ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅನ್ನು ಹೇಗೆ ಸಂಸ್ಕರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದು ಯಾವ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ?

ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ (Al) ಹಗುರವಾದ, ಬೆಳ್ಳಿಯ ಬಿಳಿ ಲೋಹವಾಗಿದ್ದು, ಭೂಮಿಯ ಹೊರಪದರದಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ನಂತರ ಮೂರನೇ ಅತ್ಯಂತ ಹೇರಳವಾಗಿರುವ ಅಂಶವಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕತೆಯಿಂದಾಗಿ, ಇದು ಎಂದಿಗೂ ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಅದರ ಶುದ್ಧ ಲೋಹೀಯ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಬದಲಾಗಿ, ಇದು ಸಂಯುಕ್ತಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ, ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಬಾಕ್ಸೈಟ್ ಅದಿರಿನೊಳಗೆ, ಗಿಬ್‌ಸೈಟ್ (Al(OH)₃), ಬೋಹ್ಮೈಟ್ (AlO(OH)) ಮತ್ತು ಡಯಾಸ್ಪೋರ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಹೈಡ್ರೀಕರಿಸಿದ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳ ಮಿಶ್ರಣವಾಗಿದೆ.

ಎರಡು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಕಚ್ಚಾ ಬಾಕ್ಸೈಟ್ ನಿಂದಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು.

ಮೊದಲ ಹಂತವೆಂದರೆ 1888 ರಲ್ಲಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾದ ಬೇಯರ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. ಪುಡಿಮಾಡಿದ ಬಾಕ್ಸೈಟ್ ಅನ್ನು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಬಿಸಿ ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ದ್ರಾವಣದೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಿ, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಹೊಂದಿರುವ ಖನಿಜಗಳನ್ನು ಕರಗಿಸಿ ಕಬ್ಬಿಣದ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾದಂತಹ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಬಿಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಸೋಡಿಯಂ ಅಲ್ಯೂಮಿನೇಟ್ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ನಂತರ ಕೆಂಪು ಮಣ್ಣಿನ ಅವಶೇಷಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಫಿಲ್ಟರ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಹರಳುಗಳೊಂದಿಗೆ ಬೀಜಗಳನ್ನು ಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಶುದ್ಧ ಬಿಳಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ ಅಥವಾ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್ (Al₂O₃) ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸುಮಾರು 1,100 ° C ನಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿನ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈಗ ವಿಶ್ವದ ಅಲ್ಯೂಮಿನಾದ 90% ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಈ ವಿಧಾನದ ಮೂಲಕ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಎರಡನೇ ಹಂತವೆಂದರೆ ಹಾಲ್ ಹೆರೌಲ್ಟ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. ಅಲ್ಯೂಮಿನಾ 2,000°C ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರಗುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ನೇರ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ಅಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿದೆ. ಕರಗಿದ ಕ್ರಯೋಲೈಟ್ (Na₃AlF₆) ನಲ್ಲಿ Al₂O₃ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸುವಲ್ಲಿ ಪರಿಹಾರವಿದೆ, ಇದು ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸುಮಾರು 950~1,000°C ಗೆ ಇಳಿಸುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಮಿಶ್ರಣದ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಹಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕರಗಿದ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ (ಕ್ಯಾಥೋಡ್) ಸಂಗ್ರಹವಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಆಮ್ಲಜನಕವು ಕಾರ್ಬನ್ ಆನೋಡ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿಕೊಂಡು CO₂ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ವಿಧಾನವು ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಏಕೈಕ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಉಳಿದಿದೆ, ಇದು 99.5~99.8% ಶುದ್ಧತೆಯ ಲೋಹವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಯಾವ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ?

ಶುದ್ಧ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಸ್ವತಃ ಪರಮಾಣು ಸಂಖ್ಯೆ 13 ಮತ್ತು ಪರಮಾಣು ತೂಕ ಸುಮಾರು 26.98 ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್ ಹೊಂದಿರುವ ಅಲ್ ಅಂಶವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ವಾಣಿಜ್ಯ ಶುದ್ಧ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ (98.8–99.7% ಅಲ್) ನೈಸರ್ಗಿಕ ಕಲ್ಮಶಗಳಾಗಿ ಕಬ್ಬಿಣ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್‌ನ ಸಣ್ಣ ಕುರುಹುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹೆಚ್ಚಿನವುಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿವೆ., ಅಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಉದ್ದೇಶಪೂರ್ವಕವಾಗಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ರಚನಾತ್ಮಕ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ, 6000 ಸರಣಿಯು (ಉದಾ. 6061) ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಅದರ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಅಂಶಗಳಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 0.8~1.2% Mg ಮತ್ತು 0.400~.8% Si. ಈ ಮಿಶ್ರಲೋಹವು ಮಧ್ಯಮ ಶಕ್ತಿ, ಉತ್ತಮ ಬೆಸುಗೆ ಹಾಕುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಉತ್ತಮ ಯಂತ್ರೋಪಕರಣದ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸಮತೋಲನವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಬೇಡಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ, 7000 ಸರಣಿಯು (ಉದಾ. 7075) ಸತು ಮತ್ತು ತಾಮ್ರವನ್ನು ಮುಖ್ಯ ಮಿಶ್ರಲೋಹ ಅಂಶಗಳಾಗಿ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ, ಸರಿಸುಮಾರು 5.16~.1% Zn ಮತ್ತು 1.2~2.0% Cu. 7075 ರ T6 ಟೆಂಪರ್ 6061-T6 ರ ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸುಮಾರು ಎರಡು ಪಟ್ಟು ನೀಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಏರೋಸ್ಪೇಸ್ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ರಚನಾತ್ಮಕ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಆಯ್ಕೆಯ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ.

ವಾಣಿಜ್ಯ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳಲ್ಲಿ ಕ್ರೋಮಿಯಂ, ಮ್ಯಾಂಗನೀಸ್ ಮತ್ತು ಟೈಟಾನಿಯಂನ ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಇರುತ್ತವೆ, ಪ್ರತಿಯೊಂದೂ ಧಾನ್ಯ ಪರಿಷ್ಕರಣೆ ಮತ್ತು ತುಕ್ಕು ನಿರೋಧಕತೆಯಲ್ಲಿ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಯಂತ್ರ ಅಥವಾ ತಯಾರಿಕೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಗಾಗಿ ಸರಿಯಾದ ವಸ್ತುವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಲು ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ನಿಖರವಾದ ಧಾತುರೂಪದ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಅತ್ಯಗತ್ಯ.