Aluminium kan være mere til stede i dit daglige liv, end du måske tror

Billede: Bernard Hermant i Unsplash

Aluminium er et af de mest rigelige, vigtige og nuværende metaller i det moderne samfund. Hvis du ser dig omkring, vil det være svært at finde en genstand, der ikke har mindst en del lavet af aluminium. Men når alt kommer til alt, hvad er aluminium? Kend aluminiumets miljøpåvirkninger, årsagerne til, at det bruges så meget, ved, hvordan man genbruger det, og hvad er dets egenskaber.

Aluminium

Det kemiske grundstof Al , aluminium, når det er rent, har form af et sølvmetal, let og lugtfrit. Aluminium betragtes som det tredje mest forekommende kemiske element i jordskorpen og det mest forekommende blandt metalelementer. Det findes dog ikke i metallisk form, som vi kender det, men i flere mineraler og ler.

Aluminium ekstraktionsproces

Det vigtigste råmateriale til metallisk aluminium er aluminiumoxid. Alumina ekstraheres fra en klasse af klipper kaldet bauxit gennem Bayer-processen. Det anslås, at verdensreserverne af bauxit udgør ca. 34 milliarder ton - Brasilien har 10% af dette samlede beløb (ca. 3,6 milliarder ton).

Efter opnåelse af aluminiumoxid, som er et aluminiumoxid (Al2O3), er det nødvendigt at opnå rent metallisk aluminium. Dette sker gennem en proces kaldet elektrolyse, hvor en elektrisk strøm passerer gennem aluminiumoxidet, hvilket får det til at omdannes til metallisk aluminium, det primære aluminium.

Se videoen, der på en forenklet måde forklarer produktionen af aluminium, siden ekstraktionen af bauxit.

Aluminium egenskaber

Når aluminium præsenteres i et metallisk og rent format, har det nogle egenskaber, der gør det muligt at anvende det på flere områder. Blandt dens egenskaber er:

Styrke og højt smeltepunkt (660 ºC);
Lav densitet (praktisk taget fire gange lettere end metallisk kobber);
Høj modstandsdygtighed over for korrosion
God elektrisk ledningsevne (ca. 60% af kobberledningsevne, angivet for faste installationer med større volumen, såsom elektriske transmissionsinstallationer, da det er lettere og billigere);
Det har evnen til at reflektere lys;
Let at behandle og støbe;
Vandtæt, lugtfri og ikke-brandfarlig (undtagen pulveriseret aluminium);
Mulighed for at tilføje andre elementer til materialet og derved danne legeringer med forskellige egenskaber;
Ekstremt rigelig i miljøet;
100% genanvendelig.

Aluminium, ikke kun i sin metalliske form, bruges ekstremt i flere områder, såsom i konstruktioner, materialer, keramik, industrielle processer, mad, lægemidler, kosmetik, vandbehandlinger, emballering, køretøjer, husholdningsredskaber og fly, blandt andre.

Aluminium er også meget vigtigt for ædelstensmarkedet. Rubin, safir, granat , jade og topas har aluminium i deres kompositioner.

Aluminium var og er meget vigtigt for udviklingen af det moderne samfund. På trods af at det betragtes som en næsten uudtømmelig naturressource, påvirker dens konstante og voksende udnyttelse miljøet ud over at udgøre risici for menneskers sundhed.

Profil af den brasilianske aluminiumsindustri

I øjeblikket indtager Brasilien den fjortende plads på placeringen af de lande, der mest producerer primæraluminium, og er på fjerdepladsen blandt de største aluminiumproducenter i verden. Derudover har den brasilianske aluminiumsindustri en betydelig deltagelse i landets BNP, hvilket repræsenterer ca. 4,9% af det industrielle BNP.

Miljøpåvirkninger af aluminium

Energiforbrug

På grund af det faktum, at aluminium er et meget stabilt metal, er den nødvendige energi til dets produktion ekstremt høj og når 16,5 kWh for hvert produceret kilo aluminium. Oversættelse af disse data: et kilo aluminium produceret ved hjælp af aluminiumoxid bruger i gennemsnit energi til at holde en computer i gang i 8 timer hver dag i en måned.

For hvert ton aluminium produceret i Brasilien bruger industrien i gennemsnit 14,9 megawatt / time (MWh) elektricitet om året. Denne mængde energi repræsenterer 6% af al elektricitet produceret i landet. Den energi, der bruges til at omdanne bauxit og aluminiumoxid til aluminium, er sådan, at denne branche fører placeringen af de største industrielle forbrugere af elektrisk energi i landet.

Takket være dette ekstreme energiforbrug skal det industrianlæg, der omdanner aluminiumoxid til aluminium, have eksklusive energiproduktionsstationer til sin produktion. Afhængigt af typen af energiomdannelse kan dette have endnu større indvirkning på miljøet. Ofte er disse kraftværker vandkraftige, som i modsætning til hvad mange mener ikke betragtes som en helt "ren" energikilde.

Hvad er vandkraft?

Emission af forurenende gasser

Produktionen af aluminium fra ekstraktion af bauxit til omdannelse af aluminiumoxid til aluminium genererer nogle forurenende gasser, såsom kuldioxid (CO2) og perfluorcarboner (PFC'er). Den hyppige emission af disse gasser til atmosfæren bidrager til drivhuseffekten og intensiverer processen med global opvarmning. Det er vigtigt at bemærke, at PFC-gasser er 6.500 til 9.200 gange kraftigere end kuldioxid (CO2) for at skabe drivhuseffekten.

Kulstofækvivalent: hvad er det?

Rødt mudder

Rødt mudder er det populære navn for den uopløselige rest, der genereres i produktionen af aluminiumoxid under afklaringsfasen af Bayer-processen. Sammensætningen af det røde mudder varierer afhængigt af sammensætningen af den bauxit, der anvendes i processen. De mest almindelige elementer til stede i rødt mudder er jern, titanium, silica og aluminium, som ikke kan ekstraheres med succes.

Det røde mudder består af meget fine partikler og er ekstremt basisk (pH 10 ~ 13). På grund af den høje pH kan dette slam forårsage forbrændinger, når det kommer i kontakt med huden. Litteraturdata viser, at der genereres en variation mellem 0,3 og 2,5 ton rødt mudder for hvert produceret ton aluminiumoxid. Hvert år produceres omkring 90 millioner tons af dette affald i verden. De skal bortskaffes på passende steder, normalt bortskaffelsesdamme, der er konstrueret med høje omkostningsteknikker, der forhindrer udvaskning af deres komponenter og den deraf følgende forurening af overfladevandområder og grundvand.

Den Environmental Protection Agency (EPA) , US Environmental Protection Agency, mener ikke, rødt slam som et giftigt affald. Men fordi det er en ekstremt rig rest af metaller og har en meget høj alkalinitet, kan slammet have en meget stærk indflydelse på miljøet og ændre dets egenskaber og stabilitet.

Som i tilfældet med dæmninger til jernmalm, kan afgang fra aluminiumsproduktion også forårsage alvorlige ulykker. I 2010 efterlod et rødt mudderudslip ni døde og en scene for ødelæggelse i en landsby i Ungarn. Se resultatet af denne ulykke i videoen.

Partiklerne i det røde mudder er meget fine, hvilket gør dem til at have et stort overfladeareal, et meget interessant kendetegn for teknologiske anvendelser. Adskillige undersøgelser udføres for at søge efter mulige anvendelser af rødt mudder, som blandt andre keramikindustrien, civil konstruktion, overfladebehandling og spildevandsbehandling.

Genanvendelse af aluminium

Aluminium betragtes som et 100% genanvendeligt materiale, da det ikke nedbrydes i genbrugsprocessen. Hvis et kilo aluminium genanvendes, vil det teoretisk blive genvundet et kilo. Derudover bruges kun 5% af den energi, der er nødvendig for at producere den samme mængde primæraluminium, for at genbruge et ton aluminium, dvs. genbrug af aluminium giver 95% elbesparelser. Derfor har Brasilien en fremtrædende position på listen over lande, der mest genbruger aluminiumsdåser.

Blandt fordelene ved genanvendelse af aluminium er:

Evne til at blive genbrugt uendeligt uden at miste dets egenskaber;
Genbrug af et kilo aluminium forbruger kun 5% af den nødvendige energi til at producere et kilo aluminium fra bunden;
Hvert ton genanvendt aluminium sparer ni tons CO2 (hvert ton CO2 svarer til at køre ca. 4800 km);
Hvert ton genanvendt aluminium konserverer fem tons bauxit.
Hver genanvendt aluminium kan spare nok energi til at lade et tv være tændt i 3 timer.

Genvindingsprocessen af aluminium består grundlæggende af opvarmning, indtil den er helt smeltet, når aluminiumet bliver flydende. Derefter sættes det i former til dannelsen af ingotsne og afkøles derefter, indtil det er solidt. For at genbruge dåser kræves der først inspektion for at fjerne papir, plast og andre materialer end aluminium. Efter inspektion presses dåsen for at tage mindre plads og hurtigt "smeltes".

Der er nogle legender om genbrug af aluminium. Den ene vedrører ringens sammensætning. Ifølge historien, hvis du fyldte en PET-flaske på en eller to liter med dåsenes ringe, ville det være mere end 100 reais værd, fordi ringen ville indeholde ædle metaller, såsom guld eller sølv. Dette er falske oplysninger. Faktisk er ringen mindre værd end selve dåsen, da dens sammensætning er dårlig i aluminium. Derfor modtager nogle institutioner store mængder ringe og sælger materialet som et sæt ved hjælp af pengene til at købe rullestole. Dette er endnu en af de historier, der cirkulerer og generer tvivl, men det er ikke en legende. Faktisk er der projekter, der beskæftiger sig med denne type donation.

Find ud af mere i artiklen: "Kan forsegle: tage det ud eller ikke tage det ud af aluminiumsdåsen".

Aluminium i dit daglige liv

Aluminium er meget til stede i samfundets daglige liv. I øjeblikket ville det være umuligt at opretholde tempoet i den industrielle udvikling uden dette element. Det udgør en stor del af de genstande, vi bruger og spiser: sodavand, antiperspiranter, skudsikkert glas, vandrensningsmekanismer, flyvinger samt køkkenredskaber, såsom bestik og pander. Det elektroniske udstyr, du bruger til at læse denne tekst, har bestemt aluminium i nogle af dets dele.

I tilfælde af mad reagerer aluminium med luft og danner et beskyttende lag med ilt, hvilket forhindrer aluminium i at overføres til mad. Det er værd at nævne, at det ikke anbefales at slibe eller vaske indersiden af aluminiumspotter med den grove del af svampen, da dette kan bryde denne beskyttelse og lade aluminium være udsat. Hvis dette er sket, kog vand i et par minutter, fjern vandet, og opvarm det uden tørring af gryden, indtil det er helt tørt.

Toksicitet

Aluminium er det eneste rigelige element i naturen, der ikke har nogen vital funktion for ethvert biologisk system i organismen, hvilket er underligt set fra et evolutionært synspunkt, da naturen generelt vælger de mest rigelige elementer som vitale for biologiske systemer. "Vi har ingen beviser for, at enhver organisme aktivt bruger aluminium til noget gavnligt formål," siger professor i bioinorganisk kemi og specialist i aluminiums økotoksikologi, Christopher Exley, fra Keele University, UK.

United States Food and Drug Administration (FDA), Brazilian Aluminium Association (ABAL) og European Aluminium Association ( European Aluminium ) hævder, at aluminium ikke er giftigt for raske mennesker, da metallet er lavt tarmabsorption - den lille del, der absorberes, kommer ind i kredsløbssystemet og elimineres derefter af nyresystemet.

Men folk, der har svækket nyrefunktion eller kronisk nyresvigt og for tidlige babyer, kan akkumulere aluminium i deres kroppe. I knoglevæv "udskiftes" metal med calcium og forårsager slidgigt, og i hjernevæv kan det forårsage encefalopati. FDA klassificerer aluminiumsalte i fødevarer og vacciner som "generelt anerkendt som sikre (GRAS)". I nogle vacciner betragter FDA aluminiumsalte som tilsætningsstoffer, der forbedrer de ønskede effekter.

Nogle forskere og forskere er ikke enige i disse påstande og forsøger at bevise den direkte forbindelse mellem aluminium og forskellige reaktioner og sygdomme. Selv om der hidtil ikke er nogen direkte beviser, er der mange beviser, der forbinder aluminium med forskellige allergier, brystkræft og endda Alzheimers. Undersøgelser viser, at tilstedeværelsen af aluminium er meget højere end normalt i disse tilfælde (det normale ville ikke være at have aluminium), men ingen undersøgelser har bevist, at aluminium er direkte relateret til udbruddet af disse sygdomme, eller om høje niveauer af aluminium hos disse patienter de er en konsekvens af sygdommen.