Алюминиевые изделия уже не протяжении многих столетий составляют часть повседневности человека. Однако мало кому известно, как именно его добывают. А ведь это действительно интересно, потому что для добычи алюминия не нужно раскапывать на больших глубинах железные руды. Достаточно запастись...глиной, потому что именно она в итоге превращается в столь популярный серебристый металл.
Такой распространённый металл - и такая удивительная технология добычи. /Фото: naked-science.ru
О том, когда именно человечество узнало о существовании алюминия, достоверных сведений нет. Впрочем, очевидно, что уже в античные времена об этом металле было известно. Так, в работах Плиния Старшего зафиксирована легенда, как однажды римский император Тиберий принял у себя мастера с даром в виде чаши, созданной из доселе невиданного металла.
Он был довольно лёгким, но при этом сильно напоминал серебро. А самым поразительным был рассказ мастера, который уверял, что добыл металл буквально из глины. Тиберию это не понравилось - он стал опасаться, что данный материал приведёт к обесцениванию серебро, поэтому отдал приказ о казни мастера, чтобы он никому не поведал этот секрет.
Об алюминии знали ещё в античности. /Фото: stankotec.ru
Трудно сказать, насколько правдива эта легенда, однако, что касается научной стороны рассказа, то здесь Плиний Старший, как и мастер-изобретатель из предания не соврали: соединение алюминия действительно получают из белой глины, или глинозёма, который сам по себе как раз и является оксидом алюминия.
Кроме того, опасения императора в легенде тоже были не беспочвенными, ведь если бы алюминий был драгоценным металлом, то серебро он действительно бы вытеснил, так как слишком часто встречается: по данным редакции novate.ru, этот химический элемент занимает третью строчку по распространенности в недрах Земли - обошли его только кислород и кремний. Но на тот момент добывали его настолько мало, что ценность его действительно была очень высокой.
Ганс Христиан Эрстед - первый человек, который добыл металлический алюминий. /Фото: ruspekh.ru
Интересно, что при такой долгой истории, собственно, металлический алюминий получили меньше двух столетий назад. Случилось это в 1825 году благодаря гению датского физика Ганса Христиана Эрстеда, который провёл реакцию восстановления элемента из хлорида алюминия, используя амальгаму калия. Два года спустя немецким химиком Фридрихом Вёлером в аналогичных целях был использован металлический калий.
А ещё почти через двадцать лет, химик Анри Сент-Клер Девилль усовершенствовал алгоритм выделения металлического алюминия, чтобы его можно было получить за раз в больших количествах. Правда, это не сделало алюминий менее ценным и дорогостоящим, так как на тот момент он был ещё слишком редким. Перелом случился только в 1886 году, когда американцем Чарльзом Мартином Холлом и французом Полем Эру, независимо один от другого были проведены успешные эксперименты по добыче алюминия при помощи электролиза.
Получение алюминия с помощью электролиза подарило возможность добывать его в промышленных масштабах. /Фото: mentoday.ru
Собственно говоря, их алгоритмы, вошедшие в историю науки как метод Холла-Эру, используются для производства алюминия даже сейчас. Однако технология, конечно, сильно усовершенствовалась, чтобы его можно было получать в промышленных масштабах. Сегодня металл добывают на базе целых алюминиевых заводов. Есть такие и на отечественных просторах - например, в Хакасии.
Там работает относительно простая, но очень занятная система добычи алюминия. Так, в цехах работает огромное количество электролизеров, которые состоят из стальной ванны, по сути являющейся отрицательным электродом, или катодом, которую наполняют расплавом криолита температурой примерно 950 °C - в нём и находится в растворённом виде тот самый глинозём, или оксид алюминия.
Цех завода в Хакасии, где производят алюминий. /Фото: mentoday.ru
Для того, чтобы выделить металл, в расплав опускают положительный электрод - анод, а затем электролизер подвергается воздействию тока, запускающего реакцию. В результате на аноде выделяется кислород, а на катоде остаётся чистый жидкий алюминий, который собирается на дне ванны. После этого остаётся его лишь собрать, разлить по формам и охладить.
При том, что сам процесс добычи не сильно сложный, он всё же несёт в себе ряд косвенных проблем, от которых необходимо избавляться путём модернизации производства. Поэтому, возможно, вскоре алюминиевый завод в Хакасии представит принципиально новый способ изготовления алюминия, без которого просто невозможно представить огромное количество сфер жизни человека - от автомобильной и авиационной промышленности до полок магазинов посуды.
Если вам понравился пост, пожалуйста, поделитесь им со своими друзьями:
И не забудьте:
Комментарии (0)