Miljøpåvirkninger av aluminium og dets egenskaper

Aluminium kan være mer tilstede i ditt daglige liv enn du kanskje tror

Aluminium

Bilde: Bernard Hermant i Unsplash

Aluminium er et av de mest utbredte, viktige og nåværende metallene i det moderne samfunnet. Hvis du ser deg rundt, vil det være vanskelig å finne et objekt som ikke har minst en del laget av aluminium. Men når alt kommer til alt, hva er aluminium? Kjenn til miljøpåvirkningen av aluminium, årsakene til at den brukes så mye, vet hvordan du resirkulerer den og hva er dens egenskaper.

Aluminium

Det kjemiske elementet Al , aluminium, når det er rent, har form av et sølvmetall, lett og luktfritt. Aluminium regnes som det tredje mest utbredte kjemiske elementet i jordskorpen og det mest utbredte blant metalliske elementer. Imidlertid finnes den ikke i metallisk form slik vi kjenner den, men i flere mineraler og leire.

Utvinningsprosess av aluminium

Hovedråvaren for metallisk aluminium er Alumina. Alumina blir utvunnet fra en klasse av bergarter som kalles bauxitt, gjennom Bayer-prosessen. Det anslås at verdensreserver av bauxitt utgjør omtrent 34 milliarder tonn - Brasil har 10% av denne totalen (rundt 3,6 milliarder tonn).

Etter å ha oppnådd aluminiumoksyd, som er et aluminiumoksyd (Al2O3), er det nødvendig å oppnå rent metallisk aluminium. Dette skjer gjennom en prosess som kalles elektrolyse, der en elektrisk strøm passerer gjennom aluminiumoksyd, og får den til å transformere seg til metallisk aluminium, det primære aluminiumet.

Se videoen som på en forenklet måte forklarer produksjonen av aluminium siden utvinning av bauxitt.

Aluminium egenskaper

Når aluminium presenteres i et metallisk og rent format, har det noen egenskaper som gjør det mulig å bruke det på flere områder. Blant egenskapene er:

  • Styrke og høyt smeltepunkt (660 ºC);
  • Lav tetthet (praktisk talt fire ganger lettere enn metallisk kobber);
  • Høy motstand mot korrosjon;
  • God elektrisk ledningsevne (ca. 60% av kobberledningsevne, indikert for faste installasjoner med større volum, for eksempel elektriske overføringsinstallasjoner, da det er lettere og billigere);
  • Den har evnen til å reflektere lys;
  • Enkel å behandle og støpe;
  • Vanntett, luktfri og ikke brannfarlig (unntatt pulverisert aluminium);
  • Mulighet for å tilføre andre elementer til materialet, og dermed danne legeringer med varierte egenskaper;
  • Ekstremt rikelig i miljøet;
  • 100% resirkulerbart.

Aluminium, ikke bare i metallisk form, brukes ekstremt i flere områder, for eksempel i bygninger, materialer, keramikk, industrielle prosesser, mat, legemidler, kosmetikk, vannbehandlinger, emballasje, kjøretøy, husholdningsredskaper og fly.

Aluminium er også veldig viktig for edelstenemarkedet. Rubin, safir, granat , jade og topas har aluminium i komposisjonene.

Aluminium var og er veldig viktig for utviklingen av det moderne samfunnet. Til tross for å bli ansett som en praktisk talt uttømmelig naturressurs, påvirker dens konstante og voksende utnyttelse miljøet, i tillegg til å utgjøre en risiko for menneskers helse.

Profil av den brasilianske aluminiumsindustrien

For tiden opptar Brasil den fjortende plassering i rangeringen av landene som produserer primæraluminium mest, og ligger på fjerde plass blant de største produsenter av aluminiumoksid i verden. I tillegg har den brasilianske aluminiumsindustrien en betydelig deltakelse i landets BNP, og representerer ca 4,9% av industriens BNP.

Miljøpåvirkninger av aluminium

Energiforbruk

På grunn av det faktum at aluminium er et veldig stabilt metall, er energien som kreves for produksjonen ekstremt høy og når 16,5 kWh for hvert produserte kilo aluminium. Oversettelse av disse dataene: en kilo aluminium produsert med aluminiumoksyd bruker i gjennomsnitt energi for å holde en datamaskin i gang i 8 timer hver dag i en måned.

For hvert tonn aluminium produsert i Brasil, bruker industrien i gjennomsnitt 14,9 megawatt / time (MWh) strøm per år. Denne mengden energi representerer 6% av all elektrisitet som produseres i landet. Energien som brukes til å transformere bauxitt og aluminiumoksyd til aluminium er slik at denne bransjen leder rangering av de største industrielle forbrukerne av elektrisk energi i landet.

Takket være dette ekstreme energiforbruket, må industrianlegget som vil transformere aluminiumoksyd til aluminium ha eksklusive energiproduserende stasjoner for produksjonen. Avhengig av hvilken type energiomdannelse, kan dette ha enda mer innvirkning på miljøet. Ofte er disse kraftstasjonene vannkraft, som, i motsetning til hva mange tror, ​​ikke regnes som en energikilde som er helt "rene".

  • Hva er vannkraft?

Utslipp av forurensende gasser

Produksjonen av aluminium, fra ekstraksjonen av bauxitt til transformasjonen av aluminiumoksyd til aluminium, genererer noen forurensende gasser, slik som karbondioksid (CO2) og perfluorkarboner (PFC). Den hyppige utslipp av disse gassene i atmosfæren bidrar til drivhuseffekten og intensiverer prosessen med global oppvarming. Det er viktig å merke seg at PFC-gasser er 6500 til 9200 ganger kraftigere enn karbondioksid (CO2) for å skape drivhuseffekten.

  • Karbonekvivalent: hva er det?

Rødt gjørme

Rødt gjørme er det populære navnet på de uoppløselige restene som genereres i produksjonen av aluminiumoksyd under klaringsfasen av Bayer-prosessen. Sammensetningen av rødt gjørme varierer, avhengig av sammensetningen av bauxitten som brukes i prosessen. De vanligste elementene i rødt gjørme er jern, titan, silisiumdioksyd og aluminium som ikke kan ekstraheres.

Det røde gjørmen er dannet av veldig fine partikler og er ekstremt alkalisk (pH 10 ~ 13). På grunn av den høye pH-verdien kan dette slammet forårsake forbrenning når det kommer i kontakt med huden. Litteraturdata viser at det genereres en variasjon mellom 0,3 og 2,5 tonn rødt gjørme for hvert produserte tonn aluminiumoksyd. Hvert år produseres rundt 90 millioner tonn av dette avfallet i verden. De må kastes på passende steder, vanligvis bortskaffelsesdammer, konstruert med rimelige teknikker, som forhindrer utvasking av komponentene og den påfølgende forurensningen av overflatevannforekomster og grunnvann.

The Environmental Protection Agency (EPA) , US Environmental Protection Agency, anser ikke rød gjørme som en giftig avfall. Men fordi det er en ekstremt rik rest av metaller og har en veldig høy alkalinitet, kan gjørmen ha en veldig sterk innflytelse på miljøet, og endre dets egenskaper og stabilitet.

Som i tilfelle av jernmalmdaler, kan avgang fra aluminiumsproduksjon også forårsake alvorlige ulykker. I 2010 etterlot et rødt gjørmeutslipp ni døde og en scene for ødeleggelser i en landsby i Ungarn. Sjekk resultatet av denne ulykken i videoen.

Partiklene som er tilstede i rødt gjørme er veldig fine, noe som gjør at de har et stort overflateareal, en veldig interessant egenskap for teknologiske applikasjoner. Flere undersøkelser er gjort for å søke etter mulig bruk av rødt gjørme, som blant annet keramikkindustrien, sivil konstruksjon, overflatebehandling og avløpsbehandling.

Resirkulering av aluminium

Aluminium regnes som et 100% resirkulerbart materiale, da det ikke brytes ned i resirkuleringsprosessen. Hvis en kilo aluminium resirkuleres, vil det teoretisk bli gjenvunnet en kilo. I tillegg, for å resirkulere massevis av aluminium, brukes bare 5% av energien som trengs for å produsere samme mengde primæraluminium, det vil si resirkulering av aluminium gir 95% strømbesparelse. Derfor har Brasil en fremtredende posisjon i listen over land som mest resirkulerer aluminiumsdunker.

Blant fordelene med gjenvinning av aluminium er:

  • Evne til å bli resirkulert uendelig uten å miste egenskapene;
  • Å gjenvinne ett kilo aluminium bruker bare 5% av energien som trengs for å produsere ett kilo aluminium fra bunnen av;
  • Hvert tonn resirkulert aluminium sparer ni tonn CO2 (hvert tonn CO2 tilsvarer å kjøre ca 4800 km);
  • Hvert tonn resirkulert aluminium konserverer fem tonn bauksitt.
  • Hver resirkulert aluminium kan spare nok energi til å la TVen være på i 3 timer.

Gjenvinningsprosessen av aluminium består i utgangspunktet av oppvarming til den er helt smeltet når aluminiumet blir flytende. Deretter blir den satt i former for generering av barrene og deretter avkjølt til den er solid. For resirkulering av bokser kreves det først inspeksjon for å fjerne papir, plast og andre materialer enn aluminium. Etter inspeksjon presses boksene for å ta mindre plass og for å bli "smeltet" raskt.

Det er noen sagn om gjenvinning av aluminium. Den ene gjelder sammensetningen av ringen. Ifølge historien, hvis du fylte en PET-flaske på en eller to liter med boksringene, ville den være verdt mer enn 100 reais, da ringen ville inneholde edle metaller, som gull eller sølv. Dette er falsk informasjon. Faktisk er ringen verdt mindre enn selve boksen, siden sammensetningen er dårlig i aluminium. Det er derfor noen institusjoner mottar store mengder ringer og selger materialet som et sett, og bruker pengene til å kjøpe rullestoler. Dette er nok en av historiene som sirkulerer og genererer tvil, men det er ikke en legende. Faktisk er det prosjekter som er engasjert i denne typen donasjoner.

  • Finn ut mer i artikkelen: "Can seal: take it out or not take it out of the aluminium can".

Aluminium i ditt daglige liv

Aluminium er veldig til stede i det daglige i samfunnet. Foreløpig ville det være umulig å opprettholde tempoet i industriell utvikling uten dette elementet. Det utgjør en stor del av gjenstandene vi bruker og spiser: brusbokser, antiperspiranter, skuddsikkert glass, vannrensemekanismer, flyvinger, samt kjøkkenutstyr, som bestikk og panner. Det elektroniske utstyret du bruker til å lese denne teksten, har absolutt aluminium i noen av delene.

Når det gjelder mat, reagerer aluminium med luft og danner et beskyttende lag med oksygen, og forhindrer overføring av aluminium til maten. Det er verdt å nevne at det ikke anbefales å pusse eller vaske innsiden av aluminiumspotter med den grove delen av svampen, da dette kan bryte denne beskyttelsen og la aluminium være utsatt. Hvis dette har skjedd, kok opp vann i noen minutter, fjern vannet og, uten å tørke pannen, varm opp til det er helt tørt.

Toksisitet

Aluminium er det eneste rike elementet i naturen som ikke har noen vital funksjon for noe biologisk system i organismen, noe som er rart fra et evolusjonært synspunkt, siden naturen generelt velger de mest rike elementene som er avgjørende for biologiske systemer. "Vi har ingen bevis for at noen organismer aktivt bruker aluminium til noe gunstig formål," sier professor i bioinorganisk kjemi og spesialist i aluminiums økotoksikologi, Christopher Exley, fra Keele University, Storbritannia.

United States Food and Drug Administration (FDA), Brazilian Aluminium Association (ABAL) og European Aluminium Association ( European Aluminium ) hevder at aluminium ikke er giftig for friske mennesker, ettersom metallet er lite tarmabsorpsjon - den lille delen som absorberes, kommer inn i sirkulasjonssystemet og blir deretter eliminert av nyresystemet.

Imidlertid kan personer som har svekket nyrefunksjon eller kronisk nyresvikt og premature babyer akkumulere aluminium i kroppen. I beinvev "bytter" metall ut med kalsium, forårsaker slitasjegikt, og i hjernevev kan det forårsake encefalopati. FDA klassifiserer aluminiumsalter i mat og vaksiner som "generelt anerkjent som trygt (GRAS)". I noen vaksiner anser FDA aluminiumsalter som tilsetningsstoffer som forbedrer de ønskede effektene.

Noen forskere og forskere er ikke enige i disse påstandene og prøver å bevise den direkte forbindelsen mellom aluminium og forskjellige reaksjoner og sykdommer. Selv om det ikke er noen direkte bevis hittil, er det mange bevis som knytter aluminium til forskjellige allergier, brystkreft og til og med Alzheimers. Studier viser at tilstedeværelsen av aluminium er mye høyere enn normalt i disse tilfellene (det normale er ikke å ha aluminium), men ingen studier har bevist at aluminium er direkte relatert til utbruddet av disse sykdommene, eller om høye nivåer av aluminium hos disse pasientene de er en konsekvens av sykdommen.


Original text