Quimica del aluminio

La química del 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 enmuchos 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 sualta resistencia a la 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 XX[2] el metal que más se utiliza después del acero.
Fue aislado por primera vez en 1825 por el físico danés H.C. Oersted. El principal 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

Centavo estadounidense y trozo de aluminio. El centavo ha sido una moneda fabricada durante años en cobre. En 1974 se fabricó enaluminio, por el valor mismo de los materiales. La moneda en aluminio fue posteriormente rechazada.
Aunque el aluminio es un material muy abundante en la corteza terrestre (8%), raramente se encuentra libre debido a su alta reactividad, por lo que normalmente se encuentra formando óxidos e hidróxidos, que a su vez se hallan mezclados con óxidos de otros metales y con sílice.
El mineral del que se extraeel aluminio casi exclusivamente se llama bauxita. Las bauxitas son productos de erosión, ricos en aluminio (del 20% al 30% en masa), procedentes de rocas madres silicatoalumínicas. Están formadas por hidróxidos de aluminio (hidrargilita-gibbsita Al (OH)3, bohemita AlOOH y diasporita AlOOH), óxidos de hierro y titanio así como ácido silícico (caolinita y cuarzo). Primero se extrajo en Les Baux —deahí su nombre—, Francia y desde entonces se ha encontrado en muchos lugares en todo el mundo. Actualmente, la mayor parte de la minería de bauxita está situada en el Caribe, Australia, Brasil y África, que producen bauxitas más fáciles de disgregar que las europeas.
Existen otras materias primas, como silicatos alumínicos (arcilla, anortosita, residuos del lavado de la hulla) que son menaspobres de aluminio, con una riqueza de entre un 10% y 20% en masa. La producción a partir de estas menas es posible, pero actualmente no es rentable.
Producción mundial de aluminio
En 2006 la producción mundial de este metal ascendía a 33,1 millones de toneladas. Los mayores productores mundiales son China (con 8,7 millones de toneladas al año) y Rusia (con 3,7). De esta producción, una parte muyimportante se debe al reciclado, mientras que el resto procede de las reservas de bauxita.[11]
Producción de alúmina por proceso Bayer
Proceso Bayer

Bauxita
El proceso Bayer, inventado por Karl Bayer en 1889, es el método utilizado mayoritariamente para producir alúmina a partir de la bauxita.
El proceso comienza con un lavado de la bauxita molida con una solución de sosa cáustica a altapresión y temperatura. Los minerales de aluminio se disuelven mientras que los otros componentes de la bauxita, principalmente sílice y óxidos de hierro y titanio permanecen sólidos y se depositan en el fondo de un decantador de donde son retirados.
A continuación se recristaliza el hidróxido de aluminio de la solución y se calcina a más de 900 °C para producir una alúmina, Al2O3, de alta calidad....