Jak powstaje aluminium?

Aluminium ma unikalne właściwości. Jest lekkie, odporne na korozję i jest metalem niemagnetycznym. Dlatego jest stosowane w wielu różnych branżach przemysłu, takich jak motoryzacja, produkcja opakowań oraz... drzwi i okna. Kluczowym związkiem chemicznym wykorzystywanym do produkcji aluminium jest tlenek glinu, jednak właściwości aluminium można jeszcze bardziej poprawić poprzez dodanie niewielkich ilości innych pierwiastków. Przyjrzyjmy się trochę bliżej procesowi produkcji aluminium.

Wiemy już, że aluminium jest produkowane z tlenku glinu. Tlenek glinu to najczęściej występujący w skorupie ziemskiej metaliczny związek chemiczny. Stanowi 8% gleby i skał naszej planety. Ruda o najwyższym stężeniu tlenku glinu to boksyt. Jest spotykana w regionach tropikalnych i subtropikalnych. Jak wydobywa się boksyt? Odbywa się to w kopalniach odkrywkowych, gdzie pozyskuje się go z powierzchniowych warstw ziemi.

Dwuetapowy proces produkcji aluminium

Produkcja aluminium odbywa się w dwóch etapach:

  • Proces chemiczny (Bayera): ruda boksytu jest granulowana i oczyszczana w celu uzyskania tlenku glinu.
  • Proces elektrolityczny (Hall-Heroult'a): tlenek glinu jest stapiany w celu uwolnienia czystego aluminium. Płynne aluminium jest odlewane do wlewnic.

W rezultacie uzyskujemy "aluminium pierwotne".

Modyfikowanie właściwości aluminium

Aluminium jako materiał posiada unikalne właściwości, mianowicie:

  • jest lekkie
  • ma bardzo dobry stosunek wytrzymałości do masy
  • jest odporne na korozję
  • jest diamagnetykiem
  • nie jest toksyczne
  • przewodzi ciepło
  • jest trwałe

Właściwości te można jeszcze bardziej poprawić, aby aluminium dostosować lepiej na potrzeby konkretnego zastosowania. Jak? Poprzez dodanie niewielkiej ilości innych pierwiastków. W wyniku takiej modyfikacji otrzymujemy różne rodzaje aluminium, klasyfikowane jako gatunki stopowe. Do wyciskania na potrzeby produkcji okien i drzwi (co zostanie objaśnione poniżej) stosuje się głównie stop aluminium 6060, zawierający jako dodatkowe pierwiastki przede wszystkim magnez i krzem (Mg i Si). Pierwiastki te poprawiają wytrzymałość aluminium i jego odporność na korozję.

Wyciskane profile aluminiowe

W systemach okien i drzwi aluminiowych stosowane są profile wyciskane i kształtowniki. W celu utworzenia takich profili wyciskanych, wstępnie podgrzane* aluminium jest przeciskane przez matrycę. To właśnie matryca nadaje profilowi kształt. Jest to proces ciągły, w którym powstają bardzo długie odcinki profili. Profile te są cięte na odpowiednią długość, rozciągane w celu wzmocnienia profilu i poddawane obróbce termicznej, która zapewnia właściwe uporządkowanie pierwiastków w stopie.

Dobór stopu aluminium jest bardzo ważny dla zagwarantowania zarówno właściwości estetycznych, jak i technicznych. Pod względem estetycznym, powierzchnia aluminium nie powinna wykazywać zanieczyszczeń i musi mieć równomierny kolor. Z technicznego punktu widzenia, odpowiedni stop aluminium zapewnia dobry przepływ przez matryce, co pozwala na tworzenie zamkniętych profili i gwarantuje wysoką odporność na korozję i wytrzymałość.

* Aluminium używane do wytłaczania jest odlewane w kęsy (wałki). Przed wyciskaniem w matrycy kęsy są wstępnie podgrzewane do temperatury ok. 450°C. Aluminium jest wtedy w fazie plastycznej (temperatura topnienia aluminium wynosi 660°C).

Odporność aluminium na korozję

Gdy aluminium jest wystawione na działanie powietrza, na jego powierzchni prawie natychmiast tworzy się ochronna warstwa tlenku, w naturalnej reakcji na kontakt z powietrzem. W ten sposób powstaje odporna na korozję warstwa. Jednak przy produkcji profili przeprowadza się ten proces w sposób kontrolowany, poprzez anodowanie. Na powierzchni aluminium tworzy się w procesie elektrochemicznym odpowiedniej grubości warstwę tlenku glinu, która zwiększa odporność na korozję.

Aluminium można odzyskiwać i przetwarzać w nieskończoność

Podobnie jak inne metale aluminium w 100% nadaje się do recyklingu. Dzięki uporządkowanej gospodarce gatunkami stopów podczas recyklingu, aluminium nie traci swoich unikalnych właściwości. Oznacza to, że można je odzyskiwać i przetwarzać w nieskończoność bez utraty jakości. Dlatego właśnie skoncentrowaliśmy swoją uwagę na jakości recyklingu aluminium. Pozwala nam to na zamknięcie obiegu aluminium poprzez recykling starych profili okiennych i wytwarzanie z nich nowych profili.