Home Articoli Alluminio è futuro
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L’alluminio fu presentato per la prima volta alla Fiera di Parigi nel 1855. La sua produzione industrilale inizia alla fine del 1800 e viene potenziata all’inizio del 1900.

Elemento chimico con reticolo cristallino cubico a facce centrate, è molto diffuso in natura sotto forma di composti diversi. Il simbolo chimico di questo elemento è: Al.

E’ un metallo dotato di elevata conduttività elettrica e termica, malleabile e duttile. Il suo carico di rottura varia da da 9 a 20 Kg/mm2 ,l’allungamento alla roturra varia dal 30-40% al 2% , il suo punto di fusione è 600°C, il suo punto di ebollizione 2450°C.

Per le sue particolari proprietà (metallo/non metallo) è’ solubile negli acidi non ossidanti e negli alcali forti. Gli acidi ossidanti (acido ntrico) lo attaccano poco, in quanto il metallo si passiva facilmente e lo strato di ossido formatosi alla superficie ha funzione protettiva: A causa della formazione di questa pellicola superficiale di ossido, l’alluminio resiste bene anche all’attacco dell’aria e dell’umidità.

Viene usato nelle applicazioni nucleari, nonostante la bassa temperatura di fusione, perché assorbe moderatamente i neutroni. E’ molto usato nell’industria elettrica, automobilistica, aeronautica, meccanica  e chimica sotto forma di leghe dette leghe leggere insieme a silicio,manganese,rame,zinco, magnesio e a volte per scopi speciali.

In lega  con piccole quantità di nichel,titanio,cromo,piombo, bismuto e zinco.

Le leghe di alluminio vengono classificate in:

- leghe da fonderia (denotate con la lettera G) adatte per colate in stampi

- leghe da lavorazione plastica (denotate con la lettera P) dotate di elevata resistenza meccanica e di un buon allungamento (duralluminio).

L’alluminio viene anche usato nel processo di alluminotermia che sfrutta l’elevata affinità di questo metallo per l'ossigeno; è quindi utilizzarlo nei processi di riduzione di ossidi metallici  Me2O3 + 2Al ---à Al2O3  + 2Me + calore.

Poiché questo processo è fortemente isotermico è utilizzato per ottenere elevate temperature localizzate, come per esempio per effettuare le saldature alla termite (ossido di ferro e alluminio).

Il minerale da cui viene estratto è la bauxite (Al2O3.2H2O).Il processo di estrazione richiede una  grande quantità di energia elettrica e idroelettrica (15.000 KWh/ tonnellata) . La crisi energetica manifestatasi verso la fine del 1973 ha rilanciato la ricerca di metodi alternativi al processo di estrazione dalla bauxite che e stata sostituita dalle argille e negli ultimi anni dalla leucite (silicato di alluminio) che trattata con acido cloridrico e acido nitrico dà allumina che poi viene trattata come appresso indicato per ottenere l’alluminio.

Il processo di estrazione dalla leucite è risultato scarsamente economico, comunque nei paesi poveri di giacimenti di bauxite e in Italia (in cui la leucite si trova nelle aree centrali e meridionali) si  riconsidera la produzione di alluminio dalla leucite.
Il processo di estrazione più diffuso è il processo Bayer. Si tratta la bauxite con NaOH. Si ottiene alluminato di sodio e quindi idrossido di alluminio Al(OH)3  che si calcina a 1200° -  1400°C. Si ottiene l’allumina (Al2O3) da cui per riduzione elettrolitica si ottiene alluminio.

Poiché l’alluminio è più elettropositivo dell’idrogeno l’elettrolisi non può essere effettuata in una soluzione acquosa perché al catodo si scaricherebbe soltanto l’idrogeno. Non è possibile neppure effettuare l’elettrolisi dell’allumina fusa perché  questa ha p.f. 2000°C e non forma ioni. Si procede allora all’elettrolisi di una miscela fusa di alluminio e criolite (Na3AlF6). Questo composto abbassa il p.f. della miscela da elettrolizzare a 900 - 950° C.

Gli elettrodi sono rivestiti di carbone. Durante il processo all’anodo si sviluppa ossigeno,al catodo si deposita l’alluminio.La reazione è la seguente: 2Al2O3 + 3C --> 4Al + 3CO2.

Altro vantaggio dell’uso della criolite, è che la densità del bagno è più bassa di quella del metallo fuso e quindi l’alluminio si raccoglie sul catodo posto al fondo della cella elettrolitica.

L’alluminio così ottenuto (detto alluminio di prima fusione) è puro al 99% e può essere utilizzato in tutti i settori tranne in quello elettrico. Per ottenere allumino al 99,9%, l’alluminio di prima fusione viene sottoposto al processo di Hoopes. Un processo elettrolitico in cui si opera con recipienti in ferro contenenti una massa fusa a 800°C e costituita da 3 strati:

-         lo strato inferiore è costituito da alluminio da raffinare (anodo)

-         lo strato intermedio è una soluzione di allumina in una miscela di fluoruri fusi di sodio, bario e SSSSalluminio

-         lo strato superiore (catodo) è costituito da alluminio raffinato (raffinal).

Il consumo di alluminio negli ultimi decenni è aumentato notevolmente, in confronto a quello di altri metalli: di 20 volte l’allumino, di 5 volte il ferro, di 3 circa il rame.

Si è  passati da una produzione mondiale inferiore a 50.000 tonnellate all’inizio del 1900 a 12 milioni di tonnellate nel 1973.

Ogni anno vengono sfruttati sempre nuovi giacimenti di bauxite che stanno cambiando la geografia della ripartizione.

Nel 1938 il 40% dei 4 milioni di tonnellate di bauxite prodotti nel mondo, proveniva dall’Europa. Nel 1970 la Giamaica era il maggiora produttore del mondo (20% del totale), soppiantata pochi anni dopo dalla Australia (21% del totale). Oggi si trovano riserve di bauxite in: Africa (4 miliardi di tonnellate), Australia (3,6 miliardi di tonnellate), America Latina (2,4 miliardi di tonnellate), Europa (355 milioni di tonnellate), Nord America (45 milioni di tonnellate), Asia (200 milioni di tonnellate). I maggiori produttori in Asia sono: India, Indonesia e Malesia  occidentale.

La ripartizione geografica dell’alluminio è diversa da quella della bauxite.Il Nord America, in particolare il Canada,(Quebec) produce circa la metà della produzione mondiale di alluminio: 4,6 milioni di tonnellate di alluminio di prima fusione e 834.600 tonnellate di alluminio di seconda fusione (proveniente dalle fonderie di recupero).

La Comunità Europea produce circa 1.500.000 tonnellate di alluminio, la Russia 1.750.000 tonnellate, il Giappone 1.500.000 tonnellate. Data l’enorme richiesta di energia elettrica necessaria  per produrre l’alluminio, si tenta di installare le industrie produttrici vicino ai centri di produzione di energia elettrica o idroelettrica a basso costo,o vicino a centrali termiche che utilizzano la lignite o il gas naturale (quest’ultimo in Messico). Per questa ragione  il Nord America (soprattutto il Canada) è il maggiore produttore di alluminio e in Europa la penisola scandinava con  più di 60.000 tonnellate di cui 54.000 in Norvegia. Altra zona di produzione è costituita dalle Alpi :1 milione di tonnellate di cui la metà nelle Alpi francesi.

L’uso dell’alluminio si diffonde sempre più nel design e nell’arredamento. Nel passato l’alluminio è stato largamente usato per preparare utensili da cucina e contenitori per usi diversi anche domestico, venne poi soppiantato  per decenni dall’acciaio inossidabile, ma oggi torna ad essere valorizzato.

Il museo Cooper-Hewitt di New York ha allestito la mostra “ Aluminum by design: jewelry to jet” aperta fino al 15 luglio c.a.  Proprio i gioielli furono i primi oggetti relizzati con questo metallo.

La mostra visiterà altre città del Nord America e sarà in Europa nel mese di gennaio 2002.