Aluminio

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Aluminio
El aluminio es un elemento químico, de símbolo Al y número atómico 13. Se trata de un metal no ferromagnético. Es el tercer elemento más común encontrado en la corteza terrestre. Los compuestos de aluminio forman el 8% de la corteza de la tierra y se encuentran presentes en la mayoría de las rocas, de la vegetación y de los animales.1 En estado natural se encuentra en muchos silicatos(feldespatos, plagioclasas y micas). Como metal se extrae únicamente del mineral conocido con el nombre de bauxita, por transformación primero en alúmina mediante el proceso Bayer y a continuación en aluminio metálico mediante electrólisis.
Este metal posee una combinación de propiedades que lo hacen muy útil en ingeniería mecánica, tales como su baja densidad (2.700 kg/m3) y su alta resistencia ala corrosión. Mediante aleaciones adecuadas se puede aumentar sensiblemente su resistencia mecánica (hasta los 690 MPa). Es buen conductor de la electricidad y del calor, se mecaniza con facilidad y es relativamente barato. Por todo ello es desde mediados del siglo XX2 el metal que más se utiliza después del acero.
Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H. C. Oersted. Elprincipal inconveniente para su obtención reside en la elevada cantidad de energía eléctrica que requiere su producción. Este problema se compensa por su bajo coste de reciclado, su dilatada vida útil y la estabilidad de su precio.

Producción de Aluminio.
Para la obtención del aluminio se usan menas que contienen Al2O3. Entre estas están las:
1. Bauxitas: Las bauxitas contienen el equivalente a30-57% de Al2O3 en forma de hidróxido de aluminio Al(OH)3 ; 17-35% de Fe2O3 ; 3-13% de SiO2 ; 2-4% de TiO2 ; hasta 3% de CaO y 10-18% de H2O
2. Nefelinas: Las nefelinas se producen en forma de colas, después del beneficio de rocas de apatitas y contienen cerca de 30% de Al2O3 ; 20% de Na2O+K2O ; 40-45% de SiO2 ; 2-4% de CaO y 2-4% de Fe2O3.
3. Alunitas: Las alunitas contienen 20-21% Al2O3 ; 4.5-5%de Na2O+K2O ; 22-23% de SO3 ; 41-42% de SiO2 ; 4-5% de Fe2O3 y 6-7% de H2O.
4. Caolines.
Las menas principales para la producción de aluminio son las bauxitas y las nefelinas. Al usarse las nefelinas para la producción de aluminio se obtienen valiosos productos derivados; la potasa y la sosa caústica.
El proceso tecnológico para la elaboración del aluminio se divide, en lo fundamental, endos etapas:
1. La obtención de la alúmina (Al2O3) a partir de la mena.
2. La obtención del aluminio a partir de la alúmina.
Obtención de la alúmina.
Para obtener la alúmina desde la mena se usan diferentes procedimientos, dos de los cuales son:
1. Tratamiento con sosa caústica.
2. Tratamiento con carbonatos.
Tratamiento con sosa caústica.
Este método es mas conveniente cuando lacantidad de de sílice (SiO2) es menor del 5% en la mena.
Según este procedimiento, la bauxita se muele y se carga a unos autoclaves para su lixiviación. A los autoclaves de agrega una disolución de sosa caústica y se da vapor hasta una presión de trabajo de 12 atm y una temperatura de 160-170oC.
La alúmina, que se encuentra en la bauxita en forma de hidróxido de aluminio, reacciona con la sosa y pasaa la disolución en forma de aluminato sódico (Na2O.Al2O3):
2Al(OH)3 + 2NaOH ==> Na2O.Al2O3 + 4H2O

Los óxidos de hierro presentes, no reaccionan y pasan a los lodos.
La sílice reacciona con la sosa y pasa a la disolución en forma de silicato sódico (Na2O.SiO2):
SiO2 + 2Na(OH) ==> Na2O.SiO2 + H2O

El silicato sódico, actúa con el aluminato sódico en la disolución y forma el aluminio-silicatosódico insoluble (Na2O.SiO2.2SiO2.2H2O):
Na2O.Al2O3 + 2Na2O.SiO2 + 4H2O ==> Na2O.SiO2.2SiO2.2H2O + 4NaOH

Como resultado de esta reacción, la disolución se limpia de sílice pero cierta cantidad de aluminio para a los precipitados.
Finalmente se ha obtenido el aluminato sódico (Na2O.Al2O3) como una masa pastosa en el autoclave. Del autoclave se envía a un aparato de evaporación especial,...
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