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  • Acerca del Metal

Sir Humphrey Davy: En 1807 trató de reducir alúmina por calentamiento con potasio y electrolizando la mezcla. Aunque no tuvo éxito en la producción de aluminio, él estuvo convencido que la alúmina tenía un metal como un mayor componente y le dio el nombre “aluminum”.

Hans Christian Oersted. En 1825 el físico y químico danés H. C. Oersted fue el primero en aislar aluminio puro. Redujo cloruro de aluminio anhidro con una aleación de potasio y mercurio, y entonces destilo mercurio, saliendo una cantidad pequeña de aluminio puro.

Friedrich Wohler. En 1827 Friedrich Wohler, un químico alemán redujo el cloruro de aluminio directamente por reacción con potasio metálico, obteniendo aluminio en la forma de un polvo verde

Henri Sainte-Claire Deville. En 1854, cambio el método de Wohler sustituyendo el potasio por sodio. Hizo posible la obtención de barras de aluminio tan grandes como mármoles. El proceso de Deville bajó el costo de la producción de aluminio e inicio la producción comercial de este metal.

Robert Wilhelm Bunsen. Produjo Aluminio puro por electrólisis de una mezcla fusionada de cloruro de aluminio-sodio. Sin embargo, el proceso fue abandonado por el alto consumo de energía y reactivos.

Charles Martin Hall y Paul T. Héroult. En 1886 C.M. Hall aplico una patente en la cuál propuso la producción de aluminio puro por la electrolisis de alumina y criolita. Este proceso fue una llave en la industria del aluminio moderno. Al mismo tiempo que Hall, P.T. Héroult patentó su proceso, idéntico al de Hall, aunque su patente fue registrada 2 meses después que la de Hall. Consecuentemente, el proceso electrolítico moderno para la extracción de aluminio es generalmente conocido hoy en día como el proceso Hall-Heroult.

Karl Josef Bayer. En 1889 patentó el proceso que lleva su nombre, este proceso se basa en la disolución de la bauxita con hidróxido de sodio para producir alúmina. Este proceso fue imponiéndose hasta convertirse, a partir de los años 1960, en la única fuente industrial de alúmina; y por tanto, combinado con el proceso Hall-Héroult, el proceso de obtención de aluminio  usado mundialmente.

Datos técnicos del Aluminio

Historia del Aluminio

En 1761, de Morveay propuso el nombre "alumine" para la base en el alumbre, mientras que, en 1807, Davy propuso el nombre "aluminium" para el metal que aún no se había descubierto. Más tarde, Davy cambió el nombre a "aluminum". Finalmente, la IUPAC adoptó la ortografía "aluminium" para confirmar con la terminación "-ium" de la mayoría de los elementos, y esta ortografía es el estándar internacional. En los Estados Unidos, la ortografía aceptada cambió de "aluminium" a "aluminum" en 1925, pero los estadounidenses todavía se refieren al metal como "aluminum".

Totten, G. E., & MacKenzie, D. S. (2003). Handbook of Aluminum: Vol. 1: Physical Metallurgy and Processes. Taylor & Francis.

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Aleaciones

El aluminio es un material muy versátil que puede desarrollar una amplia gama de propiedades físicas y mecánicas, desde el aluminio de alta pureza hasta las aleaciones más complejas. Se reconocen más de 300 composiciones de aleaciones y se han desarrollado muchas variaciones adicionales a nivel internacional y en relaciones entre proveedores y consumidores.

El aluminio es un material ligero con una baja densidad en comparación con otros materiales como el acero, el cobre y el latón. Además, tiene una excelente resistencia a la corrosión en una amplia variedad de ambientes.

Properties and Selection: Nonferrous Alloys and Special-Purpose Materials was published in 1990 as Volume 2 of the 10 Edition Metals Handbook. With the second printing (1992), the series title was changed to ASM Handbook. The Volume was prepared under the direction of the ASM International Handbook Committee.

Producción de Aluminio

El aluminio se define en dos clases: primario y secundario. El aluminio primario se obtiene directamente de la bauxita. Se denomina aluminio secundario a aquel que resulta de la recuperación de residuos.

Delgado, Federico Millán, Diana Pilar Sánchez García, and Jhon Jairo Olaya Flórez. "Reciclaje de aluminio: oportunidades de desarrollo en Bogotá (Colombia)." Gestión y ambiente 18.2 (2015): 135-152.

Propiedades del Aluminio

Valencia

3

Número atómico

13

Estado de oxidación

+3

Masa atómica

26,9815 g/mol

Densidad

2,79 g/ml

Punto de ebullición

2792 K (2519°C)

Punto de fusión

933, 47 K (660 °C)

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El Aluminio: Un metal en el auge en la industria actual

El aumento espectacular en el consumo del aluminio es prueba de lo que este metal significa en la industria

moderna. El aluminio sigue al hierro entre los metales de mayor consumo anual. Es el

más importante de los metales no ferrosos y siguen aumentando las facilidades de producción por la expectativa de una creciente demanda mundial.

Manual del Aluminio, ALCAN, 1972.

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Aluminio: Un metal de su tiempo

ALUMINIO, el elemento metálico más abundante en la tierra, se convirtió en un competidor económico en aplicaciones de ingeniería tan recientemente como a fines del siglo XIX.

Comité Internacional del Manual ASM. "Propiedades y selección: aleaciones no ferrosas y materiales para fines especiales". ASM Internacional 2 (1992)

Reflexión y frescura en la construcción

El aluminio tiene una reflectividad de luz de más del 80 por ciento, lo que ha llevado a su amplio uso en accesorios de iluminación. El techo de aluminio refleja un alto porcentaje del calor del sol, de modo que los edificios cubiertos con este material están más frescos en verano.

Aluminum standards and data 2009 Metric SI, The Aluminum Association.

La versatilidad del aluminio en la fabricación

El aluminio destaca por su gran versatilidad en la fabricación, ya que puede ser moldeado, laminado a cualquier espesor, estampado, dibujado, hilado y forjado en cualquier forma deseada. Además, el alambre de aluminio puede ser trenzado en cables de cualquier tamaño y tipo. No hay límite para los diferentes perfiles en los que este metal puede ser extruido, lo que lo convierte en uno de los materiales más utilizados en la industria por su facilidad de manipulación y adaptabilidad a múltiples usos.

Aluminum standards and data 2009 Metric SI, The Aluminum Association

La unión hace la fuerza

El Aluminio se destaca por su capacidad de unirse a otros materiales mediante diversos métodos de unión, tales como remachado, soldadura, soldadura fuerte o blanda. Además, la amplia variedad de sujetadores mecánicos de aluminio disponibles amplifica el ensamblaje de muchos productos. Gracias a su capacidad de adaptarse a múltiples métodos de unión, el aluminio es uno de los materiales más utilizados en la fabricación de productos de todo tipo.

De los pozos a tu mesa: Usos del Aluminio

La resistencia a la corrosión y la conductividad térmica son dos características clave del aluminio en la fabricación de equipos para las industrias química y petrolera. Además, el hecho de ser un material no tóxico lo convierte en una opción ideal para equipos de procesamiento de alimentos. Estas propiedad únicas hacen del aluminio un material muy valorado en la industria.

Aluminio: Versatil e indespensable

El Aluminio es un material excepcionalmente versátil, capaz de satisfacer las necesidades de muchas aplicaciones diferentes. Con su combinación única de propiedades, este metal se utiliza cada vez más en nuevas aplicaciones que aprovechan su capacidad para adaptarse a una amplia variedad de usos. En la actualidad, el aluminio es una materia prima esencial para más de 20, 000 empresas solo en E.U., lo que demuestra su importancia en una amplia variedad de industrias y sectores comerciales.

Propiedades físicas.

Las superficies de aluminio pueden ser altamente reflectantes. La energía radiante, la luz visible, el calor radiante y las ondas electromagnéticas se reflejan eficientemente, mientras que las superficies anodizadas y oscuras pueden ser reflectantes o absorbentes. La reflectancia del aluminio pulido, en un amplio rango de longitudes de onda, hace que se seleccione para una variedad de usos decorativos y funcionales.

El aluminio típicamente muestra una excelente conductividad eléctrica y térmica, pero se han desarrollado aleaciones específicas con altos grados de resistividad eléctrica. Estas aleaciones son útiles, por ejemplo, en motores eléctricos de alto torque. El aluminio a menudo se selecciona por su conductividad eléctrica, que es casi el doble que la del cobre en una base de peso equivalente. Los requisitos de alta conductividad y resistencia mecánica se pueden cumplir mediante el uso de cables de transmisión reforzados de larga distancia y alta tensión de núcleo de acero con aluminio. La conductividad térmica de las aleaciones de aluminio, alrededor del 50 al 60% de la del cobre, es ventajosa en intercambiadores de calor, evaporadores, electrodomésticos y utensilios eléctricamente calentados, y cabezas de cilindros y radiadores de automóviles.

El aluminio es no ferromagnético, una propiedad importante en las industrias eléctricas y electrónicas. No es pirotécnico, lo que es importante en aplicaciones que implican manejo o exposición de materiales inflamables o explosivos. El aluminio también es no tóxico y se usa rutinariamente en contenedores para alimentos y bebidas. Tiene una apariencia atractiva en su acabado natural, que puede ser suave y lustroso o brillante y brillante. Puede ser virtualmente cualquier color o textura.

Reciclaje de Aluminio

De acuerdo con un artículo: El reciclaje de aluminio cambia el equilibrio hacia una mayor sostenibilidad, porque la energía necesaria para fundir aluminio a partir de chatarra es solo alrededor del 5% de la consumida en la reducción del mineral. Se estima que la cantidad de aluminio disponible para el reciclaje se duplicará para 2050.

Bibliografía
Raabe, D., Ponge, D., Uggowitzer, P. J., Roscher, M., Paolantonio, M., Liu, C., Antrekowitsch, H., Kozeschnik, E., Seidmann, D., Gault, B., De Geuser, F., Deschamps, A., Hutchinson, C., Liu, C., Li, Z., Prangnell, P., Robson, J., Shanthraj, P., Vakili, S., ... Pogatscher, S. (2022). Making sustainable aluminum by recycling scrap: The science of “dirty” alloys. Progress in Materials Science, 128(100947), 100947.
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Proceso Hall-Heroult

La producción de aluminio se basa en el proceso Hall-Heroult. La alúmina refinada a partir de la bauxita se disuelve en un baño de criolita con diversas adiciones de sal de fluoruro para controlar la temperatura, densidad, resistividad y solubilidad de la alúmina en el baño. Luego se hace pasar una corriente eléctrica a través del baño para electrólisis de la alúmina disuelta con formación de oxígeno en el ánodo de carbono y reacción con este, y recolección del aluminio como un bloque metálico en el cátodo. El metal separado se retira periódicamente, que luego se transfieren a instalaciones de fundición donde se producen Staff, A.S.M.I. (1991) ASM handbook: Properties and selection: Nonferrous Alloys and special-purpose materials. vol. 2.

Proceso Bayer

Toda la alúmina producida comercialmente a partir de la bauxita se obtiene mediante un proceso patentado por Karl Bayer en 1889. El proceso Bayer implica una lixiviación cáustica de la bauxita a temperatura y presión

elevadas, seguida de la separación de la solución resultante de alúmina sódica y la precipitación selectiva de aluminio como óxido de aluminio hidratado (Al2O3 . 3H2O).

La alúmina es un polvo blanco producido a partir de minerales de bauxita mediante el tratamiento con sosa cáustica en el proceso Bayer. Las condiciones reales de procesamiento, como la temperatura de lixiviación, el tiempo de retención y la concentración cáustica, así como los costos, son influenciados por el tipo de bauxita que se va a procesar. 

Link

Totten, George E., and D. Scott MacKenzie, eds. Handbook of aluminum: vol. 1: physical metallurgy and processes. Vol. 1. CRC press, 2003.