Alüminyumun çevresel etkileri ve özellikleri

Alüminyum, günlük yaşamınızda düşündüğünüzden daha fazla mevcut olabilir

Alüminyum

Resim: Unsplash'ta Bernard Hermant

Alüminyum, modern toplumda en bol bulunan, önemli ve mevcut metallerden biridir. Etrafınıza bakarsanız, en az bir parçası alüminyumdan yapılmamış bir nesne bulmak zor olacaktır. Ama sonuçta, alüminyum nedir? Alüminyumun çevresel etkilerini, neden bu kadar kullanıldığını öğrenin, nasıl geri dönüştürüleceğini ve özelliklerinin neler olduğunu öğrenin.

Alüminyum

kimyasal element Al, alüminyum saf olduğu zaman gümüş rengi metal formundadır, hafif ve kokusuzdur. Alüminyum, yerkabuğunda en bol bulunan üçüncü kimyasal element ve metalik elementler arasında en bol bulunan element olarak kabul edilir. Ancak bildiğimiz şekliyle metalik halde değil, çeşitli mineral ve killerde bulunur.

Alüminyum çıkarma işlemi

Metalik alüminyumun ana hammaddesi Alüminadır. Alümina, Bayer işlemiyle boksit adı verilen bir kaya sınıfından çıkarılır. Dünya boksit rezervlerinin 34 milyar ton civarında olduğu tahmin edilmektedir - Brezilya bu toplamın %10'una (yaklaşık 3,6 milyar ton) sahiptir.

Bir alüminyum oksit (Al2O3) olan alümina elde edildikten sonra saf metalik alüminyum elde etmek gerekir. Bu, bir elektrik akımının alüminadan geçerek birincil alüminyum olan metalik alüminyuma dönüşmesine neden olan elektroliz adı verilen bir işlemle gerçekleşir.

Boksitin çıkarılmasından alüminyum üretimini basitleştirilmiş bir şekilde açıklayan videoyu izleyin.

Alüminyum özellikleri

Alüminyum saf metalik bir formatta sunulduğunda, çeşitli alanlarda uygulanmasına izin veren bazı özelliklere sahiptir. Özellikleri arasında:

  • Mukavemet ve yüksek erime noktası (660°C);
  • Düşük yoğunluk (metalik bakırdan neredeyse dört kat daha hafif);
  • Yüksek korozyon direnci;
  • İyi elektriksel iletkenlik (bakırın iletkenliğinin yaklaşık %60'ı, daha hafif ve daha ucuz olduğu için elektrik iletim tesisatları gibi daha yüksek hacimli sabit tesisatlar için uygundur);
  • Işığı yansıtma özelliğine sahiptir;
  • İşlenmesi ve kalıplanması kolay;
  • Su geçirmez, kokusuz ve yanıcı değildir (toz alüminyum hariç);
  • Malzemeye başka elementler ekleme ve böylece çeşitli özelliklere sahip alaşımlar oluşturma imkanı;
  • Çevrede son derece bol;
  • %100 Geri Dönüştürülebilir.

Alüminyum, yalnızca metalik formunda değil, inşaat, malzeme, seramik, endüstriyel prosesler, gıda, ilaç, kozmetik, su arıtma, paketleme, taşıtlar, ev eşyaları ve uçaklar gibi birçok alanda son derece kullanılmaktadır.

Alüminyum da değerli taş pazarı için çok önemlidir. Yakut, Safir, Garnet (granat), yeşim ve topaz bileşimlerinde alüminyuma sahiptir.

Alüminyum, modern toplumun gelişimi için çok önemliydi ve çok önemli. Pratik olarak tükenmez bir doğal kaynak olarak görülmesine rağmen, sürekli ve artan kullanımı insan sağlığına risk oluşturmasının yanı sıra çevreyi de etkiler.

Brezilya alüminyum endüstrisinin profili

Şu anda Brezilya, en fazla birincil alüminyum üreten ülkeler sıralamasında on dördüncü sırada yer alıyor ve dünyanın en büyük alümina üreticileri arasında dördüncü sırada yer alıyor. Buna ek olarak, Brezilya alüminyum endüstrisi, Endüstriyel GSYİH'nın yaklaşık %4,9'unu temsil eden ülkenin GSYİH'sında önemli bir paya sahiptir.

Alüminyumun çevresel etkileri

Enerji tüketimi

Alüminyumun çok kararlı bir metal olması nedeniyle, üretimi için gereken enerji son derece yüksektir ve üretilen her bir kilo alüminyum için 16,5 kWh'ye ulaşır. Bu verilerin tercümesi: Alümina vasıtasıyla üretilen bir kilo alüminyum, bir bilgisayarı bir ay boyunca her gün 8 saat çalışır durumda tutmak için ortalama olarak enerji tüketir.

Brezilya'da üretilen her bir ton alüminyum için endüstri yılda ortalama 14,9 megavat/saat (MWh) elektrik tüketiyor. Bu enerji miktarı, ülkede üretilen tüm elektriğin %6'sını temsil etmektedir. Boksit ve alüminayı alüminyuma dönüştürmek için kullanılan enerji, bu endüstri kolunun ülkedeki en büyük endüstriyel elektrik tüketicilerinin sıralamasında lider olmasını sağlayacak şekildedir.

Bu aşırı enerji tüketimi sayesinde alüminayı alüminyuma dönüştürecek endüstriyel tesisin üretimi için özel elektrik üretim istasyonlarına sahip olması gerekiyor. Enerji dönüşümünün türüne bağlı olarak, bunun çevre üzerinde daha da fazla etkisi olabilir. Çoğu zaman, bu elektrik santralleri hidroelektriktir ve birçok insanın düşündüğünün aksine, tamamen “temiz” bir enerji kaynağı olarak kabul edilmez.

  • hidroelektrik nedir?

Kirletici gazların emisyonu

Boksitin ekstraksiyonundan alüminanın alüminyuma dönüştürülmesine kadar alüminyum üretimi, karbondioksit (CO2) ve perflorokarbonlar (PFC'ler) gibi bazı kirletici gazlar üretir. Bu gazların atmosfere sık sık salınması, sera etkisine katkıda bulunur ve küresel ısınma sürecini yoğunlaştırır. Daha da önemlisi, PFC gazları, sera etkisi yaratmada karbondioksitten (CO2) 6.500 ila 9.200 kat daha güçlüdür.

  • Karbon eşdeğeri: nedir?

kırmızı çamur

Kırmızı çamur, Bayer prosesinin arıtma aşaması sırasında alümina üretiminde oluşan çözünmeyen atığın popüler adıdır. Kırmızı çamurun bileşimi, işlemde kullanılan boksitin bileşimine bağlı olarak değişir. Kırmızı çamurda bulunan en yaygın elementler, başarıyla çıkarılamayan demir, titanyum, silika ve alüminyumdur.

Kırmızı çamur çok ince parçacıklardan oluşur ve son derece alkalidir (pH 10~13). Yüksek pH nedeniyle bu çamur cilt ile temasında yanıklara neden olabilir. Literatür verileri, üretilen her bir ton alümina için 0,3 ila 2,5 ton kırmızı çamur arasında bir varyasyon oluştuğunu göstermektedir. Dünyada her yıl yaklaşık 90 milyon ton bu atık üretiliyor. Bertarafının uygun yerlerde, genellikle yüksek maliyetli tekniklerle inşa edilmiş, bileşenlerinin yıkanmasını ve bunun sonucunda yüzey suyu kütlelerinin ve yeraltı suyunun kirlenmesini imkansız hale getiren bertaraf havuzlarında yapılmalıdır.

NS Çevre Koruma Ajansı (EPA)ABD Çevre Koruma Ajansı, kırmızı çamuru zehirli bir atık olarak görmez. Bununla birlikte, metaller açısından son derece zengin bir kalıntı olduğundan ve çok yüksek bir alkaliniteye sahip olduğundan, bulamaç, özelliklerini ve stabilitesini değiştirerek çevre üzerinde çok güçlü bir etkiye sahip olabilir.

Demir cevheri atık barajlarında olduğu gibi, alüminyum üretiminden kaynaklanan atıklar da ciddi kazalara neden olabilir. 2010 yılında, Macaristan'da bir köyde kırmızı bir çamur sızıntısı dokuz ölü ve bir yıkım sahnesi bıraktı. Videodaki bu kazanın sonucunu kontrol edin.

Kırmızı çamurda bulunan parçacıklar çok incedir, bu da onları teknolojik uygulamalar için çok ilginç bir özellik olan geniş bir yüzey alanına sahip kılar. Diğerlerinin yanı sıra seramik endüstrisi, inşaat, yüzey işleme ve atık arıtma gibi kırmızı çamurun olası kullanımlarını araştırmak için çeşitli araştırmalar yapılmaktadır.

Alüminyum geri dönüşüm

Alüminyum, geri dönüşüm sürecinde bozulmadığı için %100 geri dönüştürülebilir bir malzeme olarak kabul edilir. Bir kilo alüminyum geri dönüştürülürse teorik olarak bir kilo geri kazanılacaktır. Ayrıca, bir ton alüminyumu geri dönüştürmek için, aynı miktarda birincil alüminyum üretmek için gerekli olan enerjinin sadece %5'ini alır, yani alüminyumun geri dönüştürülmesi %95 elektrik tasarrufu sağlar. Bu nedenle Brezilya, alüminyum kutuları en çok geri dönüştüren ülkeler listesinde önemli bir konuma sahiptir.

Alüminyumun geri dönüştürülmesinin avantajları arasında şunlar yer alır:

  • Özelliklerini kaybetmeden sonsuz kez geri dönüştürülebilme özelliği;
  • Bir kilo alüminyumu geri dönüştürmek, bir kilo alüminyumu sıfırdan üretmek için gereken enerjinin sadece %5'ini tüketir;
  • Her bir ton geri dönüştürülmüş alüminyum, dokuz ton CO2 tasarrufu sağlar (her bir ton CO2, yaklaşık 4800 km sürüşe eşdeğerdir);
  • Her bir ton geri dönüştürülmüş alüminyum, beş ton boksiti korur.
  • Her bir geri dönüştürülmüş alüminyum kutu, bir TV'yi 3 saat açık bırakacak kadar enerji tasarrufu sağlar.

Alüminyum geri dönüşüm süreci temel olarak alüminyum sıvı hale gelinceye kadar tamamen eriyene kadar ısıtmadan oluşur. Daha sonra külçe üretimi için kalıplara konur ve katılaşana kadar soğutulur. Kutuların geri dönüşümü için öncelikle kağıt, plastik ve alüminyum dışındaki herhangi bir malzemenin çıkarılması için bir inceleme yapılması gerekir. Muayeneden sonra, kutular daha az yer kaplamak ve hızlı bir şekilde "eritmek" için ezilir.

Alüminyumun geri dönüştürülmesiyle ilgili bazı efsaneler var. Bunlardan biri yüzüğün bileşimi ile ilgilidir. Hikayeye göre, bir veya iki litrelik bir PET şişeye teneke kutulardan çıkan halkaları doldurursanız, yüzük altın veya gümüş gibi değerli metaller içereceğinden 100 realden fazla eder. Bu yanlış bilgidir. Aslında, bileşimi düşük alüminyum olduğundan, halka kutunun kendisinden daha az değerlidir. Bu nedenle bazı kurumlar büyük miktarlarda yüzük alır ve malzemeyi tekerlekli sandalye almak için para kullanarak set halinde satar. Bu, ortalıkta dolaşan ve şüphe uyandıran hikayelerden bir diğeri ama bu bir efsane değil. Aslında bu tür bağış yapan projeler var.

  • Makalede daha fazla bilgi edinin: "Mühürleyebilir: alüminyum kutudan çıkarın veya çıkarmayın".

Günlük hayatınızda alüminyum

Alüminyum, toplumun günlük yaşamında çok mevcuttur. Şu anda, bu unsur olmadan endüstriyel gelişmenin hızını korumak imkansız olacaktır. Kullandığımız ve tükettiğimiz nesnelerin büyük bir bölümünü oluşturur: gazoz kutuları, ter önleyiciler, kurşun geçirmez camlar, su arıtma mekanizmaları, uçak kanatları, ayrıca çatal bıçak takımı ve tava gibi mutfak gereçleri. Bu metni okumak için kullandığınız elektronik ekipmanın bazı kısımlarında alüminyum olduğundan emin olabilirsiniz.

Gıda durumunda, alüminyum hava ile reaksiyona girer ve oksijen ile koruyucu bir tabaka oluşturarak alüminyumun gıdaya transferini engeller. Alüminyum tavaların içinin süngerin pürüzlü kısmı ile zımparalanması veya yıkanması tavsiye edilmez, çünkü bu korumayı bozabilir ve alüminyumu açıkta bırakabilir. Bu meydana gelirse, suyu birkaç dakika kaynatın, suyu çıkarın ve tavayı kurutmadan tamamen kuruyana kadar ısıtın.

zehirlilik

Alüminyum, organizmanın herhangi bir biyolojik sistemi için hayati bir işlevi olmayan, doğada bol bulunan tek elementtir; bu, evrimsel bir bakış açısından gariptir, çünkü doğa genellikle biyolojik sistemler için hayati olarak en bol elementleri seçer. Birleşik Krallık'taki Keele Üniversitesi'nden biyoinorganik kimya profesörü ve alüminyum ekotoksikolojisi uzmanı Christopher Exley, “Herhangi bir organizmanın alüminyumu herhangi bir yararlı amaç için aktif olarak kullandığına dair hiçbir kanıtımız yok” diyor.

ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA), Brezilya Alüminyum Birliği (ABAL) ve Avrupa Alüminyum Birliği (Avrupa Alüminyum) metalin bağırsak emilimi düşük olduğu için alüminyumun sağlıklı insanlar için hiçbir toksisitesi olmadığını iddia eder - emilen küçük kısım dolaşım sistemine girer ve daha sonra böbrek sistemi tarafından elimine edilir.

Bununla birlikte, böbrek fonksiyonu bozuk veya kronik böbrek yetmezliği olan kişiler ve prematüre bebekler vücutlarında alüminyum biriktirebilir. Kemik dokusunda metal, kalsiyum ile "değişim" yaparak osteodistrofiye neden olur ve beyin dokusunda ensefalopatiye neden olabilir. FDA, gıdalardaki ve aşılardaki alüminyum tuzlarını "genel olarak güvenli (GRAS) olarak kabul edilir" olarak sınıflandırır. Bazı aşılarda FDA, alüminyum tuzlarını istenen etkileri artıran katkı maddeleri olarak kabul eder.

Bazı bilim adamları ve bilim adamları bu ifadelere katılmamakta ve alüminyum ile çeşitli reaksiyonlar ve hastalıklar arasındaki doğrudan bağlantıyı kanıtlamaya çalışmaktadır. Bugüne kadar doğrudan bir kanıt olmamasına rağmen, alüminyumu çeşitli alerjilere, meme kanserine ve hatta Alzheimer'a bağlayan çok sayıda kanıt var. Çalışmalar, bu durumlarda alüminyumun varlığının normalden çok daha fazla olduğunu göstermektedir (normal olan alüminyumun olmamasıdır), ancak hiçbir çalışma, alüminyumun bu hastalıkların başlangıcı ile doğrudan ilişkili olduğunu veya yüksek seviyelerde olması durumunda alüminyumun doğrudan ilişkili olduğunu kanıtlamamıştır. alüminyum bu hastalarda hastalığın bir sonucudur.



$config[zx-auto] not found$config[zx-overlay] not found