Aluminium is misschien meer aanwezig in uw dagelijks leven dan u misschien denkt

Afbeelding: Bernard Hermant in Unsplash

Aluminium is een van de meest voorkomende, belangrijke en aanwezige metalen in de moderne samenleving. Als je om je heen kijkt, zal het moeilijk zijn om een object te vinden dat niet minstens één onderdeel van aluminium heeft. Maar wat is tenslotte aluminium? Ken de milieueffecten van aluminium, de redenen waarom het zo wordt gebruikt, weet hoe u het moet recyclen en wat de eigenschappen zijn.

Aluminium

Het chemische element Al , aluminium, heeft in zuivere vorm de vorm van een zilvermetaal, licht en geurloos. Aluminium wordt beschouwd als het derde meest voorkomende chemische element in de aardkorst en het meest voorkomende onder de metalen. Het wordt echter niet gevonden in de metallische vorm zoals we die kennen, maar in verschillende mineralen en kleien.

Extractieproces van aluminium

De belangrijkste grondstof voor metallisch aluminium is aluminiumoxide. Alumina wordt gewonnen uit een klasse rotsen die bauxiet wordt genoemd, via het Bayer-proces. Geschat wordt dat de wereldreserves van bauxiet in totaal ongeveer 34 miljard ton bedragen - Brazilië heeft 10% van dit totaal (ongeveer 3,6 miljard ton).

Na het verkrijgen van aluminiumoxide, een aluminiumoxide (Al2O3), is het noodzakelijk om zuiver metallisch aluminium te verkrijgen. Dit gebeurt via een proces dat elektrolyse wordt genoemd, waarbij een elektrische stroom door het aluminiumoxide gaat, waardoor het verandert in metallisch aluminium, het primaire aluminium.

Bekijk de video die de productie van aluminium sinds de winning van bauxiet op een vereenvoudigde manier uitlegt.

Aluminium eigenschappen

Wanneer aluminium wordt gepresenteerd in een metallisch en puur formaat, heeft het een aantal kenmerken waardoor het op verschillende gebieden kan worden toegepast. Onder de eigenschappen zijn:

Sterkte en hoog smeltpunt (660 ºC);
Lage dichtheid (praktisch vier keer lichter dan metallisch koper);
Hoge weerstand tegen corrosie;
Goede elektrische geleidbaarheid (ongeveer 60% van de kopergeleiding, aanbevolen voor vaste installaties met een groter volume, zoals elektrische transmissie-installaties, aangezien het lichter en goedkoper is);
Het heeft het vermogen om licht te reflecteren;
Gemakkelijk te verwerken en te vormen;
Waterdicht, geurloos en onbrandbaar (behalve aluminiumpoeder);
Mogelijkheid om andere elementen aan het materiaal toe te voegen, waardoor legeringen met verschillende eigenschappen worden gevormd;
Zeer overvloedig aanwezig in de omgeving;
100% recyclebaar.

Aluminium, niet alleen in zijn metallische vorm, wordt extreem gebruikt op verschillende gebieden, zoals in gebouwen, materialen, keramiek, industriële processen, voedsel, farmaceutica, cosmetica, waterbehandelingen, verpakkingen, voertuigen, huishoudelijke artikelen en vliegtuigen.

Aluminium is ook erg belangrijk voor de edelsteenmarkt. Robijn, saffier, granaat , jade en topaas hebben aluminium in hun composities.

Aluminium was en is erg belangrijk voor de ontwikkeling van de moderne samenleving. Ondanks dat het wordt beschouwd als een praktisch onuitputtelijke natuurlijke hulpbron, heeft de constante en toenemende exploitatie ervan gevolgen voor het milieu en brengt het risico's met zich mee voor de menselijke gezondheid.

Profiel van de Braziliaanse aluminiumindustrie

Momenteel bezet Brazilië de veertiende plaats op de ranglijst van landen die het meest primair aluminium produceren en staat het op de vierde plaats van de grootste producenten van aluminiumoxide ter wereld. Bovendien heeft de Braziliaanse aluminiumindustrie een aanzienlijke deelname aan het bbp van het land, wat neerkomt op ongeveer 4,9% van het industriële bbp.

Milieueffecten van aluminium

Energieverbruik

Omdat aluminium een zeer stabiel metaal is, is de energie die nodig is voor de productie ervan extreem hoog, namelijk 16,5 kWh voor elke kilo geproduceerd aluminium. Om deze gegevens te vertalen: een kilo aluminium geproduceerd met aluminiumoxide verbruikt gemiddeld energie om een computer een maand lang elke dag 8 uur te laten draaien.

Voor elke ton aluminium die in Brazilië wordt geproduceerd, verbruikt de industrie gemiddeld 14,9 megawatt / uur (MWh) elektriciteit per jaar. Deze hoeveelheid energie vertegenwoordigt 6% van alle elektriciteit die in het land wordt opgewekt. De energie die wordt gebruikt om bauxiet en aluminiumoxide om te zetten in aluminium is zodanig dat deze bedrijfstak de ranglijst van de grootste industriële verbruikers van elektrische energie in het land aanvoert.

Dankzij dit extreme energieverbruik moet de industriële installatie die aluminiumoxide in aluminium zal omzetten, exclusieve energiecentrales hebben voor de productie ervan. Afhankelijk van het type energieconversie kan dit nog meer gevolgen hebben voor het milieu. Vaak zijn deze centrales waterkrachtcentrales, die, in tegenstelling tot wat velen denken, niet als een volledig "schone" energiebron worden beschouwd.

Wat is waterkracht?

Emissie van vervuilende gassen

Bij de productie van aluminium, van de winning van bauxiet tot de omzetting van aluminiumoxide in aluminium, komen enkele vervuilende gassen vrij, zoals kooldioxide (CO2) en perfluorkoolwaterstoffen (PFK's). De frequente uitstoot van deze gassen in de atmosfeer draagt bij aan het broeikaseffect en intensiveert het proces van opwarming van de aarde. Het is belangrijk op te merken dat PFK-gassen 6.500 tot 9.200 keer krachtiger zijn dan kooldioxide (CO2) voor het creëren van het broeikaseffect.

Koolstofequivalent: wat is het?

Rode modder

Rode modder is de populaire naam voor het onoplosbare residu dat wordt gegenereerd bij de productie van aluminiumoxide tijdens de zuiveringsfase van het Bayer-proces. De samenstelling van de rode modder varieert, afhankelijk van de samenstelling van het bauxiet dat in het proces wordt gebruikt. De meest voorkomende elementen in rode modder zijn ijzer, titanium, silica en aluminium, die niet met succes kunnen worden geëxtraheerd.

De rode modder bestaat uit zeer fijne deeltjes en is extreem alkalisch (pH 10 ~ 13). Door de hoge pH kan dit slib brandwonden veroorzaken als het in contact komt met de huid. Uit literatuurgegevens blijkt dat voor elke ton geproduceerd aluminiumoxide een variatie tussen 0,3 en 2,5 ton rood slib wordt gegenereerd. Jaarlijks wordt in de wereld ongeveer 90 miljoen ton van dit afval geproduceerd. Ze moeten op geschikte plaatsen worden gestort, meestal in afvalvijvers, die zijn gebouwd met dure technieken die uitspoeling van hun componenten en de daaruit voortvloeiende verontreiniging van oppervlaktewaterlichamen en grondwater voorkomen.

De Environmental Protection Agency (EPA) , de Amerikaanse Environmental Protection Agency, beschouwt rode modder niet als een giftig afval. Omdat het echter een extreem rijk residu is aan metalen en een zeer hoge alkaliteit heeft, kan het slib een zeer sterke invloed hebben op het milieu, waardoor zijn eigenschappen en stabiliteit veranderen.

Evenals in het geval van dammen van ijzerertsafval, kan ook afval van aluminiumproductie ernstige ongevallen veroorzaken. In 2010 vielen er negen doden bij een lekkage van rode modder en een plaats van verwoesting in een dorp in Hongarije. Bekijk het resultaat van dit ongeval in de video.

De deeltjes die in de rode modder aanwezig zijn, zijn erg fijn, waardoor ze een enorm oppervlak hebben, een zeer interessante eigenschap voor technologische toepassingen. Er worden verschillende onderzoeken gedaan om te zoeken naar mogelijke toepassingen van rode modder, zoals in onder meer de keramische industrie, de civiele bouw, oppervlaktebehandeling en afvalwaterbehandeling.

Aluminium recycling

Aluminium wordt beschouwd als een 100% recyclebaar materiaal, aangezien het niet wordt afgebroken tijdens het recyclingproces. Als een kilo aluminium wordt gerecycled, wordt theoretisch één kilo teruggewonnen. Bovendien wordt voor het recyclen van een ton aluminium slechts 5% van de energie gebruikt die nodig zou zijn om dezelfde hoeveelheid primair aluminium te produceren, dat wil zeggen dat het recyclen van aluminium een besparing van 95% op elektriciteit oplevert. Brazilië neemt dan ook een prominente plaats in op de lijst van landen die aluminium blikjes het meest recyclen.

Enkele voordelen van het recyclen van aluminium zijn:

Mogelijkheid om eindeloos te worden gerecycled zonder zijn eigenschappen te verliezen;
Het recyclen van één kilo aluminium verbruikt slechts 5% van de energie die nodig is om één kilo aluminium helemaal opnieuw te produceren;
Elke ton gerecycled aluminium bespaart negen ton CO2 (elke ton CO2 komt overeen met ongeveer 4800 km rijden);
Elke ton gerecycled aluminium behoudt vijf ton bauxiet.
Elk blikje van gerecycled aluminium bespaart genoeg energie om een tv 3 uur aan te laten staan.

Het recyclingproces van aluminium bestaat in feite uit verhitten tot het volledig is gesmolten, waarna het aluminium vloeibaar wordt. Vervolgens wordt het in vormen gebracht voor het genereren van de blokken en vervolgens afgekoeld tot het vast is. Voor recyclingblikken is eerst een inspectie vereist om papier, plastic en andere materialen dan aluminium te verwijderen. Na inspectie worden de blikken geperst om minder ruimte in te nemen en snel te "smelten".

Er zijn enkele legendes over het recyclen van aluminium. Een daarvan betreft de samenstelling van de ring. Als je een PET-fles van één of twee liter zou vullen met de ringen van de blikken, zou volgens het verhaal meer dan 100 reais waard zijn, aangezien de ring edelmetalen zou bevatten, zoals goud of zilver. Dit is onjuiste informatie. In feite is de ring minder waard dan het blikje zelf, aangezien de samenstelling weinig aluminium bevat. Dat is de reden waarom sommige instellingen grote hoeveelheden ringen ontvangen en het materiaal als set verkopen, waarbij ze het geld gebruiken om rolstoelen te kopen. Dit is weer een van de verhalen die de ronde doen en twijfels oproepen, maar het is geen legende. In feite zijn er projecten die zich bezighouden met dit soort donaties.

Lees meer in het artikel: "Can sealen: wel of niet uit de aluminium bus halen".

Aluminium in uw dagelijkse leven

Aluminium is zeer aanwezig in het dagelijkse leven van de samenleving. Momenteel zou het onmogelijk zijn om het tempo van de industriële ontwikkeling vast te houden zonder dit element. Het maakt een groot deel uit van de objecten die we gebruiken en consumeren: frisdrankblikjes, anti-transpiranten, kogelvrij glas, waterzuiveringsmechanismen, vliegtuigvleugels, maar ook keukengerei, zoals bestek en pannen. De elektronische apparatuur die u gebruikt om deze tekst te lezen, heeft zeker aluminium in sommige delen.

In het geval van voedsel reageert aluminium met lucht en vormt het een beschermlaag met zuurstof, waardoor de overdracht van aluminium naar het voedsel wordt voorkomen. Het is vermeldenswaard dat het niet wordt aanbevolen om de binnenkant van aluminium potten te schuren of te wassen met het ruwe deel van de spons, omdat dit deze bescherming kan verbreken, waardoor het aluminium zichtbaar blijft. Als dit is gebeurd, kook dan een paar minuten water, verwijder het water en verwarm de pan zonder de pan te drogen tot hij helemaal droog is.

Toxiciteit

Aluminium is het enige overvloedige element in de natuur dat geen vitale functie heeft voor enig biologisch systeem in het organisme, wat vreemd is vanuit een evolutionair standpunt, aangezien de natuur over het algemeen de meest voorkomende elementen kiest als essentieel voor biologische systemen. "We hebben geen bewijs dat enig organisme actief aluminium gebruikt voor enig nuttig doel", zegt hoogleraar bio-anorganische chemie en specialist in ecotoxicologie van aluminium, Christopher Exley, van Keele University, VK.

De Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA), de Brazilian Aluminium Association (ABAL) en de European Aluminium Association ( European Aluminium ) beweren dat aluminium niet giftig is voor gezonde mensen, aangezien het metaal laag is intestinale absorptie - het kleine deel dat wordt geabsorbeerd, komt de bloedsomloop binnen en wordt vervolgens door het renale systeem geëlimineerd.

Mensen met een verzwakte nierfunctie of chronisch nierfalen en premature baby's kunnen echter aluminium in hun lichaam ophopen. In botweefsel "wisselt" metaal zich uit met calcium, wat artrose veroorzaakt, en in hersenweefsel kan het encefalopathie veroorzaken. De FDA classificeert aluminiumzouten in voedsel en vaccins als "algemeen erkend als veilig (GRAS)". In sommige vaccins beschouwt de FDA aluminiumzouten als additieven die de gewenste effecten versterken.

Sommige geleerden en wetenschappers zijn het niet eens met deze beweringen en proberen de directe verbinding van aluminium met verschillende reacties en ziekten te bewijzen. Hoewel er tot nu toe geen direct bewijs is, is er veel bewijs dat aluminium in verband brengt met verschillende allergieën, borstkanker en zelfs de ziekte van Alzheimer. Studies tonen aan dat de aanwezigheid van aluminium in deze gevallen veel hoger is dan normaal (normaal zou zijn om geen aluminium te hebben), maar geen enkele studie heeft aangetoond dat aluminium direct verband houdt met het ontstaan van deze ziekten, of dat hoge niveaus van aluminium bij deze patiënten ze zijn een gevolg van de ziekte.