человек не только окажет огромную услугу человечеству, но и заработает огромное состояние. Джуэтт знал, что говорил: ранее он стажировался в Германии, работал у Вёлера, обсуждал с ним проблемы получения алюминия. С собой в Америку Джуэтт привез и образец редкого металла, который показал ученикам. Неожиданно Холл заявил во всеуслышание: «Я получу этот металл!»

Шесть лет продолжалась упорная работа. Холл пытался получать алюминий разными методами, но безуспешно. Наконец, он попробовал извлечь этот металл электролизом. В то время электростанций не было, ток приходилось получать с помощью больших самодельных батарей из угля, цинка, азотной и серной кислот.

Холл работал в сарае, где устроил маленькую лабораторию. Ему помогала сестра Джулия, которая очень интересовалась опытами брата. Она сохранила все его письма и рабочие журналы, которые позволяют буквально по дням проследить историю открытия.

Вот выдержка из ее воспоминаний:

«Чарлз всегда был в хорошем настроении, и даже в самые плохие дни был способен посмеяться над судьбой незадачливых изобретателей. В часы неудач он находил утешение за нашим стареньким пианино. В своей домашней лаборатории он работал по-многу часов без перерыва; а когда он мог ненадолго оставить установку, то мчался через весь наш длинный дом, чтобы немного поиграть... Я знала, что, играя с таким обаянием и чувством, он постоянно думает о своей работе. И музыка ему в этом помогала.»

Самым трудным было подобрать электролит и защитить алюминий от окисления. Через шесть месяцев изнурительного труда в тигле, наконец, появилось несколько маленьких серебристых шариков. Холл немедленно побежал к своему бывшему преподавателю, чтобы рассказать об успехе. «Профессор, я получил его!», – воскликнул он, протягивая руку: на ладони лежал десяток маленьких алюминиевых шариков. Это произошло 23 февраля 1886.

А спустя ровно два месяца, 23 апреля того же года, француз Поль Эру взял патент на аналогичное изобретение, которое он сделал независимо и почти одновременно (поразительны и два других совпадения: и Холл, и Эру родились в 1863 и умерли в 1914).

Сейчас первые шарики алюминия, полученные Холлом, хранятся в Американской Алюминиевой компании в Питтсбурге как национальная реликвия, а в его колледже стоит памятник Холлу, отлитый из алюминия.

Впоследствии Джуэтт писал: «Моим самым важным открытием было открытие человека. Это был Чарлз М.Холл, который в возрасте 21 года открыл способ восстановления алюминия из руды, и таким образом сделал алюминий тем замечательным металлом, которым теперь широко пользуются во всем мире».

Пророчество Джуэтта сбылось: Холл получил широкое признание, стал почетным членом многих научных обществ. Но личная жизнь ему не удалась: невеста не хотела смириться с тем, что ее жених все время проводит в лаборатории, и расторгла помолвку. Холл нашел утешение в родном колледже, где он проработал до конца жизни. Как писал брат Чарлза, «колледж был для него и женой, и детьми, и всем остальным - всю его жизнь». Колледжу Холл завещал и большую часть своего наследства - 5 млн. долл. Умер Холл от лейкемии в возрасте 51 года.

Метод Холла позволил получать с помощью электричества сравнительно недорогой алюминий в больших масштабах. Если с 1855 до 1890 было получено лишь 200 тонн алюминия, то за следующее десятилетие по методу Холла во всем мире получили уже 28 000 т этого металла!

К 1930 мировое ежегодное производство алюминия достигло 300 тыс. тонн. Сейчас же ежегодно получают более 15 млн. т. алюминия. В специальных ваннах при температуре 960-970° С подвергают электролизу раствор глинозема (технический Al2O3) в расплавленном криолите Na3AlF6, который частично добывают в виде минерала, а частично специально синтезируют.

Жидкий алюминий накапливается на дне ванны (катод), кислород выделяется на угольных анодах, которые постепенно обгорают. При низком напряжении (около 4,5 В) электролизеры потребляют огромные токи - до 250 000 А! За сутки один электролизер дает около тонны алюминия. Производство требует больших затрат электроэнергии: на получение 1 тонны металла затрачивается 15000 киловатт-часов электроэнергии. Такое количество электричества потребляет большой 150-квартирный дом в течение целого месяца. Производство алюминия экологически опасно, так как атмосферный воздух загрязняется летучими соединениями фтора.

  Возобновляемые электроды Содерберга при получении алюминия

В электролизере Холла - Эру угольные аноды расходуются со скоростью 2,5 см/сут, так что часто требуется установка новых анодов. Чтобы исключить частое вмешательство человека в производство, был разработан процесс с использованием возобновляемого электрода Содерберга.

Анод Содерберга непрерывно образуется и спекается в восстановительной камере из пасты - смеси 70% молотого кокса и 30% смоляной связки. Эта смесь набивается в прямоугольную оболочку из листовой стали, открытую с обоих концов и расположенную вертикально над ванной с расплавом внутри печи.

По мере расходования анода в верхнее отверстие оболочки добавляется паста. Когда коксосмоляная смесь опускается вниз и нагревается, она спекается в твердый углеродистый брусок прежде, чем достигает рабочей зоны.

Цикл промышленного производства алюминия

Производство металла делится на три основных этапа: добыча бокситов – алюминийсодержащей руды, их переработка в глинозем – оксид алюминия, и, наконец, получение чистого металла с использованием процесса электролиза – распада оксида алюминия на составные части под воздействием электрического тока. Из 4-5 тонн бокситов получается 2 тонны глинозема, из которого производят 1 тонну алюминия.

  Промышленная добыча бокситов

В мире существуют несколько видов алюминиевых руд, но основным сырьем для производства этого металла являются именно бокситы. Это горная порода, состоящая, в основном, из оксида алюминия с примесью других минералов. Боксит считается качественным, если он содержит более 50% оксида алюминия.

Бокситы могут сильно отличаться друг от друга. По структуре они бывают твердые и плотные либо рыхлые и рассыпчатые. По цвету – как правило, кирпично-красные, рыжеватые или коричневые из-за примеси оксида железа. При небольшом содержании железа бокситы имеют белый или серый цвет. Но иногда встречаются руды желтого, темно-зеленого цвета и даже пестрые – с голубыми, красно-фиолетовыми или черными прожилками.

Чаще всего добыча бокситов ведется открытым способом – специальной техникой руду «срезают» слой за слоем с поверхности земли и транспортируют для дальнейшей переработки.

Однако в мире есть места, где алюминиевая руда залегает очень глубоко, и для ее добычи приходится строить шахты – одна из самых глубоких шахт в мире «Черемуховская-Глубокая» находится в Российской Федерации, на Урале, ее глубина –1550 метров.

  Производство глинозема на заводах

Следующим этапом является производственной цепочки является переработка бокситов в глинозем – это оксид алюминия Al2O3, который представляет собой белый рассыпчатый порошок. Основным способом получения глинозема в мире является метод Байера, открытый более ста лет назад, но актуальный до сих пор – около 90% глинозема в мире производятся именно так. Этот способ весьма экономичен, но использовать его можно только при переработке высококачественных бокситов со сравнительно низким содержанием примесей – в первую очередь кремнезема.

Метод Байера основан на следующем: кристаллическая гидроокись алюминия, входящая в состав боксита, хорошо растворяется при высокой температуре в растворе едкого натра (каустической щёлочи, NaOH) высокой концентрации, а при понижении температуры и концентрации раствора вновь кристаллизуется.

Посторонние, входящие в состав боксита (так называемый балласт), не переходят при этом в растворимую форму или перекристаллизовываются и выпадают в осадок до того, как производится кристаллизация гидроокиси алюминия. Поэтому после растворения гидроокиси алюминия балласт легко может быть отделен – он называется красный шлам.

Красный шлам - это густая масса красно-бурого цвета, состоящая из соединений кремния, железа, титана и других элементов. Его складируют на тщательно изолированных территориях – шламохранилищах. Их обустраивают таким образом, чтобы содержащиеся в отходах щёлочи не проникали в грунтовые воды.

Как только хранилище отрабатывает свой потенциал, территорию можно вернуть в первоначальный вид, покрыв её песком, золой или дёрном и посадив определённые виды деревьев и трав. На полное восстановление могут уйти годы, но в итоге местность возвращается в изначальное состояние.

Многие специалисты не считают красный шлам отходом, так как он может служить сырьем для переработки. Например, из него извлекают скандий для дальнейшего производства алюминиево-скандиевых сплавов. Скандий придает таким сплавом особую прочность, сферы использования – автомобиле- и ракетостроение, спортивная экипировка, производство электропроводов.

Также красный шлам может использоваться для производства чугуна, бетона, получения редкоземельных металлов.

Крупные частицы гидроксида алюминия легко отделяются от раствора фильтрованием, их промывают водой, высушивают и кальцинируют – то есть нагревают для удаления воды. Так получают глинозем.

У глинозема нет срока годности, но хранить его непросто, так как при малейшей он возможности активно впитывает влагу – поэтому производители предпочитают как можно быстрее отправлять его на алюминиевое производство. Сначала глинозем складывают в штабели весом до 30 тысяч тонн – получается своеобразный слоеный пирог высотой до 10-12 метров. Потом пирог «нарезают» и грузят для отправки в железнодорожные вагоны – в среднем, в один вагон от 60 до 75 тонн (зависит от вида самого вагона).

Существует еще один, гораздо менее распространенный способ получения глинозема – метод спекания. Его суть заключается в получения твердых материалов из порошкообразных при повышенной температуре. Бокситы спекают с содой и известняком – они связывают кремнезем в нерастворимые в воде силикаты, которые легко отделить от глинозема. Этот способ требует больших затрат, чем способ Байера, но в то же время дает возможность перерабатывать бокситы с высоким содержанием вредных примесей кремнезема.

  Получение искусственного криолита

Глинозем выступает непосредственным источником металла в процессе производства алюминия. Но для создания среды, в которой этот процесс будет происходить, необходим еще один компонент – криолит.

Это редкий минерал из группы природных фторидов состава Na3AlF6. Обычно он образует бесцветные, белые или дымчато-серые кристаллические скопления со стеклянным блеском, иногда – почти черные или красновато-коричневые. Криолит хрупкий и легко плавится.

Природных месторождений этого минерала крайне мало, поэтому в промышленности используется искусственный криолит. В современной металлургии его получают взаимодействием плавиковой кислоты с гидроксидом алюминия и содой.

  Промышленный электролиз алюминия

Итак, мы добыли боксит, получили из него глинозем, запаслись криолитом. Все готово для последней стадии – электролизу алюминия. Электролизный цех является сердцем алюминиевого завода и не похож на цеха других металлургических предприятий, производящих, например, чугун или сталь. Он состоит из нескольких прямоугольных корпусов, протяженность которых зачастую превышает 1 км.

Внутри рядами установлены сотни электролизных ванн, последовательно подключенных массивными проводами к электричеству. Постоянное напряжение на электродах каждой ванны находится в диапазоне всего 4-6 вольт, в то время как сила тока составляет 300 кА, 400 кА и более. Именно электрический ток является здесь главной производственной силой – людей в этом цехе крайне мало, все процессы механизированы.

В каждой ванне происходит процесс электролиза алюминия. Емкость ванны заполняется расплавленным криолитом, который создает электролитическую (токопроводящую) среду при температуре 950°С. Роль катода выполняет дно ванны, а анода – погружаемые в криолит угольные блоки длиной около 1,5 метров и шириной 0,5 метра, со стороны они выглядят как впечатляющих размеров молот.

Каждые полчаса при помощи автоматической системы подачи глинозема в ванну загружается новая порция сырья. Под воздействием электрического тока связь между алюминием и кислородом разрывается – алюминий осаждается на дне ванны, образуя слой в 10-15 см, а кислород соединяется с углеродом, входящим в состав анодных блоков, и образует углекислый газ.

Примерно раз в 2-4 суток алюминий извлекают из ванны при помощи вакуумных ковшей. В застывшей на поверхности ванны корке электролита пробивают отверстие, в которое опускают трубу. Жидкий алюминий по ней засасывается в ковш, из которого предварительно откачан воздух. В среднем, из одной ванны откачивается около 1 тонны металла, а в один ковш вмещается около 4 тонн расплавленного алюминия. Далее этот ковш отправляется в литейное производство.

При производстве каждой тонны алюминия выделяется 280 000 м3 газов. Поэтому каждый электролизер независимо от его конструкции оснащен системой газосбора, которая улавливает выделяющиеся при электролизе газы и направляет их в систему газоочистки. Современные «сухие» системы газоочистки для улавливания вредных фтористых соединений используют ни что иное, а глинозем. Поэтому перед тем как использоваться для производства алюминия, глинозем на самом деле сначала участвует в очистке газов, которые образовались в процессе производства металла ранее. Вот такой замкнутый цикл.

Для процесса электролиза алюминия требуется огромное количество электроэнергии, поэтому важно использовать возобновляемые и не загрязняющие окружающую среду источники этой энергии. Чаще всего для этого используются гидроэлектростанции – они обладают достаточной мощностью и не имеют выбросов в атмосферу. Например, в России 95% алюминиевого мощностей обеспечены гидрогенерацией.

Однако есть в места в мире, где угольная генерация пока доминирует – в частности, в Китае на нее приходится 93% производства алюминия. В результате для производства 1 тонны алюминия с использованием гидрогенерации в атмосферу выделяется чуть более 4 тонн углекислого газа, а при использовании угольной генерации – в пять раз больше – 21,6 тонны.

  Литье алюминия

Расплавленный алюминий в ковшах доставляется в литейный цех алюминиевого завода. На этой стадии металл все еще содержит небольшое количество примесей железа, кремния, меди и других элементов. Но даже доли процента, приходящиеся на примеси, могут изменить свойства алюминия, поэтому здесь их удаляют методом переплавки в специальной печи при температуре 800°С. Полученный чистый алюминий разливают в специальные формы, в которых металл приобретает свою твердую форму.

Самые маленькие слитки алюминия называются чушками, они имеют вес 6 до 22,5 кг. Получив алюминий в чушках, потребители вновь расплавляют его и придают тот состав и форму, которые требуются для их целей.

Самые большие слитки – 30-тонные параллелепипеды длиной 11,5 метров. Их изготавливают в специальных формах, уходящих в землю на примерно 13 метров. Горячий алюминий заливается в нее в течение двух часов – слиток «растет» в форме как сосулька, только в обратном направлении. Одновременно его охлаждают водой и к моменту завершения выливки он уже готов к дальнейшей транспортировке. Прямоугольные слитки называются слябами (от англ. slabs) – они используются для проката в тонкие листы и производства алюминиевой фольги, банок для напитков или, к примеру, автомобильных кузовов.

Алюминий в форме цилиндрических слитков достигает в длину 7 метров – их используют для экструзии, то есть выдавливание через отверстие необходимой формы. Именно так производится большая часть алюминиевых изделий.

В литейном цехе алюминию придают не только разные формы, но и состав. Дело в том, что в чистом виде этот металл используется гораздо реже, чем в виде сплавов.

Сплавы производятся путем введения в алюминий различных металлов (так называемых легирующих добавок) – одни повышает его твердость, другие плотность, третьи приводят к изменению его теплопроводности и т.д. В качестве добавок используются бор, железо, кремний, магний, марганец, медь, никель, свинец, титан, хром, цинк, цирконий, литий, скандий, серебро и др.

Кроме этих элементов, в алюминиевых сплавах могут присутствовать еще около десятка легирующих добавок, таких как стронций, фосфор и другие, что значительно увеличивает возможное число сплавов. На сегодняшний день в промышленности используется свыше 100 марок алюминиевых сплавов.

Сплавы алюминия

В машиностроении чистый алюминий практически не используется. Основное применение алюминия - это производство сплавов, достоинство которых в их малом удельном весе.

Алюминиевые сплавы классифицируют по технологии изготовления, способности к упрочнению термической обработкой и свойствам. Технические алюминиевые сплавы подразделяют на две группы: применяемые в деформированном виде (прессованном, катаном, кованном) и в литом (деформированные и литейные сплавы).

Границу между сплавами этих групп определяет предел насыщения твёрдого раствора при эвтектической температуре. Деформируемые и литейные алюминиевые сплавы подразделяются на не упрочняемые и упрочняемые в результате термической обработки.

Основными легирующими элементами алюминиевых сплавов являются медь, магний, кремний, марганец, цинк, реже литий, никель, титан. Легирующие элементы повышают температуру рекристаллизации алюминия.

Многие легирующие элементы образуют с алюминием твёрдые растворы ограниченной переменной растворимости и промежуточные фазы СuАl2, Mg2Si и др. Это даёт возможность подвергать сплавы упрочняющей термической обработке, состоящей из закалки на пересыщенный твёрдый раствор и естественного или искусственного старения.

  Магналины, сплавы алюминия с магнием

К деформируемым сплавам неупрочняемым термической обработкой относятся сплавы АМц и АМг.

Сплавы типа АМц (АМц1) относятся к системе «Аl - Мn»; структура состоит из α-твёрдого раствора и вторичных выделений фазы МnАl6, переходящих в твёрдый раствор при повышении температуры. При легировании железом вместо МnАl6 образуется сложная тройная фаза (Мn, Fе)Аl6, которая не растворяется в алюминии, поэтому эти сплавы не упрочняются термической обработкой. В отожженном состоянии обладают высокой пластичностью (δ = 18–22%) и низкой прочностью (σВ = 130 МПа).

Сплавы типа АМг (АМг1, АМг5) относятся к системе «Аl – Мg». Магний образует с алюминием α-твёрдый раствор, концентрация которого при повышении температуры увеличивается от 1,4 до 17,4% в результате растворения фазы Мg2Аl3. Сплав АМг в отожженном состоянии имеет σВ = 190 МПа, δ = 23%.

Сплавы типа АМц и АМг упрочняют с помощью пластической деформации и используют в нагартованном (80% наклёпа) и полунагартованном (40% наклёпа) состояниях. Применение наклёпа ограниченно из-за резкого снижения пластичности, поэтому в большинстве случаев их используют в отожженном состоянии. Температура отжига: 350-420 °С.

Сплавы типа АМц и АМг применяют для изделий, получаемых глубокой вытяжкой или сваркой, от которых требуется высокая коррозионная стойкость (трубопроводы для бензина и масла, сварные баки и т. п.).

Сплавы системы «Al - Mg» обладают высокой коррозионной стойкостью во многих агрессивных средах, обрабатываются резанием и свариваются. Дополнительное легирование бериллием, титаном и цирконием вызывает измельчение зерна и затормаживание процесса естественного старения, приводящего к снижению пластичности и коррозионной стойкости.

Термообработка состоит из закалки с охлаждением в масле (40-50 °С). Выдержка при температуре закалки составляет 12-20 часов, что обеспечивает растворение частиц Al3Mg2 в α-твёрдом растворе и получение однородного раствора. Добавление до 1,5% Ѕi улучшает литейные свойства.

Сплавы системы «Al - Mg» применяют для изготовления деталей, работающих в условиях высокой влажности, в судо-, самолето- и ракетостроении.

  Дюралюмины, сплавы алюминия с медью

К деформируемым сплавам, упрочняемым термической обработкой, относятся сплавы системы «Аl - Сu». Они характеризуются хорошим сочетанием прочности и пластичности. Наиболее характерными представителями этих сплавов являются дуралюмины, широко применяемые в авиа-, судо- и ракетостроении.

Согласно диаграмме «Аl - Сu», медь с алюминием образуют твёрдый раствор, максимальная концентрация меди в котором 5,65% при эвтектической температуре. С понижением температуры растворимость меди уменьшается, достигая 0,1% при 20 °С. Из твёрдого раствора выделяется θ-фаза - СuАl2, содержащая 54,1% Сu. Она имеет объёмноцентрированную тетрагональную кристаллическую решетку и обладает сравнительно высокой твёрдостью. В сплавах дополнительно легированных магнием образуется ещё ς-фаза (Аl2СuМg) с ромбической кристаллической решеткой.

Основные требования к литейным алюминиевым сплавам - сочетание хороших литейных свойств (высокой жидкотекучести, небольшой усадки, малой склонности к образованию горячих трещин и пористости) с оптимальными механическими и химическими (сопротивление коррозии) свойствами. К литейным относятся сплавы эвтектического состава на основе систем «Al - Si», «Al - Cu», «Al - Mg».

Сплавы системы «Al - Cu» характеризуются высокой прочностью при обычных и повышенных температурах, хорошо обрабатываются резанием и свариваются, но (из-за отсутствия эвтектики) обладают плохими литейными свойствами. Сплавы склонны к хрупкому разрушению вследствие выделения по границам зерен грубых частиц θ-фазы: CuAl2 и Al7Cu2Fe, поэтому их применяют в закалённом состоянии, когда эти соединения переведены в твёрдый раствор. Во время нагрева сплава под закалку наряду с растворением θ-фазы из твёрдого раствора выпадают мелкодисперсные частицы фазы Al12Mn2Cu, увеличивающие прочность при обычных и повышенных температурах. После закалки: σВ = 320 МПа, σ0,2 = 180 МПа, 800 НВ.

Сплавы системы «Al - Cu» используют для деталей, работающих при температурах до 300 °С. Так как эти сплавы малоустойчивы против коррозии, то отливки подвергают анодированию, химическому оксидированию и окраске.

  Силумины, сплавы алюминия с кремнием

Лучшими литейными свойствами обладают эвтектические сплавы на основе «Al - Si» (силумины), например: АЛ2, АЛ4, АЛ9. Наиболее распространён сплав, содержащий 10–13% Si (АЛ2), обладающий высокой коррозионной стойкостью, большой плотностью отливок. В структуре содержит эвтектику, состоящую из α-твёрдого раствора кремния в алюминии и кристаллов практически чистого кремния. Кремний при затвердевании эвтектики выделяется в виде грубых кристаллов игольчатой формы, которые играют роль внутренних надрезов в пластичном α-твёрдом растворе. Такая структура обладает низкими механическими свойствами.

Силумины обычно модифицируют натрием, который в виде хлористых и фтористых солей вводят в жидкий сплав в количестве 2–3% от массы сплава. В этом случае в структуре сплава вместо избыточного кремния появляются кристаллы α-твёрдого раствора. Это приводит к увеличению пластичности и прочности.

Для легирования силуминов используют магний, медь, марганец, титан. Растворяясь в алюминии, они повышают прочность, твёрдость. Медь улучшает обрабатываемость резанием, титан оказывает модифицирующее действие. Медь и магний, обладая переменной растворимостью в алюминии, способствует упрочнению силуминов при термической обработке, состоящей из закалки и искусственного старения. Температура закалки различных силуминов находится в пределах 515-535 °С, температура старения - 150 -180 °С.

Из легированных силуминов наибольшее применение имеют сплавы с добавками магния АК7ч, (ч - содержание примесей 0,1-0,3%), магния и марганца (АК9ч). Наибольшее упрочнение вызывает метастабильная β’-фаза (Mg2Si). Легированные силумины применяют для средних и крупных литых деталей ответственного назначения: корпусов компрессора, картеров, головок цилиндров.

Промышленная переработка алюминия

Алюминий обладает полезным свойством – не терять своих свойств в процессе использования, поэтому изделия из него могут подвергаться переплавке и вторичной переработке в уже новые изделия. Это позволяет сохранить ту колоссальную энергию, затраченную на производство алюминия впервые.

По расчетам Международного алюминиевого института с 1880 года в мире произведен почти 1 млрд. тонн алюминия и три четверти всего этого объема до сих пор используется. Около 35% в зданиях и сооружениях, 30% – в электрических кабелях и оборудовании и 30% – в транспорте.

По всему миру собирают отходы алюминия – в быту это, в основном, алюминиевые банки из-под напитков. Подсчитано, что 1 кг собранных и сданных в переработку банок позволяет сэкономить 8 кг боксита, 4 кг различных фторидов и 14 кВт/ч электроэнергии. Кроме этого, это позволяет существенно сократить экологический урон от все разрастающихся свалок. Развитие экологической ответственности делает все более популярной идею раздельного сбора мусора во всем мире.

Применение алюминия

Алюминий очень широко применяется в различных областях человеческой жизни.

  Алюминий в транспортной индустрии

Чтобы создать современное транспортное средство, будь то автомобиль, поезд, океанский лайнер или космический корабль, необходим алюминий. Поэтому транспортная индустрия - его главный мировой потребитель. На западе производители транспорта обеспечивают 26% спроса на первичный алюминий и 38% спроса на вторичный алюминий. И неудивительно: детали из этого легкого, прочного, устойчивого к коррозии металла могут служить десятки лет.

Кроме того, производители транспортных средств в наши дни стараются по максимуму заменить алюминием традиционные железо и сталь. Дело в том, что использование более легких материалов позволяет снизить вес автомобиля или вагона поезда - а значит, существенно сэкономить топливо.

    Алюминий в авиации

Алюминий навсегда вошел в историю как металл, позволивший человеку летать. Легкий, прочный и пластичный, он оказался идеальным материалом для создания управляемых летательных аппаратов. Не даром второе имя алюминия - «крылатый металл».

Сегодня на алюминий приходится около 75-80% общей массы современного самолета. А первое его применение в авиации зафиксировано еще до изобретения самих самолетов. Например, граф Фердинанд Цеппелин делал из алюминиевого сплава каркасы для своих знаменитых дирижаблей.

Прорыв, положивший начало современной авиации, произошел в 1903 году, когда братья РАЙТ впервые в истории человечества совершили полет на управляемом летательном аппарате «Флайер-1».

Автомобильные двигатели того времени весили слишком много, обладали низкой мощностью и были неспособны поднять аппарат в воздух. Специально для этой цели был разработан новый двигатель, детали которого, в том числе блок цилиндров, были отлиты из алюминия.

В дальнейшем «крылатый» металл заменил дерево, сталь и другие материалы в конструкции первых самолетов и уже в 1917 году знаменитый немец авиаконструктор Хуго Юнкерс поднял в воздух первый цельнометаллический самолет, фюзеляж которого был выполнен из алюминиевого сплава - дюралюминия, в состав которого также входят медь (4,5%), магний (1,5%) и марганец (0,5%).

Создателем уникального сплава в 1909 году стал Альфред Вильм. Он также обнаружил эффект старения сплава, заключающийся в существенном увеличении его прочности после закалки в течение длительного времени.

С тех пор алюминий получил статус ключевого конструкционного материала в авиации, и держит эту марку по сей день. Состав авиационных сплавов меняется, самолеты совершенствуются, но главная задача авиаконструкторов остается неизменной: создание легкой машины с максимальной вместимостью, использующей минимальное количество топлива и не поддающееся коррозии со временем. Именно алюминий позволяет инженерам добиваться выполнения всех необходимых условий.

В современных самолетах алюминий применяется буквально повсюду - в фюзеляже, закрылках, конструкциях крыла и хвостовой части, крепежных системах, конструкциях выхлопных отверстий, блоков питания, заправочных штангов, дверей и полов, каркасов пилотных и пассажирских сидений, топливных разъемах, гидравлических системах, кабинных стойках, подшипниках, приборах в кабине пилотов, турбинах двигателей и много где еще.

Основные алюминиевые сплавы, применяемые в авиации, - серии 2ххх, 3ххх, 5ххх, 6ххх и 7ххх. Серия 2ххх рекомендована для работы при высоких температурах и с повышенными значениями коэффициента вязкости разрушения. Сплавы серии 7ххх - для работы при более низких температурах значительно нагруженных деталей и для деталей с высокой сопротивляемостью к коррозии под напряжением. Для малонагруженных узлов применяются сплавы серии 3ххх, 5ххх и 6xxx. Они же используются в гидро-, масло- и топливных системах.

Наибольшее применение получил сплав 7075, состоящий из алюминия, цинка, магния и меди. Это самый прочный из всех алюминиевых сплавов, сравнимый по этому показателю со сталью, но в 3 раза легче нее.

Самолеты собираются из листов и профилей, соединяющихся друг с другом алюминиевыми заклепками, число заклепок в одной машине может достигать нескольких миллионов. В некоторых моделях вместо листов используются прессованные панели, и в случае появления трещины она доходит только до конца такой панели.

Например, крыло крупнейшего грузового самолета в мире Ан-124-100 «Руслан», грузоподъемностью до 120 тонн, состоит из восьми прессованных алюминиевых панелей шириной 9 метров каждая. Конструкция крыла такова, что оно работает даже при двух разрушенных панелях.

Сегодня авиаконструкторы пытаются найти материал, обладающий всеми преимуществами алюминия, но еще более легкий. Единственным кандидатом, подходящим на эту роль, на данный момент является углеродное волокно. Оно состоит из нитей диаметром от 5 до 15 мкм, образованных преимущественно атомами углерода.

Первым магистральным пассажирским самолетом, фюзеляж которого был полностью изготовлен из композиционных материалов, стал Boeing 787 Dreamliner, выполнивший свой первый коммерческий полет в 2011 году.

Однако производство таких самолетов обходится гораздо дороже, чем при использовании алюминия. Кроме этого, углеволокно не обеспечивает должного уровня безопасности летательных аппаратов.

    Использование алюминия в космической отрасли

Основные сильные стороны космических алюминиевых сплавов - стойкость к высоким и низким температурам, вибрационным нагрузкам и воздействию радиации. Более того, они обладают свойством «криогенного упрочнения» - с понижением температуры их прочность и пластичность только возрастают. Это сплавы видов «титан-алюминий», «никель-алюминий» и «железо-хром-алюминий».

Алюминий оказался незаменим не только в авиации, но и в космонавтике, где сочетание минимальной массы с максимальной прочностью еще более критично. Корпус первого искусственного космического спутника Земли, запущенного в СССР в 1957 году, был выполнен из алюминиевого сплава.

Ни один современный космический корабль не обходится без алюминия - от 50% до 90% веса космических летательных аппаратов приходится на конструкции из алюминиевых сплавов. Они использовались для изготовления корпуса космических челноков Space Shuttle, телескопической балки антенны космического телескопа Hubble, из них изготавливаются водородные ракетные баки, носовые части ракет, конструкции разгонных блоков, корпуса орбитальных космических станций и крепежей для солнечных батарей на них.

Даже твердотопливные ракетные ускорители работают на алюминии. Такие ускорители разгоняют первую ступень космических кораблей и состоят из алюминиевого порошка, окислителя в виде перхлората того же алюминия и связующего вещества. Например, самая мощная на сегодня в мире ракета-носитель «Сатурн-5» (может вывезти на околоземную орбиту 140-тонный груз) за время полета сжигает 36 тонн алюминиевого порошка.

    Применение алюминия в автомобилестроении

Автомобиль - самый распространенный вид транспорта в мире. Главным конструкционным материалом здесь является относительно дешевая сталь. Однако вместе с тем как основными приоритетами автомобильной отрасли становятся экономия топлива, снижение выбросов СО2, а также дизайн автомобиля, все более важную роль в автомобилестроении начинает играть алюминий.

В 2014 году мировая Aвтoмoбильнaя пpoмышлeннocть (без учета Китая) потребила 2,87 млн тонн алюминия. Ожидается, что к 2020 году эта цифра вырастет до 4,49 млн тонн. Ключевыми факторами этого роста являются как увеличение производства самих автомобилей, так и повышение использования алюминия в них.

Каждый килограмм алюминия, использованный при изготовлении автомобиля, позволяет снизить общую массу машины на килограмм. Поэтому на алюминий переводилось производство все большего количества его деталей: радиаторы системы охлаждения двигателя, колесные диски, бампера, детали подвески, блоки цилиндров двигателя, корпуса трансмиссий и, наконец, детали кузова - капоты, двери и даже вся рама.

В результате с 1970-х годов доля алюминия в общем весе автомобиля постоянно увеличивается - с 35 кг до сегодняшних 152 кг. Согласно прогнозам экспертов, к 2025 году среднее содержание алюминия в одном автомобиле достигнет 250 кг.

Применять алюминий для изготовления кузова первыми стали производители автомобилей класса «премиум». Так, первым серийным автомобилем с полностью алюминиевым кузовом стала Audi A8, выпущенная в 1994 году. За ней последовали и другие люксовые бренды - BMW, Mercedes-Benz, Porsche, Land Rover, Jaguar.

В 2014 году произошло очередное знаковое событие для отрасли - автомобиль с полностью алюминиевым кузовом появился в массовом сегменте. Им стал Ford-150 - самый популярный пикап в США на протяжении 38 лет.

Благодаря переходу на алюминий автомобиль стал легче на 315 кг по сравнению с предшествующей моделью, что позволило существенно снизить расход топлива, выхлоп CO2, а также увеличить грузоподъемность и улучшить динамику разгона и торможения. При этом автомобиль получил самый высокий рейтинг надежности NHTSA - пять звезд вместо четырех в предыдущей модели.

Еще одно замечательное свойство алюминия - он отлично «гасит» удар, причем делает это в два раза эффективнее, чем сталь. Поэтому автопроизводители уже давно используют этот металл для бамперов. Днище революционного электрического автомобиля Tesla оснащено 8-миллиметровой пуленепробиваемой броней из алюминиевых сплавов, которая защищает батарейный отсек и гарантирует безопасность при движении на скорости в 200 км/ч.

Недавно компания установила на свои машины дополнительную алюминиево-титановую защиту, которая позволяет автомобилю в прямом смысле слова разрушать попадающие под колеса препятствия из бетона и закаленной стали, сохраняя управляемость.

Алюминиевый кузов имеет преимущества перед стальным в плане безопасности еще и потому, что деформации в алюминиевых конструкциях локализуются в компактных зонах, не давая деформироваться другим частям кузова и сохраняя максимальную безопасность той части машины, где находятся пассажиры.

Эксперты утверждают, что в ближайшее десятилетие автопроизводители существенно увеличат использование алюминия в своих моделях. «Крылатый металл» в большом количестве будет использоваться в деталях кузова либо для изготовления кузова целиком.

При этом многие автомобильные компании сегодня договариваются с производителями алюминия о создании производств замкнутого цикла, когда из идущих на лом алюминиевых деталей утилизируемых автомобилей создаются запчасти для новых машин. Сложно представить себе более экологичный вид промышленного производства.

    Алюминий в железнодорожном транспорте

Применение алюминия в железнодорожном транспорте началось практически сразу после образования самой алюминиевой промышленности. В 1894 году железнодорожная компания New York, New Haven, and Hartford Railroad, принадлежавшая тогда банкиру Джону Пирпонту Моргану (J.P. Morgan), начала выпускать специальные легкие пассажирские вагоны, сидения которых были выполнены из алюминия.

Однако сначала алюминий оказался наиболее востребованным в сегменте грузоперевозок, где от состава требуется максимально низкий вес, что позволяет перевезти больший объем грузов.

Сегодня алюминиевые вагоны используются для перевозки угля, различных руд и минералов, а также зерна, в вагонах-цистернах перевозят кислоты. Существуют также вагоны для перевозки готовых товаров, например, новых автомобилей - с завода до автодилерского центра.

Алюминиевый грузовой вагон на треть легче, чем стальной. Его более высокая изначальная стоимость окупается в среднем за два первых года эксплуатации за счет перевозки большего объема грузов. При этом алюминий в отличие от стали не подвержен коррозии, поэтому алюминиевые вагоны долговечны и за 40 лет использования теряют лишь 10% своей стоимости.

В пассажирском железнодорожном транспорте алюминий позволяет производить вагоны на треть более легкие, чем стальные аналоги. В случае метро и пригородных поездов, для которых характерны частые остановки, это позволяет добиться существенной экономии энергии, затрачиваемой на разгон состава. Помимо этого, алюминиевые вагоны проще в производстве и содержат значительно меньшее количество деталей.

В железнодорожном транспорте дальнего следования алюминий активно применяется в производстве высокоскоростных поездов, активное применение которых в мире началось в 1980-х годах. Такие поезда развивают скорость до 360 км/ч и выше. Новые технологии в этом направлении позволят добиться скоростей более 600 км/ч.

Алюминий дает возможность снизить вес такого поезда и соответственно уменьшить прогиб рельсов, создающий сопротивление движению. Кроме того, высокоскоростной поезд, как самолет, должен обладать обтекаемой формой и минимальным числом выступающих деталей - здесь на помощь конструкторам вновь приходит «крылатый металл».

Высокоскоростные поезда, выполненные из алюминия, используются на французской сети скоростных электропоездов TGV. Поезда для этой сети в 1970-х годах начала разрабатывать компани Alstom (Франция), первый - между Парижем и Лионом - был запущен в 1981 году. Сегодня TGV является крупнейшей в Европе сетью высокоскосростных поездов и является основой для строительства общеевропейской сети высокоскоростных железных дорог.

Первые поезда для сети TGV изготавлись из стали, но в новых поколениях ее начал заменять алюминий. В частности, последняя модель высокоскоростного поезда называется AGV полностью выполнена из алюминиевых сплавов и развивает скорость до 360 км/ч. На данный момент AGV эксплуатируется только в одной железнодорожной сети - итальянской Nuovo Trasporto Viaggiatori.

Корпус первого российского скоростного поезда «Сапсан» также выполнен из алюминиевых сплавов.

Технология магнитной левитации - следующий шаг развития высокоскоростного железнодорожного транспорта. Поезд на магнитной подушке удерживается над полотном силой магнитного поля и не касается поверхности. В результате он может развивать более высоких скоростей скорости - на данный момент в ходе испытаний в Японии достигнута скорость 603 км/ч.

    Алюминий в судостроительной отрасли

Корпуса современных морских судов различного типа изготавливаются с использованием так называемого «морского алюминия» - это общее название для целого ряда алюминиево-магниевых сплавов (содержание магния - от 3% до 6%), применяемых в этом сегменте машиностроения. Они обладают особой коррозийной стойкостью, как в пресной, так и в морской воде.

Безусловным важным качеством судового алюминия является также хорошая свариваемость и хорошие прочностно-механические свойства. Алюминиевые листы и плиты для судостроения производятся методами холодной или горячей прокатки, а профили, прутки и трубы могут производиться методами прессования, прокатки или волочения.

Корпус высокоскоростных пассажирских теплоходов на подводных крыльях, развивающих скорость свыше 80 км/ч, изготавливается из алюминиевых сплавов - дюрали или магналия. Для развития высокой скорости и манёвренности судам нужна сравнительно небольшая собственная масса.

Морской алюминий в 100 раз медленнее поддается коррозии, чем сталь. В течение первого года эксплуатации сталь покрывается коррозией со скоростью 120 мм в год, а алюминий - 1 мм в год. Кроме этого, «морской алюминий» обладает отличными прочностными характеристиками. Он пластичен, и даже при сильном ударе цельносваренный алюминий почти не пробивается насквозь. Алюминиевый каркас помогает улучшить мореходность, повысить безопасность и снизить расходы на текущее обслуживание.

Поэтому из этого металла делают яхты, моторные лодки, катера, а также глубоководные аппараты. Как правило, спортивные суда от корпуса до надстроек изготавливаются из алюминия, что дает выигрыш в скорости; а корпуса судов повышенной грузоподъемности изготавливаются из стали, а вот надстройки и другое вспомогательное оборудование делаются из алюминиевых сплавов, снижая общий вес судна и повышая его грузоподъемность.

  Применение алюминия в энергетике

Алюминий многогранен: он не только является универсальным конструктивным материалом, но и отлично проводит электрический ток. Сегодня именно алюминий, наряду с медью, обеспечивает передачу электроэнергии на Земле.

Одним из важнейших открытий в истории человечества является электричество. Оно приводит в движение все на нашей планете, позволяет за доли секунды связывать континенты. Без него был бы невозможен современный НТП. Да и производить алюминий мы не могли бы без электричества. Любопытно, что сегодня именно этот металл отвечает за передачу электрической энергии на тысячи километров.

Среди недрагоценных металлов алюминий по электропроводности уступает только меди, и то лишь на треть, при этом алюминий обладает неоспоримым преимуществом - он легче. Чтобы пропускать ток такой же силы, что и медный, алюминиевый провод должен быть по сечению в полтора раза больше медного, но все равно будет иметь вдвое меньший вес.

Для высоковольтных линий электропередач, которые осуществляют доставку электроэнергии на большие расстояния, весовые характеристики являются одним из важнейших параметров. Поэтому во всех магистральных воздушных линиях электропередач используются только алюминиевые провода.

Сравнительно небольшой вес алюминиевых проводов позволяет снизить нагрузку на опоры электросетей и увеличить расстояние пролетов между ними, благодаря чему уменьшаются расходы и время на строительство. При прохождении через них тока алюминиевые провода нагреваются, и их поверхность покрывается прочной пленкой оксида. Она-то и служит им отличным изолятором, защищая от внешних воздействий.

Иногда алюминиевые провода покрывают защитной оксидной пленкой еще при производстве - этот процесс называется анодированием. Такие провода обладают настолько высокой химической стойкостью, что без дополнительной изоляции могут работать при высокой влажности и при температурах от –200 С до +500 С.

Для изготовления алюминиевой проводки используются сплавы серий 1ххх, 6ххх, 8ххх - последние позволяют создавать продукцию со сроком службы более 40 лет.

Заготовкой для алюминиевого кабеля служит алюминиевая катанка - сплошной алюминиевый прут диаметром от 9 до 15 мм. Она легко гнется и сворачивается без появления трещин. Ее практически невозможно порвать или сломать, она легко выдерживает значительные статические нагрузки.

Катанку производят методом непрерывного литья и прокатки. Полученную литую заготовку пропускают через несколько прокатных клетей, уменьшая сечение до нужного диаметра, и формируют гибкий шнур, который затем охлаждается и сворачивается в большие круглые рулоны - «бухты». Далее, уже на кабельных заводах, катанка перерабатывается в проволоку на специальном волочильном оборудовании, волочится до диаметров от 4 мм до 0,23 мм.

Существует несколько типов проводов для высоковольтных линий электропередач.

Чаще всего используется алюминиевый провод со стальным сердечником (ACSR, aluminium conductor steel reinforced). Он имеет в сердечнике несколько перекрученных стальных нитей, которые «обернуты» слоями алюминиевой проволоки. Сталь используется для увеличения прочности кабеля и позволяет ему сохранять первоначальную форму при нагреве и других нагрузках. Алюминиевая часть отвечает за передачу тока.

Полностью алюминиевый провод из нелегированного алюминия (AAAC, all aluminium alloy conductor) или из алюминиевого сплава легче армированного и в отличие от него абсолютно не подвержен коррозии.

Наконец, провод с композитным сердечником (ACCC, aluminium conductor composite core) позволяет сократить эффект термопровисания провода, характерный для типа ACSR, стальной сердечник которого расширяется при нагреве. Коэффициент расширения углеродного сердечника в 10 раз ниже стального. Кроме того, он существенно легче и прочнее - это позволяет использовать в таком проводе на 28% больше алюминия без увеличения диаметра и общего веса. Дополнительный алюминий сокращает потери энергии в линии на 25-40%.

Процесс замены существующих медных проводов в мире происходит с разной степенью интенсивности, но при строительстве новых линий электропередач компании стремятся использовать именно алюминиевые провода, особенно в сегменте высоковольтных линий.

Например, национальный электрический кодекс США предписывает при строительстве новых зданий использовать именно алюминиевую проводку. А с введением с 1 сентября 2015 года новых стандартов в отношении использования низковольтных алюминиевых проводов в Китае использование алюминия в энергетике этой страны неминуемо возрастет.

Использование алюминиевых кабелей имеет и значительный экономический эффект. Во-первых, алюминий существенно дешевле меди, а во-вторых, большая электропроводимость алюминия позволяет передавать больше электричества с использованием той же инфраструктуры. Энергопотребление в мире постоянно растет, сети не справляются с имеющейся нагрузкой, увеличивается количество перегрузок и аварий, а строительство новых ЛЭП - гораздо затратнее, чем замена кабеля.

Производители работают над усовершенствованием алюминиевых сплавов для электротехнических нужд. Один из примеров - алюминиево-циркониевые провода, позволяющие удвоить пропускную способность линий электропередач без замены или строительства новых мачтовых опор.

Особенно это ценится в местах густой застройки или на труднопроходимых ландшафтах. Алюминий успешно заменяет медную проводку в автомобилях, что позволяет снизить общий вес автомобиля в среднем на 12 кг.

Алюминий и алюминиевые сплавы также широко применяются в производстве электронных и микроэлектронных компонентов, в частности при производстве конденсаторов.

Из него также делаются антенны, в том числе телевизионные.

Этот металл применяется при строительстве радиолокаторов.

А в некоторых странах из алюминия изготавливают и сами мачты-опоры для линий электропередач.

Широко применяется алюминий и при производстве трансформаторов, а также роторных низковольтных двигателей.

  Алюминий в промышленности и приборостроении

Еще одна отрасль, где применяется алюминий, это промышленное машиностроение. Из крылатого металла делают:

- ирригационные системы;

- элементы двигательных установок производственного оборудования;

- конвейерные ленты;

- системы автоматизированного управления;

- лестницы;

- строительные леса;

- крепления.

Нефте- и газодобыча не были бы такими как сейчас, если бы не чрезвычайно коррозиостойкие, химически инертные трубопроводы из алюминиевых сплавов.

Буры, сделанные из алюминия, весят в несколько раз меньше, а значит легко перевозятся и монтируются. И это не говря уже о разного рода, резервуарах, котлах и прочих емкостях...

  Использование алюминия в военном деле

Такие отрасли военной техники, как самолетостроение, авиа­строение, судостроение, танкостроение, артиллерия, производ­ство средств связи, а также взрывчатых веществ - требуют применения алюминия и его сплавов.

Во всех случаях, связанных с передвижением, применение легких алюминиевых сплавов как конструкционного материала позволяет достигнуть значительного снижения собственного ве­са самолетов, кораблей следовательно, повысить их скорость и маневренность - качества, имеющие решающее военно-тактическое значение. В первую очередь это очевидно, относится к авиации.

Применение же легких алюминиевых сплавов в военно-морском судостроении вместе с тем дает возможность, не увеличивая тоннажа судна, повысить насы­щенность его боевыми средствами.

В зажигательных (термитных) авиабомбах, снарядах и для осветительных целей (осветительные и сигнальные ракеты) ис­пользуется способность порошкообразного алюминия и его сплавов к быстрому воспламенению, что сопровождается ярким светом и выделением большого количества тепла.

Существенное значение применение алюминия и его сплавов имеет в саперном деле (для изготовления деталей понтонов, переносных мостков), а также в походном снаряжении армии (котелки, фляги, термосы).

Интересно отметить, что первые попытки технического при­менения алюминия в самом начале зарождения алюминиевой промышленности (в середине прошлого столетия) были уже свя­заны со стремлением использовать этот металл для военных це­лей. Однако желание Наполеона III применить для изготовле­ния снаряжения и вооружения французской армии алюминий, стоимость которого тогда почти достигала стоимости драгоцен­ного металла, было в то время, конечно, неосуществимо.

Только с созданием в конце прошлого столетия современного экономичного способа производства алюминия и изобретения его сплавов, обладающих высокими механическими ка­чествами, применение алюминия для военных нужд стало не только возможным, но и необходимым.

  Применение алюминия в медицине и фармакологии

В 1926 году было открыто, что осажденный квасцами дифтерийный токсоид (обезвреженный бактериальный токсин) гораздо лучше стимулирует выработку антител, чем он же в чистом виде. С тех пор для усиления действия вакцин чаще всего используют алюминиевые соли, поскольку они считаются безвредными для человека.

Самым древним «алюминиевым лекарством» стали квасцы - такое название дали кристаллогидратным двойным сернокислым солям алюминия славяне в XV веке: слово «кысати» (киснуть), по их мнению, достаточно точно отражало специфический вкус вещества.

Квасцы применялись для заживления ран и для лечения различных кожных заболеваний.Алюминий присутствует практически во всех органах - этот элемент входит в состав различных биомолекул.

Препараты эти с каждым годом совершенствуются - за счет новых разработок снижается их побочное воздействие и усиливается эффективность. Однако замену основе таких лекарств - алюминиевым соединениям - исследователи пока не нашли.

При всем этом они воздействуют на кожу достаточно мягко, снимают боль, зуд и жжение.Существуют также препараты для внутреннего приема на основе алюминия.

Именно на основе алюминия производят наиболее эффективные антациды. Гидроокись алюминия, хорошо нейтрализующая кислоту, нужна для лечения язвенных болезней, диспепсии, раздражения желудка. Для этих же целей подходит фосфат алюминия.

Среди наиболее популярных «алюминиевых» лекарств - средства от изжоги, гастритов и язвы желудка: «Антацид», «Алюмаг», «Альмагель», «Альмагель-а», «Гастал» «Гастралюгель», «Алюгастрин» и другие.

Но даже тем, у кого прекрасное здоровье, пригодится содержащее алюминий средство, которое продается в любое аптеке, да и не только. Речь идет о дезодоранте-антиперспиранте. Еще древние греки и римляне использовали квасцы для подавления секреции. Обычными квасцами пользовались и наши бабушки.

В первые фабричные средства от запаха пота добавляли хлорид алюминия, а основным агентом современных средств является хлоргидрат алюминия. Кстати, на чем основан эффект их действия, до сих пор точно не известно.

  Тара и упаковка из алюминия

Идеальная упаковка должна быть легкой, прочной, не бьющейся, не токсичной и, конечно, подходящей для переработки. Можно ли достичь такого идеала? Да, если использовать тару или упаковку из алюминия!

Она защищает от света, влаги, бактерий и неприятных запахов, отлично сохраняет вкус и аромат и удобна в транспортировке. Не говоря уже о прочих приятных качествах - например, способности долго сохранять нужную температуру. Поэтому две самые распространенные формы алюминиевой упаковки - банки для напитков и фольга - буквально завоевали мир.

    Алюминиевые банки

Алюминиевая банка - самая экологичная и самая перерабатываемая упаковка в мире. Напиток в такой банке сохраняет свои вкусовые качества и надежно защищен от вредного воздействия окружающей среды, да и сама банка не ржавеет и не портится. Больше половины алюминиевых банок отправляется на вторичную переработку. В некоторых странах их доля гораздо выше, например, в Германии она составляет 95%.

В среднем на то, чтобы произвести одну алюминиевую банку, наполнить ее, доставить в магазин, продать потребителю, собрать после использования и переработать в новую, уходит всего 60 дней. И этот процесс повторяется бесконечно.

Сама по себе алюминиевая банка дороже стеклянной, но использование ее в производстве на 3,5% дешевле использования стеклянной бутылки. Например, при транспортировке на большие расстояния алюминиевая банка обеспечивает выигрыш в цене - она ведь намного легче и не бьется. Современные банки для напитков емкостью 0,33 л весят примерно 25 г. При этом толщина их стенки составляет не более 0,08 мм.

Банка может перерабатываться неограниченное количество раз без снижения качества вновь произведенных банок. Благодаря переработке значительно снижается количество потребляемой энергии, а значит, и количество выбросов CO2 в атмосферу. Так, создание новых банок требует на 95% меньше энергии, чем при их изготовлении в первый раз, начиная с производства алюминия.

Напитки в алюминиевых банках не теряют вкусовые качества после производства и надежно защищены от вредного воздействия окружающей среды. Они обеспечивают 100%-ную защиту напитка от кислорода, света, влаги и других внешних воздействий.

Впервые напитки в алюминиевой банке появились на рынке в 1958 году, когда одновременно две компании выпустили пиво, разлитое в алюминиевые банки. Одна из них - Kaiser Aluminium. В начале 1950-х годов компания адаптировала существовавший тогда процесс изготовления жестяных банок для напитков под алюминий.

Другая - Adolph Coors Co., объединившаяся в 1954 году с Beatrice Foods Co. для создания совместной компании Aluminum International, Inc. по производству алюминиевых банок для напитков. Обе компании до сих пор оспаривают первенство в вопросе первооткрывателей данного вида упаковки. Coca-Cola и Pepsi перешли на алюминиевые банки в 1967 году.

Изначально для того, чтобы открыть алюминиевую банку, нужно было тянуть за кольцо, которое полностью снимало с нее верхнюю часть. Стационарное кольцо, которое оставалось на банке после ее открытия, было изобретено лишь в 1975 году.

Как же производят алюминиевую банку? Материалом для нее является алюминиевый сплав с добавлением 1% магния, 1% марганца, 0,4% железа, 0,2% кремния и 0,15% меди.

Сначала из алюминиевого листа с помощью пресса выбиваются заготовки. Пресс одновременно выбивает из листа металла диск диаметром около 14 см и загибает его края в виде чаши. Затем эти края вытягиваются под высоким давлением - и получается корпус банки. Банки погружаются сначала в 60-градусную соляную кислоту, а потом - в воду. Кислота удаляет с поверхности банки тонкий слой металла, что придает ей характерный блеск. На дно банки наносят тонкий слой лака, чтобы она лучше скользила по конвейеру и в торговых автоматах.

Затем на банку наносят изображение, которое также закрепляют слоем лака. С внутренней стороны банка тоже лакируется - на сей раз безопасным пищевым лаком на водной основе.

После этого формируется горловина банки шириной примерно в 5 см - алюминий на этом этапе производства по тонкости может сравниться с бумагой. Крышки производятся отдельно и завариваются на горлышке уже после наполнения банки.

Современные производители постоянно совершенствуют алюминиевую банку. Например, создана конструкция банки с двухслойной стенкой: перед употреблением напитка верхний слой удаляется, что делает банку гигиеничной. Существуют банки с закрываемой крышкой для возможности частичного потребления ее содержимого и последующего хранения.

А в Японии освоено изготовление алюминиевых бутылок с резьбовой пробкой. Это позволяет придать упаковке привычный для напитков вид, окрасив ее под фарфор, глину или тонированное стекло.

Созданы даже «умные» банки, у которых между алюминиевым и синтетическим слоями стенки содержатся химические составы, в которых при нажатии проходят эндотермические или экзотермические реакции и, соответственно, охлаждение или разогрев напитка.

Мировые производственные мощности по выпуску банок составляют свыше 250 миллиард штук в год. Из них более 40% приходится на США, на втором месте стоит Япония, далее - Бразилия и Китай.

Больше половины алюминиевых банок в мире отправляется на вторичную переработку. Только представьте: каждую минуту в мире, в среднем, проходят рециркуляцию больше 113 тыс. банок. Подсчитано, что утилизация одной алюминиевой банки может экономить энергию, достаточную для того, чтобы держать 100-ваттную лампу включенной в течение почти четырех часов. В результате энергия, сохраненная за год с переработки алюминиевых банок, эквивалентна 20 млн баррелей нефти или 12 млрд. киловатт-часов электроэнергии.

    Алюминиевая фольга

Такая тонкая, но прочная, бросающаяся в глаза за счет яркого серебристого блеска, алюминиевая фольга является неотъемлемым атрибутом нашей повседневной жизни. Удивительные изолирующие свойства делают ее идеальной упаковкой для чего угодно.

Сама по себе фольга представляет собой листы алюминиевого сплава толщиной от 0,004 до 0,24 мм. Тончайший слой фольги в восемь раз тоньше банкноты и при этом обеспечивает полную защиту от света, жидкости и бактерий. Именно этим объясняется то, что срок хранения многих продуктов, упакованных в комбинированные с фольгой материалы, может составлять более года.

Фольгу получают прокаткой - это способ, при котором заготовку под давлением пропускают между вращающимися валиками на прокатном стане, готовый продукт разрезают на рулоны специальными ножами. Для производства фольги чаще всего используют чистый первичный алюминий и его сплавы 1ххх, 3ххх и 8ххх серий, содержащие железо, кремний, марганец, а также медь (при необходимости повышения прочности).

Алюминий в разогретом состоянии прокатывается в рулоны толщиной от 2 до 10 мм (горячий прокат). Затем они несколько раз прокатываются уже в холодном состоянии для получения фольги необходимой толщины.

Примерно четверть производимой в мире фольги используется в технических целях: строительстве, транспорте и других отраслях. Основной объем применяется для производства разных типов упаковки и бытовой фольги.

Наиболее широкое применение упаковка из алюминиевой фольги или с ее применением нашла в сфере продуктов питания. Многие продукты под воздействием солнечного света теряют свои вкусовые качества и внешний вид. Фольга решает эту проблему наилучшим образом – именно поэтому она считается идеальной основой упаковочных материалов, например для молочных и кондитерских изделий, напитков. В частности, сухое молоко в герметичных пакетах из ламинированной фольги может храниться два года.

Фольга нетоксична, не наносит вреда продуктам, а, наоборот, защищает их. Из нее производятся пищевые контейнеры, лотки, крышки для бутылок, мягкие пакеты для жидкостей или сыпучих товаров и многое другое.

Впервые алюминиевая фольга была получена в 1910 году после реализации процесса непрерывного проката алюминия в Швейцарии.

Алюминиевая фольга отлично поддается различным видам обработки: нанесению изображений, окрашиванию, напылению, ламинированию, лакированию, кашированию, тиснению, чеканке и др. Поэтому производители упаковочных материалов разработали на ее основе колоссальное количество различных видов упаковки.

Они используются для упаковки любых видов продуктов: выпечки, кондитерских изделий, молочной и кисломолочной продукции, напитков, мяса и рыбы, консервов, чая и кофе, готовых обедов, а также медицинских препаратов и прочего.

Фольга защищает продукты от солнечного света, от которого они могут потерять свои вкусовые качества, внешний вид или испортиться. Под воздействием высокой температуры фольга не плавится, не деформируется, не придает упакованным продуктам неприятного запаха - это позволяет использовать ее при приготовлении еды на гриле или даже на открытом огне.

Например, для упаковки чая и конфет применяется кашированная фольга - с приклеенной бумагой. Водонепроницаемость такой фольги в три раза выше обычной даже в жарком климате: бумага впитывает любую влагу, фольга защищает от любых негативных воздействий.

Фольга с влагожиростойкой бумагой применяется для упаковки таких продуктов, как масло, творог и мороженое.

В 1911 году на швейцарской шоколадной фабрике Tobler, где производится шоколад Toblerone, впервые использовали алюминиевую фольгу для упаковки шоколадной продукции.

Фруктовые соки и вина способны к длительному хранению при комнатной температуре, если упакованы в пакеты, состоящие из бумаги, алюминиевой фольги и полиэтиленовой пленки. Первая дает прочность всей конструкции, вторая отвечает за качество хранения, третья - за общую герметичность.

Дома также многие продукты предпочтительнее хранить в фольге. В частности, это относится к сырам, которые даже в холодильнике легко впитывают посторонние запахи и меняют свой вкус. Фольга же полностью решает эту проблему.

И не будем забывать, что лучше всего запекать продукты в духовке удается также с помощью алюминиевой фольги. Причем если использовать фольгу достаточной крепости, то можно даже избежать необходимости пачкать кастрюли и сковородки: такая фольга прекрасно выдерживает вес приготовленного блюда.

Помимо барьерных свойств привлекательность использования алюминиевой фольги как упаковочного материала обусловлена значительными сбережениями ресурсов за счет экономии при транспортировке продуктов.

Так, замена компанией Kraft Food стеклянных бутылок при розливе на «устойчивый» пакет (doy-pack) из фольгированной пленки позволяет транспортировать почти вдвое больше упаковок в том же объеме транспортного средства, так как вес пакетов составляет всего 6,1% от веса самого груза.

Важнейшая сфера применения упаковки из алюминиевой фольги - лекарственные средства. После производства они не должны подвергаться никакому внешнему воздействию на протяжении длительного времени, зачастую исчисляемого годами, иначе это может изменить их свойства.

Алюминиевая упаковка применяется для всех видов лекарственных средств: таблеток, капсул, кремов и мазей, жидкостей, порошков и пудр. Она гарантированно защищает их от попадания света, влаги, кислорода и других газов, а также микроорганизмов и бактерий.

К слову, виноделы, отличающиеся известным консерватизмом, для закупоривания своих бутылок все чаще используют пробки, изготовленные из алюминия. Такой пробкой закупоривали английский виски еще в 1926 году, но применить новшество к винным бутылкам долго не решались. Позже тесты выявили, что примерно в каждой двадцатой бутылке классическая пробка, так или иначе, портит винный букет. Алюминиевая же отлично перекрывает доступ кислорода, а значит, «старит» вино так же, как и традиционная.

  Применение алюминия в строительстве

Представьте, что у вас есть очень легкий, но при этом прочный металл, который не подвержен коррозии, нетоксичен и долговечен. Его можно пилить, сверлить, стягивать шурупами, связывать, сваривать и спаивать. Ему можно придать практически любую желаемую форму, используя технологию экструзии.

Словно конструктор LEGO для детей, алюминий в руках архитектора становится инструментом безграничного творчества, позволяющий создавать конструкции, которые нельзя изготовить ни из дерева, ни из пластика, не говоря уже о стали. Именно поэтому он так востребован в современном строительстве.

В начале прошлого века алюминий практически не использовался в строительстве, так как был слишком дорогим металлом и не выпускался в достаточных объемах. Все изменилось в 1920-х годах, когда электролизная технология производства снизила стоимость алюминия в 5 раз. Металл стал активно применяться не только для отделки крыш и сводов, в качестве водоотводов и стеновых панелей, но и в декоративных целях.

Первым зданием, в строительстве которого обширно использовался алюминий, стал знаменитый небоскреб Empire State Building, построенный в 1931 году и вплоть до 1970 года являвшийся самым высоким зданием в мире. Алюминий использовался во всех основных конструкциях сооружения, а также очень широко - в интерьере. Одна из визитных карточек здания - фреска на потолке и стенах его лобби выполнена из алюминия и 23-каратного золота.

Минимальный расчетный срок службы алюминиевых конструкций составляет 80 лет. При этом алюминий используется в любых климатических условиях и не теряет своих свойств в диапазоне температур от -80 °C до +300 °C. Сооружения из алюминия мало подвержены разрушению при пожарах, а при низких температурах этот металл становится более прочным.

Например, алюминиевый сайдинг, снабженный теплоизоляцией и отражающим покрытием из фольги, защищает помещение от холода в 4 раза лучше, чем кирпичная облицовка толщиной в 10 см или каменная кладка толщиной более 20 см. Поэтому его активно применяют в строительстве в холодных местах нашей планеты, в России это Северный Урал, Сибирь, Якутия.

Не менее, если не более, важное качество алюминия - легкость. Благодаря малому удельному весу алюминиевая пластина оказывается в 2 раза легче стальной при одинаковой жесткости. Получается, что при одинаковой несущей способности вес алюминиевых конструкций в 2-3 раза меньше веса стальной и до 7 раз меньше железобетонной.

Поэтому сегодня алюминий используют в строительстве высотных зданий и небоскребов – только представьте, сколько бы они весили при использовании, например, стали, какой глубины фундамент пришлось бы закладывать и насколько это привело бы к удорожанию всего здания!

Небольшой вес алюминиевых разводных мостов облегчает их механическую часть, минимизирует противовесы и вообще дает больше простора для фантазии архитекторов. Кроме этого, с легкими конструкциями работать проще, удобнее и быстрее.

Чаще всего в строительстве используются алюминиевые слитки плоской и цилиндрической формы, которые в результате обработки превращаются в подвесные потолки, окна, двери, лестницы, стеновые панели, листы для покрытия крыш и не только.

Магний-кремниевые сплавы серии 6ххх в форме цилиндрических слитков отлично поддаются экструзии, что открывает огромный простор для изготовления самых сложных архитектурных форм.

Алюминиевый прокат осуществляется с использованием горячей и холодной обработки давлением. Результатом такой обработки становятся алюминиевые листы, проволока, плиты и ленты.

Алюминий отлично полируется и анодируется, приобретая любую окраску - качество, за которое его очень ценят дизайнеры. Причем анодирование дает металлу усиленную антикоррозийную защиту.

Анодирование состоит из ряда электрохимических процессов по подготовке поверхности металла и по созданию на ней твердой и устойчивой против коррозии пленки окислов алюминия. Сразу же после анодирования искусственная бесцветная пленка, обладающая большой адсорбционной способностью, может быть окрашена в любые цвета путем погружения деталей в подогретую ванну с красителем.

Например, рельефными пластинами из анодированного алюминия отделан потолок станции метро «Авиамоторная» в Москве, здание Российской Академии Наук, Государственный кремлевский дворец. Издали эти элементы выглядят и сверкают, как золотые. При этом для анодирования «под золото» не требуется тратить этот драг металл, так как цвет создает специальный пигмент, а блеск - окисная пленка.

    Алюминий в строительстве небоскребов

Визитной карточкой алюминия в современной архитектуре, безусловно, являются небоскребы. Их полностью стеклянные стены, или иначе светопрозрачные фасады, представляют собой конструкцию из стекла и алюминиевых рам. Повсеместное распространение во всем мире они получили потому, что позволяют сделать здание значительно более энергоэффективным с экономической точки зрения, а также существенно сократить выбросы CO2.

Полностью стеклянная внешняя площадь здания позволяет впускать в него гораздо больше солнечного света и сокращать использование искусственного освещения. Но еще больше энергии экономиться на отоплении и кондиционировании помещений.

В отличие от обычного стекла, которое беспрепятственно пропускает тепло в одну и в другую сторону, стекло для светопрозрачных фасадов обладает низкой теплопроводностью (параметр U-Value) - оно отражает солнечное тепло летом, а зимой не выпускает тепло из здания.

Возвращаясь к Empire State Building, в 1993 году, в рамках программы реконструкции легендарной высотки, железные рамы всех 6514 окон были заменены на алюминиевые. Новые окна составляют всего 30% поверхности здания, но даже это позволило экономить 16% потребляемой энергии в год.

В 2012 году компания Siemens открыла в Лондоне Центр устойчивого городского развития (Center for sustainable urban development), который был назван Crystal. Здание центра, сконструированное с применением алюминиевых фасадов, а также новейших строительных энергосберегающих технологий, стало единственным в мире, получившим топовые рейтинги LEED и BREEAM - двух самых распространенных систем оценки зданий по степени воздействия на окружающую среду.

Crystal потребляет на 46% меньше электроэнергии и вырабатывает на 65% меньше углекислого газа, чем любое другое сравнимое по размерам офисное здание.

Эти расчеты становятся особенно актуальны, если думать не только о настоящем, но и о будущем. По прогнозам, к 2050 году население планеты достигнет 10 млрд человек, 2/3 которых будут жить в городах, а значит особенно остро станет проблема экологии, в том числе возможная нехватка воды, плодородных почв, других ресурсов.

Учитывая 100%-ую перерабатываемость алюминиевых конструкций со значительным сокращением выбросов углекислого газа, именно этот металл становится материалом будущего.

    Алюминий в строительстве павильонов

В современной архитектуре для строительства развлекательных, выставочных, торговых и других павильонов используется технология сетчатой оболочки. Этот тип строительной конструкции был разработан русским инженером и архитектором Владимиром Шуховым в 1896 году.

Тем не менее, из-за сложности расчетов она применялась крайне редко. С появлением компьютерного моделирования, а также новых строительных материалов и технологий, этот вид конструкций постепенно стал доминировать в строительстве павильонов. Знаменитые архитекторы Бакминстер Фуллер и Норман Фостер окончательно внедрили сетчатые оболочки в современную архитектуру.

Легкая и одновременно прочная сетчатая оболочка позволяет строить не только большие по площади сооружения, но и придавать им самые необычные формы. В качестве материала для сетчатой оболочки применяется как сталь, так и алюминий, позволяющий в 3 раза облегчить конструкцию. Кроме того, из алюминиевых листов зачастую делается кровля и стены таких сооружений, что позволяет существенно снизить нагрузку на несущую конструкцию.

Гигантский развлекательный парк Ferrari World в Абу-Даби, открытый в 2010 году, имеет самую большую в мире алюминиевую крышу площадью 200 000 м2. Количества алюминия, которое было использовано для нее, хватило бы на изготовление 16 750 автомобилей Ferrari.

Концертный зал The Sage Gateshead в Великобритании, спроектированный архитектурной студией Нормана Фостера, своей формой напоминает звуковые волны. Его конструкция состоит из алюминия, стекла и стали.

Из остекленного алюминиевого каркаса выполнена крыша огромного атриума Riverwalk в гостиничном комплексе Gaylord Texan Resort & Convention Center вблизи Далласа в США. Площадь атриума превышает 16 000 м2, при этом в нем поддерживается собственный климат.

Знаменитый концертный зал «Дзинтари» в Юрмале в Латвии имеет не просто алюминиевую, но раздвижную алюминиевую крышу - создать такую конструкцию из стали просто невозможно технологически.

    Алюминий в строительстве спортивных сооружений

По аналогии с павильонами, при строительстве стадионов, крытых бассейнов и других спортивных объектов алюминий широко используется для сооружения масштабных конструкций нестандартных форм.

Им покрыта крыша Центра водных видов спорта, построенного к Олимпийским играм в Лондоне 2012 года, которая имеет форму огромной морской волны. Длина крыши составляет 160 метров, а вес – 3 тысячи тонн. Под ней расположены два 50-метровых бассейна, один 25-метровый бассейн для прыжков в воду, а также места для 17 500 зрителей.

Алюминий был одним из ключевых материалов при строительстве олимпийских объектов в Сочи к зимней Олимпиаде 2014 года. Общая площадь светопрозрачных фасадов ледового дворца «Большой», биатлонного стадиона «Лаура» и центра санного спорта «Санки» превысила 16 000 м2.

Не останавливаясь на достигнутом, ученые исследуют новые возможности использования алюминия в качестве основного строительного материала. Так ученые из Гонконгского университета науки и технологий разработали инновационные панели на основе алюминия, которые могут применяться при строительстве высотных домов, обеспечивая более высокую энергетическую и экономическую эффективность по сравнению с бетоном и сталью.

  Алюминий в дизайне

До того, как алюминий научились добывать промышленным способом, он был настолько редким и ценным, что какое-то время стоил дороже золота. Неудивительно, что первым его применением стали ювелирные украшения, медали и прочие драгоценные предметы.

Одним из первых «ювелиров-алюминщиков» был Оноре Северин Бурдонкль (Honoré-Séverin Bourdoncle). В 1855-1860-х годах он работал для двора Наполеона III и создал, в частности, алюминиевую погремушку для наследного принца и несколько кубков и браслетов в форме замысловатых скульптурных композиций.

А датчанин Йорген Балтазар Далхофф (Jørgen Balthasar Dalhoff) сделал из нового материала парадные шлемы для короля Фредерика VIII и принца Фердинанда.

На рубеже веков новый материал покинул придворные покои и стал появляться на улицах. Не подверженный коррозии, он отлично подошел для городской и садово-парковой скульптуры. Именно из алюминия сэр Альфред Гилберт (Sir Alfred Gilbert), самый выдающийся британский скульптор конца 19 века, в 1893 году создал знаменитую статую Эроса, которая была установлена на Пикадилли и стала одним из символов Лондона.

20-е - 30-е годы прошлого века принесли популярность металлической мебели. Правда, в Старом свете ее не оценили, зато американцы сочли удобной и привлекательной. Одним из первых трубчатую алюминиевую мебель стал разрабатывать Уоррен Макартур (Warren McArthur). Изначально она предназначалась для офисов, но впоследствии заняла место в домах ценителей нового дизайна - в том числе, у Марлен Дитрих и других голливудских звезд.

С началом 50-х годов, на заре эры массового потребления, предметы из алюминия стали ассоциироваться с новым оптимистичным стилем жизни. Во дворах и садах появились складные стулья из алюминиевых трубок и нейлона - наглядные примеры использования военных технологий в мирных целях, а на столах - наборы для прохладительных напитков из яркого анодированного алюминия.

Без алюминия было бы невозможно появление интерьера в стиле хай-тек. Обилие стекла и металла в нем зрительно расширяет пространство и прекрасно подходит для обстановки как жилого, так и офисного помещения. Кроме этого, использование этого металла значительно облегчает вес всех конструкций, делая их менее громоздкими. Алюминиевая мебель уже стала интерьерной классикой.

К таковым, например, относится стул одного из отцов-основателей и гуру хай-тека, знаменитого архитектора и дизайнера Нормана Фостера. Уникальный объект, признанный иконой стиля. Сам Фостер говорил, что ценит этот стул за «анонимный характер», полностью отвечающий его представлениям о внутреннем интерьерном пространстве.

Немало алюминиевых предметов интерьера создал и другой знаменитый дизайнер Филипп Старк. Для него особую роль всегда играла 100%-ая перерабатываемость алюминия. Дизайнер считал уникальной возможность создания «бесконечного» предмета интерьера. Стулья Старка - это одновременно и предметы интерьера, и арт-объекты.

Еще одним примером одновременно и мебели, и арт-объекта можно назвать стол совместного творчества главного дизайнера Эппл Джонатана Айва и дизайнера Майка Ньюсона. Он изготовлен из анодированного алюминия и стилистически продолжает дизайнерскую минималистическую концепцию всей продукции Apple.

Если в обстановке помещений алюминий - это, скорее, высокая мода, то в изготовлении садовой и дачной мебели его первенство неоспоримо. Складные стулья, кресла, дачные диваны-качели и столики, переносные складные стулья в уютных уличных кафе, легкие и компактные стеллажи - легкость и практичность алюминия делает его наиболее приемлемым для такой мебели.

Один из мировых флагманов в этой сфере - испанская компания Indecasa, работающая на рынке с 1963 года. «Если в мебели Indecasa нет алюминия, то это не мебель Indecasa», - говорил ее глава Франсиско Лопес де Вега.

Впрочем, алюминий в интерьере есть абсолютно в каждом доме, вне зависимости от дизайна обстановки, - в зеркалах. Дело в том, что именно алюминий является тем самым отражающим слоем, благодаря которому стекло становится зеркалом.

Он - не единственный металл, использующийся в этих целях, но алюминий, имея высокий коэффициент отражения, дает прекрасные показатели по этой характеристике как в ультрафиолетовом (видимом), так и в инфракрасном диапазоне. Для сравнения: серебро - в видимом и в инфракрасном; золото - в инфракрасном.

Необычный, но многим знакомый с детства пример применения алюминия в интерьере - искусственная новогодняя елка из серебристой мишуры, которая тоже изготавливается из алюминия. Такие елки были очень популярны в США в 50-60-х годах XX века и до сих пор встречаются в чуланах и на чердаках наших бабушек. Ну а сама елочная мишура по-прежнему - обязательный атрибут празднования Нового года.

Используется алюминий и в интерьерных объектах высокого стиля - статуэтках и арт-хаусных объектах. В скульптуре работа с алюминием весьма сложна и трудоемка. Его температура плавления значительно ниже, чем, например, у бронзы, но зато этот металл легко окисляется. Отливку из алюминия приходится делать в инертной среде - в атмосфере азота аргона и углекислого газа. Поэтому первые алюминиевые статуэтки были небольшими и в конце XIX века служили настольными украшениями.

Но уже во второй половине XX века алюминиевые статуи делались уже в размере нескольких метров. Сегодня к алюминию обращаются, в основном, арт-хаусные художники, ценящие в нем возможность создавать невесомые, но прочные конструкции. Кстати, алюминий легко декорируется под серый чугун или золотистую бронзу. Для этого используется процесс анодирования металла.

Один из известнейших мировых скульпторов, активно использующих алюминий - наш соотечественник Вадим Сидур. В 60-х годах XX века он создал целый ряд уникальных с художественной точки зрения скульптур. Одни из его наиболее известных работ - Связи, Памятник погибшим от насилия в Касселе (Германия), Треблинка в Берлине (Германия).

  Применение алюминия в потребительских товарах

Чтобы убедиться, что алюминий стал частью нашей повседневной жизни, достаточно оглянуться вокруг. Возможно, этот текст вы читаете с устройства, корпус которого выполнен из алюминия. Планшеты и плоские телевизоры, спортивное снаряжение и мебель, зеркала и кофеварки - эти и многие другие виды товаров производятся с использованием «крылатого» металла.

    Алюминий в бытовой технике и электронике

Производители смартфонов, планшетов, ноутбуков, плоских телевизоров, мониторов и другой техники все чаще используют алюминий. Красота и практичность - залог растущей популярности «крылатого» металла в этой отрасли. Техника в алюминиевом корпусе выглядит стильной и надежной, оставаясь при этом легкой и прочной.

Производители алюминия предлагают дизайнерам и инженерам новые усовершенствованные алюминиевые сплавы - с анодированием и без, полированные и матовые, рифленые и гладкие, которые позволяют реализовывать самые сложные и интересные дизайнерские решения.

В продукции мировых гигантов электроники алюминий успешно заменяет собой сталь и пластик: он прочнее и надежнее пластика, легче стали, отлично отводит тепло, неизбежно образующееся при работе любой техники. Именно поэтому лучшие модели современных плоских телевизоров от лидеров рынка, таких как Samsung, LG, Sony, Philips и других производителей выполнены из алюминия.

Только в 2014 году продажи таких телевизоров в мире выросли на 5% и составили, по экспертным оценкам, 215 млн единиц - для сравнения, это в полтора раза больше, чем все население Российской Федерации.

Ведущий производитель смартфонов и планшетов в мире американская компания Apple активно использует алюминий во всей линейке продукции. И если в первом поколении самых продаваемых смартфонов в мире - iPhone - алюминий использовался лишь частично, то начиная с пятого поколения, из этого металла производится полностью корпус устройства.

Не отстает и основной конкурент Эпл - корейский производитель Samsung, который также начал выпуск алюминиевых смартфонов.

Из алюминия также делаются корпуса ноутбуков Apple MacBook всех модификаций. Дизайнеры и инженеры компании поняли, что если заменить большое количество компонентов, из которых состоит корпус ноутбука, всего лишь одним, то это позволит существенно снизить вес ноутбука и сделать его в разы тоньше. Единственный способ получить такую деталь - изготовить ее из цельного куска алюминия. В Эпл этот корпус назвали Unibody.

Выбор в пользу алюминия делают и люксовые бренды электроники. Например, датская Bang&Olufsen, специализирующаяся на разработке и производстве дорогостоящих аудио-видеосистем и телефонов, уже много лет производит корпуса для своих товаров из алюминия.

Кроме достижения высоких потребительских качеств, а именно качества звука, корпус из алюминия дает широчайшие дизайнерские возможности. Товары Bang&Olufsen даже выставлялись в музеях современного искусства. Именно эта компания является поставщиком звуковых систем и радиоаппаратуры для автомобилей Audi, Aston Martin, Mercedes-Benz, BMW.

    Применение алюминия на кухне

Пожалуй, ни одна кухня не обходится без алюминия. Речь не только о корпусах бытовой техники, но и о современной, технологичной, безопасной и красивой посуде - от кастрюль и сковородок до форм для выпечки и мясорубок.

Такую посуду легко мыть, она прекрасно проводит тепло и позволяет равномерно нагреваться всей площади изделия, устойчива к появлению вмятин и царапин, не подвержена коррозии, не будем забывать и о дизайнерских достоинствах алюминия.

Благодаря высокой теплопроводимости - почти в 2,5 раза выше, чем у стали - алюминиевая кастрюля поглощает только 7% получаемого тепла, а остальное отдает пище. Из алюминиевых сплавов с марганцем отливают толстую посуду: гусятницы, сковороды и казаны. Кстати, именно такой посуде отдают предпочтения профессиональные повара.

Но существует и более дешевая, массовая, алюминиевая посуда, производимая не литьем, а штамповкой. В целях пищевой безопасности и долговечности такой посуды она эмалируется; получаются столь распространенные сковороды с антипригарным полимерным покрытием.

И если раньше готовить на них можно было только используя деревянную или тефлоновую лопатку, чтобы не сцарапать покрывающий слой, то современные производители научились делать его настолько крепким, что повредить его не всегда получится даже ножом.

К слову, даже при производстве стальной посуды используется алюминий - он нужен для того, чтобы кастрюля или сковорода быстрее нагревались. Такая технология называется Tri-Ply и, упрощенно, представляет собой «слоеное» термоаккумулирующее дно из толстой алюминиевой пластины между двумя листами нержавеющей стали.

Большой популярностью пользуются и алюминиевые одноразовые формы для выпечки. В отличие от резиновых, они прекрасно сохраняют форму и легко отделяются от готового изделия. При этом безопасны, нетоксичны и экологичны.

Именно из алюминия была сделана знаменитая гейзерная кофеварка Bialetti, созданная в 1933 году итальянским инженером, дизайнером и большим поклонником алюминия Альфонсо Биалетти. Они производятся и в наши дни, причем их дизайн почти не меняется, а число поклонников во всем мире только растет. Сегодня это неотъемлемый атрибут любой итальянской кухни. Bialetti уже не единственная их компания-производитель, зато неизменным остается материал изготовления - алюминий.

    Алюминий в изготовлении спортивных товаров

Небольшой вес, прочность, легкость в обработке и любовь дизайнеров обеспечили алюминию прочное место в сегменте спортивных товаров. Из сплавов на его основе изготавливают велосипедные рамы и самокаты - в основном, на эти нужны идут сплавы серий 5ххх, 6ххх и 7ххх.

Алюминий - самый распространенный материал для производства велосипедных рам. Считается, что именно такие рамы имеют лучшее соотношение вес/стоимость. Такие велосипеды быстрее разгоняются, устойчивы к коррозии и необходимы для агрегатов с большим весом.

Еще один предмет спортинвентаря, который прочно ассоциируется с алюминием - лыжные палки. Сначала спортсмены использовали бамбуковые палки, потом стальные. Но первые были уж слишком недолговечны и быстро расслаивались, а вторые - слишком тяжелыми.

Ситуация изменилась в 1958 году, когда американец Эдвард Скотт придумал алюминиевую лыжную палку, на смену стальному веку пришел алюминиевый. Это революционное изобретение породило новый бренд, существующий и поныне, - SCOTT - и основательно закрепило за этой маркой положение лидера в лыжной индустрии.

Алюминий также незаменим при производстве альпинистского снаряжения. В этом виде спорта особое внимание уделяется надежности и легкости продукции - альпинист доверяет снаряжению собственную жизнь и несет на себе все необходимое для выживания и восхождения. Неудивительно, что главным металлом альпинистов во всем мире является алюминий.

    Алюминий в одежде и аксессуарах

Говорить о массовости использования алюминия в одежде и аксессуарах не приходится, но если в мире моды кто-то хочет удивить публику, он достаточно часто обращается к алюминию. В начале века итальянские футуристы предлагали выпускать шляпы, отделанные алюминиевыми листами и даже алюминиевые галстуки, которые можно было скрутить таким образом, чтобы они залихватски торчали над плечом рискнувшего его надеть модника.

В 1933 году американская актриса Кэтрин Хэпберн снялась в фильме «Кристофер Стронг» в костюме мотылька, выполненном из тонких алюминиевых пластин.

Алюминий был продемонстрирован и на подиуме: в конце 60-х Пако Рабанн (Paco Rabanne) представил коллекцию металлических мини-платьев,, которые стали его фирменным знаком. А его показ 1999 года блистал платьями с алюминиевыми дисками.

Сальваторе Феррагамо (Salvatore Ferragamo) создал изящные сумочки из легкого металла, Оскар де ла Рента (Oscar de la Renta) делал алюминиевые купальники.

У Иссей Мияке (Yssey Miyake) фольга использовалась для создания «одежды будущего» в коллекции Starbust зимы 1998 года.

Но легкий металл используется не только в высокой моде: у многих женщин есть одежда с люрексом, который делают из алюминиевой фольги и пластика.

Уже в 2000-е годы алюминий в коллекциях использовали такие модельеры как Миуччи Прада, Кристиан Лакруа, Александр МакКуин и другие. Сегодня, когда металлический блеск снова вернулся в моду, в одежде снова появляются детали из алюминия. Эти вещи никогда не станут массовыми, но зато отлично подчеркивают индивидуальность и стиль их владельца.

Недаром для журнала Vogue знаменитая актриса Кирстен Данст позировала в платье из черной алюминиевой фольги, созданном великим Джоном Гальяно.

И если платье - это все же мир высокой моды, то различные алюминиевые аксессуары можно приобрести каждый из нас. Речь, прежде всего, об оправах для очков. Облегченные металлические оправы для очков, столь полюбившиеся модникам и удобные в использовании, - это очень часто алюминий.

Такие оправы долговечны, не давят на переносицу и в случае деформации легко могут быть возвращены в исходную форму. А некоторые фирмы до сих пор выпускают бижутерию из анодированного алюминия - стоит не так дорого, а выглядит уникально.

Авторы, источники и ссылки

  Создатель статьи

Автором данной статьи является Панкратова Татьяна Владимировна

vk.com/panyt2008 - профиль автора Вконтакте

Фейсбук.com/profile.php?id=1849770813 - профиль автора статьи в Фейсбук

odnoklassniki.ru/profile513850852201- профиль автора данной статьи в Однокласниках

plus.Google.com/114249854655731943816 - профиль автора материала в Гугл+

my.mail.ru/mail/pany-t2008 - профиль автора данного материала в Мой мир

Twitter.com/Kollega7- профиль создателя статьи в Твитере

layma-1000.livejournal.com - блог создателя данной статьи в Живом Журнале

  Ответственные администраторы

Корректировщик статьи - Джейкоб

Рецензент статьи - профессор, д. э. н. Хайзенберг

Главный редактор ForexAW.com - Варис смотрящий

  Источники текстов

wikipedia.org - свободная электронная энциклопедия Википедия

ru.wiktionary.org - электронный информационный онлайн Викисловарь

dic.academic.ru - словари и энциклопедии на портале Академик

bibliotekar.ru - электронная онлайн-библиотека Библиотекарь

studopedia.org - онлайн-энциклопедия для студентов Студопедия

wikiznanie.ru -электронная онлайн-энциклопедия Викизнание

bibliofond.ru - электронная онлайн-библиотека Библиофонд

grandars.ru - электронная экономическая энциклопедия Грандарс

dictionary-economics.ru - онлайн-словарь экономических терминов

studme.org - сайт с учебными материалами для студентов

abc.informbureau.com - онлайн-словарь экономических терминов

tolkslovar.ru - онлайн-сборник толковых словарей

chto-eto-takoe.ru - энциклопедический сайт о значениях слов

aif.ru - электронная газета Аргументы и факты

classes.ru - электронный сборник онлайн-словарей

slovarslov.ru - сборник словарей русского языка

ria.ru - сайт информационного агентства РИА

onlinedics.ru - крупнейший сборник онлайн-словарей

slovariya.ru - словари по экономике и юриспруденции

files.school-collection.edu.ru - сайт с материалами для учащихся

chem100.ru - электронный онлайн-справочник химика

xumuk.ru - информационный сайт о химии

webeconomy.ru - информационный сайт о всемирному хозяйству

ngpedia.ru - онлайн-энциклопедия нефти и газа

djht.ru - сайт с информацией по химии

chem21.info - сайт о химии и химической технологии

mirznanii.com - сайт для студентов Мир знаний

mining-enc.ru - электронная Горная энциклопедия

subref.ru - сайт с учебными работами для студентов

n-t.ru - электронная библиотека Наука и техника

webelements.narod.ru - сайт о периодической системе Менделеева

mineral-gum.com - официальный сайт компании MineralGum

helpiks.org - сайт с полезными советами Хелпикс

krugosvet.ru - электронная онлайн-энциклопедия Кругосвет

rusal.ru - сайт производственной компании Русал

inflora.ru - женский онлайн-журнал Ин-флора

normis.com.ua - официальный сайт компании Нормис

chem.msu.su - сайт химического факультета МГУ

about-stones.ru - информационный сайт Камни и металлы

murzim.ru - информационно-развлекательный сайт Мурзим

ido.tsu.ru - сайт Института дистанционного образования

foxford.ru - сайт с учебными материалами

ereport.ru - сайт с экономической информации по разным странам

aluminiumleader.ru - информационный сайт об алюминии

aluminium-guide.ru - сайт со сведениями об алюминии

cmmarket.ru - сайт о мировых товарных рынках

metalresearch.ru - сайт аналитической группы Металлургические исследования

promplace.ru - сайт о товарах и услугах

bankreferatov.ru - сайт с учебными материалами для школьников

medical-enc.ru - информационный сайт Медицинская энциклопедия

studall.org - сайт с учебными материалами

sovety-tut.ru - блог с полезными советами и рекомендациями

for-engineer.info - информационный сайт Инженерный справочник

geo-politica.info - информационно-новостной сайт Гео-политика

rosmetsplav.ru - официальный сайт компании Росметсплав

newsruss.ru - информационный сайт о России

geo.1september.ru - сайт с учебными материалами 1 сентября

worldofscience.ru - сайт с рефератами и конспектами Мир науки

wiki.web.ru - информационный сайт о геологии Геовикипедия

vims-geo.ru - сайт Всероссийского института минерального сырья

directeconomic.ru - информационный сайт об экономике

geokniga.org - информационный сайт о геологии

mining-media.ru - сайт о горной промышленности

mineral.ru - информационный сайт о геологии и полезных ископаемых

geology.gov.kz - сайт Комитета геологии и недропользования Казахстана

jamaica-vision.narod.ru - информационный сайт о Ямайке

wikimapia.org - сайт с расположением объектов на карте

vunivere.ru - сайт с учебными работами для студентов

ksam.org - сайт Координационного совета азербайджанской молодежи

discoverkola.com - сайт Геотуризм на Кольском полуострове

arcticaoy.ru - сайт со статьями на разные темы

mining industry.kz - сайт о горнодобывающей промышленности

ruslomnews.com - сайт о рынках металлургического сырья и перевозок

minprom.ua - сайт информационного агентства Минпром

aljasira-essaouira.com - информационный сайт об ОАЭ

hyno.ru - сайт Политический атлас современности

mykonspekts.ru - сайт для учащихся Мои конспекты

metallicheckiy-portal.ru - информационно-новостной сайт Металлический портал

wikipro.ru - электронная отраслевая энциклопедия Википро

pcmet.su - официальный сайт компании Промцветмет

newchemistry.ru - портал о химии Новые химические технологии

hugebuilding.ru - информационный сайт о строительстве

splav-kharkov.com - информационный сайт Марочник стали и сплавов

alfametal.ru - сайт компании Альфа-металл

  Использованные сервисы

forexaw.com - информационно-аналитический портал по финансовым рынкам

Google Inc..ru - крупнейшая поисковая система в мире

youtube.com - видеохостинг с видео различной тематики

rutube.ru - видеохостинг с различным видео

video.google.com - поиск видео в интернете черег Google Inc.

translate.google.ru - переводчик от поисковой системы Гугл

sites.google.com - сервис информации о сайтах Google Inc. Сайты

maps.google.ru - карты от Google Inc. для поиска мест описываемых в материале

Yandex.ru - крупнейшая поисковая система в России

wordstat.yandex.ru - сервис от Яндекса позволяющий анализировать поисковые запросы

video.yandex.ru - поиск видео в интернете через Яндекс

images.yandex.ru - поиск картинок через сервис Яндекса

otvet.mail.ru - сервис ответов на вопросы

rabota.mail.ru - сервис поиска работы, вакансий и информации о компаниях

slovari.yandex.ua - сервис словарей на Яндексе

ru.tradingeconomics.com - сайт с макроэкономическими показателями