Aluminij je možda prisutniji u vašem svakodnevnom životu nego što mislite

Slika: Bernard Hermant u Unsplash-u

Aluminij je jedan od najzastupljenijih, najvažnijih i najprisutnijih metala u modernom društvu. Ako se osvrnete oko sebe, bit će teško pronaći bilo koji predmet koji nema barem jedan dio izrađen od aluminija. Ali, na kraju krajeva, što je aluminij? Znati utjecaje aluminija na okoliš, razloge zašto se tako koristi, znati kako ga reciklirati i koja su njegova svojstva.

Aluminij

Kemijski element Al , aluminij, kada je čist, ima oblik srebrnog metala, lagan i bez mirisa. Aluminij se smatra trećim najrasprostranjenijim kemijskim elementom u zemljinoj kori i najzastupljenijim među metalnim elementima. Međutim, ne nalazi se u metalnom obliku kakvog poznajemo, već u nekoliko minerala i glina.

Postupak ekstrakcije aluminija

Glavna sirovina za metalni aluminij je glinica. Aluminijev oksid se izvlači iz klase stijena koja se naziva boksit, Bayerovim postupkom. Procjenjuje se da svjetske rezerve boksita iznose oko 34 milijarde tona - Brazil ima 10% od ove ukupne količine (oko 3,6 milijardi tona).

Nakon dobivanja glinice, koja je aluminijev oksid (Al2O3), potrebno je dobiti čisti metalni aluminij. To se događa kroz proces koji se naziva elektroliza, u kojem električna struja prolazi kroz glinicu, što uzrokuje njezinu transformaciju u metalni aluminij, primarni aluminij.

Pogledajte videozapis koji na pojednostavljeni način objašnjava proizvodnju aluminija od vađenja boksita.

Svojstva aluminija

Kada je aluminij predstavljen u metalnom i čistom formatu, on ima neke karakteristike koje omogućuju njegovu primjenu u nekoliko područja. Među njegovim svojstvima su:

Čvrstoća i visoko talište (660 ºC);
Niske gustoće (praktički četiri puta lakši od metalnog bakra);
Visoka otpornost na koroziju;
Dobra električna vodljivost (oko 60% bakrene vodljivosti, naznačeno za fiksne instalacije većeg volumena, poput instalacija za električni prijenos, jer je lakša i jeftinija);
Ima sposobnost odbijanja svjetlosti;
Jednostavna za obradu i oblikovanje;
Vodootporan, bez mirisa i nezapaljiv (osim aluminijskog praha);
Mogućnost dodavanja ostalih elemenata u materijal, čime se formiraju legure različitih svojstava;
Izuzetno bogat u okolišu;
100% moguće reciklirati.

Aluminij, ne samo u svom metalnom obliku, izuzetno se koristi u nekoliko područja, poput konstrukcija, materijala, keramike, industrijskih procesa, hrane, farmaceutskih proizvoda, kozmetike, tretmana vodom, pakiranja, vozila, kućanskih potrepština i aviona, između ostalog.

Aluminij je također vrlo važan za tržište dragog kamenja. Rubin, safir, granat , žad i topaz imaju aluminij u svojim sastavima.

Aluminij je bio i vrlo je važan za razvoj modernog društva. Iako se smatra praktično neiscrpnim prirodnim resursom, njegovo stalno i sve veće iskorištavanje utječe na okoliš, uz predstavljanje rizika po ljudsko zdravlje.

Profil brazilske aluminijske industrije

Trenutno Brazil zauzima četrnaesto mjesto na ljestvici zemalja koje najviše proizvode primarni aluminij i na četvrtom je mjestu najvećih svjetskih proizvođača glinice. Uz to, brazilska aluminijska industrija ima značajno sudjelovanje u BDP-u zemlje, što predstavlja oko 4,9% industrijskog BDP-a.

Utjecaj aluminija na okoliš

Potrošnja energije

Zbog činjenice da je aluminij vrlo stabilan metal, energija potrebna za njegovu proizvodnju izuzetno je velika, dosežući 16,5 kWh za svaki kilogram proizvedenog aluminija. Prevođenje ovih podataka: kilogram aluminija proizvedenog glinicom troši u prosjeku energiju kako bi računalo radilo 8 sati svaki dan, mjesec dana.

Za svaku tonu aluminija proizvedenog u Brazilu, industrija troši u prosjeku 14,9 megavata / sat (MWh) električne energije godišnje. Ova količina energije predstavlja 6% sve električne energije proizvedene u zemlji. Energija koja se koristi za pretvaranje boksita i glinice u aluminij takva je da ova grana industrije vodi na ljestvici najvećih industrijskih potrošača električne energije u zemlji.

Zahvaljujući ovoj ekstremnoj potrošnji energije, industrijsko postrojenje koje će transformirati glinicu u aluminij mora imati ekskluzivne stanice za proizvodnju energije za svoju proizvodnju. Ovisno o vrsti pretvorbe energije, to može imati još veći utjecaj na okoliš. Te su elektrane često hidroelektrične, što se, suprotno onome što mnogi misle, ne smatra potpuno "čistim" izvorom energije.

Što je hidroelektrana?

Emisija zagađujućih plinova

Proizvodnja aluminija, od ekstrakcije boksita do transformacije glinice u aluminij, stvara neke zagađujuće plinove, kao što su ugljični dioksid (CO2) i perfluorokarboni (PFC). Česta emisija ovih plinova u atmosferu pridonosi efektu staklenika i pojačava proces globalnog zagrijavanja. Važno je napomenuti da su plinovi PFC 6.500 do 9.200 puta snažniji od ugljičnog dioksida (CO2) za stvaranje efekta staklenika.

Ekvivalent ugljika: što je to?

Crveno blato

Crveno blato je popularni naziv za netopivi ostatak koji nastaje u proizvodnji glinice tijekom faze bistrenja Bayerovog postupka. Sastav crvenog blata varira, ovisno o sastavu boksita koji se koristi u procesu. Najčešći elementi prisutni u crvenom blatu su željezo, titan, silicijev dioksid i aluminij koji se ne mogu uspješno ekstrahirati.

Crveno blato tvore vrlo sitne čestice i izuzetno je alkalno (pH 10 ~ 13). Zbog visokog pH, ovaj mulj može izazvati opekline u dodiru s kožom. Podaci iz literature pokazuju da se za svaku proizvedenu tonu glinice stvara varijacija između 0,3 i 2,5 tone crvenog mulja. Svake se godine u svijetu proizvede oko 90 milijuna tona ovog otpada. Moraju se odlagati na prikladna mjesta, obično u bare za odlaganje, izgrađene skupim tehnikama koje sprječavaju pojavu ispiranja njihovih dijelova i posljedično onečišćenje tijela površinskih voda i podzemnih voda.

Agencija za zaštitu okoliša (EPA) , američka Agencija za zaštitu okoliša, crveno blato ne smatra otrovnim otpadom. Međutim, budući da je riječ o izuzetno bogatom ostatku u metalima i vrlo visokoj lužnatosti, mulj može vrlo snažno utjecati na okoliš, mijenjajući svoja svojstva i stabilnost.

Kao i u slučaju brana jalovine od jalovine, jalovina od proizvodnje aluminija također može uzrokovati ozbiljne nesreće. U 2010. godini, u izlijevanju crvenog blata devet je mrtvih i mjesto devastacije u jednom selu u Mađarskoj. Rezultat ove nesreće pogledajte u videu.

Čestice prisutne u crvenom mulju vrlo su sitne, što ih čini ogromnom površinom, vrlo zanimljivom karakteristikom za tehnološke primjene. Nekoliko je istraživanja provedeno kako bi se istražila moguća primjena crvenog blata, kao što su, među ostalim, keramička industrija, građevinarstvo, površinska obrada i obrada otpadnih voda.

Recikliranje aluminija

Aluminij se smatra 100% materijalom koji se može reciklirati, jer se ne razgrađuje u procesu recikliranja. Ako se kilogram aluminija reciklira, teoretski će se povratiti jedan kilogram. Uz to, za recikliranje tone aluminija koristi se samo 5% energije koja bi bila potrebna za proizvodnju iste količine primarnog aluminija, odnosno recikliranje aluminija osigurava 95% uštede električne energije. Stoga Brazil ima istaknuto mjesto na popisu zemalja koje najviše recikliraju aluminijske limenke.

Među prednostima recikliranja aluminija su:

Sposobnost beskonačne reciklaže bez gubitka svojstava;
Recikliranje jednog kilograma aluminija troši samo 5% energije potrebne za proizvodnju jednog kilograma aluminija od nule;
Svaka tona recikliranog aluminija štedi devet tona CO2 (svaka tona CO2 ekvivalentna je vožnji od oko 4800 km);
Svaka tona recikliranog aluminija čuva pet tona boksita.
Svaka reciklirana aluminijska limenka štedi dovoljno energije da televizor ostane uključen 3 sata.

Postupak recikliranja aluminija u osnovi se sastoji od zagrijavanja dok se potpuno ne otopi, kada aluminij postane tekući. Zatim se stavlja u oblike za stvaranje ingota, a zatim ohladi dok se ne stvrdne. Za recikliranje konzervi prvo je potreban pregled radi uklanjanja papira, plastike i svih materijala koji nisu aluminij. Nakon pregleda, limenke se prešaju da zauzmu manje prostora i da se brzo "otope".

Postoje neke legende o recikliranju aluminija. Jedna se tiče sastava prstena. Prema priči, ako ste prstenima limenki napunili PET bocu od jedne ili dvije litre, vrijedilo bi više od 100 reala, jer bi prsten sadržavao plemenite metale, poput zlata ili srebra. To su lažne informacije. Zapravo, prsten vrijedi manje od same limenke, jer je njegov sastav siromašan aluminijom. Zato neke institucije dobivaju velike količine prstenja i materijal prodaju u kompletu, koristeći novac za kupnju invalidskih kolica. Ovo je još jedna od priča koja kruži i stvara sumnje, ali nije legenda. Zapravo postoje projekti koji se bave ovom vrstom donacije.

Saznajte više u članku: "Brtva za lim: izvadite je ili ne izvadite iz aluminijske limenke".

Aluminij u vašem svakodnevnom životu

Aluminij je vrlo prisutan u svakodnevnom životu društva. Trenutno bi bilo nemoguće održati tempo industrijskog razvoja bez ovog elementa. Sastoji se od velikog dijela predmeta koje koristimo i konzumiramo: limenke sode, antiperspiranti, neprobojno staklo, mehanizmi za pročišćavanje vode, zrakoplovna krila, kao i kuhinjsko posuđe, kao što su pribor za jelo i tave. Elektronička oprema koju koristite za čitanje ovog teksta zasigurno ima aluminij u nekim dijelovima.

U slučaju hrane, aluminij reagira sa zrakom i tvori zaštitni sloj s kisikom, sprječavajući prijenos aluminija u hranu. Vrijedno je spomenuti da se ne preporučuje brušenje ili pranje unutarnje strane aluminijskih posuda hrapavim dijelom spužve, jer to može slomiti tu zaštitu, a aluminij ostane izložen. Ako se to dogodilo, kuhajte vodu nekoliko minuta, izvadite vodu i, bez sušenja posude, zagrijte dok se potpuno ne osuši.

Toksičnost

Aluminij je jedini obilni element u prirodi koji nema vitalnu funkciju za bilo koji biološki sustav u organizmu, što je neobično s evolucijskog gledišta, jer priroda općenito odabire najobilnije elemente kao vitalne za biološke sustave. "Nemamo dokaza da bilo koji organizam aktivno koristi aluminij u bilo koju korisnu svrhu", kaže profesor bioorganske kemije i specijalist za ekotoksikologiju aluminija Christopher Exley sa Sveučilišta Keele u Velikoj Britaniji.

Američka Uprava za hranu i lijekove (FDA), Brazilsko udruženje aluminija (ABAL) i Europsko udruženje aluminija ( European Aluminium ) tvrde da aluminij nije toksičan za zdrave ljude, jer je metal nizak crijevna apsorpcija - mali dio koji se apsorbira ulazi u krvožilni sustav, a bubrežni sustav ga naknadno eliminira.

Međutim, ljudi koji imaju oslabljenu bubrežnu funkciju ili kronično zatajenje bubrega te prerano rođena djeca mogu nakupiti aluminij u svojim tijelima. U koštanom tkivu metal se "izmjenjuje" s kalcijem, uzrokujući osteoartritis, a u moždanom tkivu može izazvati encefalopatiju. FDA klasificira aluminijske soli u hrani i cjepivima kao "općenito priznate kao sigurne (GRAS)". U nekim cjepivima FDA soli aluminija smatra aditivima koji pojačavaju željene učinke.

Neki se znanstvenici i znanstvenici ne slažu s tim tvrdnjama i pokušavaju dokazati izravnu povezanost aluminija s raznim reakcijama i bolestima. Iako do danas nema izravnih dokaza, postoji mnogo dokaza koji povezuju aluminij s raznim alergijama, rakom dojke, pa čak i Alzheimerovom bolesti. Studije pokazuju da je prisutnost aluminija u tim slučajevima mnogo veća od normalne (normalno bi bilo da nema aluminija), ali niti jedna studija nije dokazala da je aluminij izravno povezan s pojavom ovih bolesti ili je li visoka razina aluminija u tih bolesnika posljedica su bolesti.