محتويات
خواص عنصر الألمنيوم
يعد الألمنيوم من الفلزات الخفيفة بلونه الفضي، فهو أحد عناصر الجدول الدوري الذي يرمز له بالرمز "Al"، ومن العناصر القابلة للطرق والسحب والتشكيل بسهولة ويسر، واستخداماته متعددة فيمكن أن يتحول لألواح سميكة تُصنع منها الدبابات، أو تشكيله كأسلاك وعلب؛ أي للاستخدامات الخفيفة، ومن خواصه أنه لا يصدأ أبدًا ويقاوم الظروف الجوية أو تأثيرات المواد الكيميائية فلا يتآكل، ويمتاز بالليونة في حال كان نقيًا، وبالتالي ستكون صلابته ضعيفة، وهذا سبب تصنيعه على شكل سبائك يُضاف إليها عناصر أخرى كالنحاس والمغنيسيوم والزنك، لتعطيه القوة ليُستخدم في عدد كبير جدًا من الأغراض الصناعية لما فيه من خواص تجعلة أكثر العناصر استخدامًا في العالم بعد الحديد والصلب.
ومما يعزز التوجه لاستخراجه وتصنيعة هو أنه أكثر عنصر فلزي متوفر في القشرة الأرضية، فهو يشكل 8% من مكوناتها، وهو يحتل المرتبة الثالثة كعنصر في الطبيعة بعد عنصري الأوكسجين الذي يشكل 5% والسليكون الذي يشكل 5%، بالإضافة إلى أنه من العناصر التي لا توجد بحالتها النقية كالذهب أو الفضة، وإنما يكون في حالة اتحادية مع بعض العناصر، وبالتالي فإن سبب تأخر الإنسان في استخدامه حتى القرن التاسع عشر هو عدم وجود الطريقة الكيميائية التي تفصله عن العناصر الأخرى، ولكن بعد التطور العلمي استطاع العلماء فصله ليصبح نقيًا، وأخيرًا يعد استخدام الألمنيوم في صناعة الطائرات هو أهم طرق استغلال الإنسان له نظرًا لخفته وخواصه. [١]
آلية تصنيع الألمنيوم
تمر عملية تصنيع الألمنيوم بأربع مراحل أساسية، ينتج عن كل مرحلة، هي كالآتي : [٢]
- المرحلة الأولى: تسمى تعدين خام البوكسيت، والبوكسيت هي مادة غالبًا ما توجد بالقرب من سطح الأرض، وبالتالي تُستخرج من خلال عملية التعدين السطحي، وتعد المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية هي أكثر المناطق التي تحوي هذه المادة بنسبة تصل لـ 90%.
- المرحلة الثانية: تُسمى تكرير الألمنيوم، وفيها يُكرر البوكسيت للألمنيوم بطريقة تُدعى "بايرز"، فكل ثلاثة أطنان من البوكسيت ينتج طنًا واحدًا من الألمنيوم، إذ تُضاف للبوكسيت مواد مذيبة كالصودا الكاوية التي درجة حرارتها عالية في آلية تُسمى " الهضم اللاهوائي"، والغاية من ذلك هو إذابة المواد التي تحمل الألمنيوم في مادة البوكسيت، أي أنه في هذه المرحلة تُفصل المواد الصلبة عن المواد السائلة من خلال عملية الترسيب، إذ تُسترد بلورات الألمنيوم من هذه السوائل بعملية البلورة.
- المرحلة الثالثة: هي صهر الألمنيوم، فالناتج من المرحلة السابقة هو مادة الألمنيوم يُصهر فيتحول للألمنيوم، وذلك من خلال عملية تُدعى "هول هيرولت"، فكل ثلاثة أطنان من الألمنيوم تنتج طنًا واحدًا من الألمنيوم، إذ تُسكب الألمنيوم بتقنية الاختزال فتنتج البوتقات وإدخالها في عملية تحليل كهربائي من الملح في ظل درجة حرارة عالية جدًا تتجاوز الـ 960 مئوية، فيصبح الناتج خليطًا يمر فيه تيار كهربائي يتجاوز الـ 400 كيلو أمبير، فيؤدي لفك الرابطة بين ذرات الألمنيوم وعنصر الأكسجين في مادة الألمنيوم، فيترسب الألمنيوم.
- المرحلة الرابعة: وهي عملية صب الألمنيوم، إذ يُنقل الألمنيوم المترسب من الخطوة السابقة إلى قوالب خاصة فيتحول لمنتج يمكن استخدامه في العديد من القطاعات التي سنأتي على ذكرها لاحقًا، أما آلية صبه فتكون من خلال تعريضة لدرجة حرارة عالية تتجاوز الـ 800 درجة مئوية، ويُترك حتى يبرد ويُصدر للعملاء.
استخدامات الألمنيوم
تعد قطاعات النقل والبناء والتغليف هي الأكثر في استخدام الألمنيوم، وذلك بسبب الخصائص الفريدة التي تميزه عن غيره من الفلزات، وهي الكثافة المنخفضة بالاضافة إلى أنه فلز موصل جيد للحرارة وغير سام، وكذلك مقاومته للصدأ، وقابليته العالية لعمليات السحب والطرق، ومن الجدير ذكره أن استخدامه قد يدخل في الصناعات الثقيلة التي يلزمها مادة قوية كالطائرات أو الصناعات الخفيفة، مما يوسع استخدامه في الكثير من العمليات التصنيعية المنتشرة حول العالم، والتي من أهمها: التعبئة والتعليب والتغليف، صناعة الأكياس، مواسير الصرف، ومواسير الأسلاك الكهربائية، وإطارات نوافذ الأبنية، والمنتجات الكهربائية، وأواني المطبخ. [٣]
الدول المنتجة للألمنيوم في العالم
وصل حجم الإنتاج السنوي العالمي للألمنيوم ما يزيد عن 33,410 ألف طن سنويًا، ومن المعروف أن هذه الصناعة تتركز في العديد من الدول الصناعة في العالم، ولكن الملفت أنها تنامت كثيرًا في العديد من الدول العربية لا سيما الإمارات العربية المتحدة والبحرين والجزائر التي لديها اكتفاء ذاتي من منتجات الألمنيوم، وفيما يأتي أهم عشر دول منتجة للألمنيوم في العالم مرتبة من الأكثر إنتاجًا للأقل: [٣]
| أسم الدولة | حجم إنتاجها السنوي | ملاحظات |
|---|---|---|
| الصين | 5,896,000 طن | تتصدر الصين أيضًا الدول الأكثر استهلاكًا للألمنيوم |
| روسيا | 4,202,000 طن | |
| الولايات المتحدة الأمريكية | 3,493,000 طن | |
| كندا | 3,117,000 طن | تأتي في المرتبة الرابعة بالرغم من أنها كبرى دول العالم مساحةً |
| أستراليا | 1,945,000 طن | |
| البرازيل | 1,670,000 طن | من الدول التي تنامت فيها الصناعة والتجارة العالمية، وهي من أهم دول أمريكا الجنوبية |
| النرويج | 1,384,000 طن | إحدى الدول الإسكندنافية الهامة في صناعات عديدة |
| الهند | 1,183,000 طن | أكبر الدول الآسيوية وتتصدر دولها في العديد من القطاعات لا سيما الإنتاج الزراعي |
| البحرين | 872,000 طن | تأخذ البحرين دور الريادة في مجال إنتاج الألمنيوم من بين جميع الدول العربية، بالرغم من صغر مساحتها ومحدودية عمالتها |
| الإمارات العربية المتحدة | 861,000 طن |
المراجع
- ↑ "استخدامات الألومنيوم وتطبيقاته"، wikiversity، اطّلع عليه بتاريخ 17-7-2019. بتصرّف.
- ↑ "آلية تصنيع الألمنيوم"، ega، اطّلع عليه بتاريخ 17-7-2019. بتصرّف.
- ^ أ ب "أكثر دول العالم إنتاجا للألومنيوم"، almrsal، اطّلع عليه بتاريخ 17-7-2019. بتصرّف.
