Come si ricava l’alluminio
L’alluminio è il metallo più comune che si trova all’interno della crosta terrestre (8 percento) ma non si presenta come metallo nel suo stato naturale. Il minerale di alluminio (bauxite) deve essere prima estratto e poi raffinato chimicamente attraverso il processo Bayer per produrre un prodotto intermedio, l’ossido di alluminio (allumina).
L’allumina viene quindi raffinata attraverso il processo di Hall-Héroult nel metallo puro mediante un processo elettrolitico. L’alluminio è riciclabile al 100% senza perdere le sue proprietà. Le proprietà fisiche dell’alluminio rendono il metallo leggero, resistente, non corrosivo, antiscintilla, non magnetico, non tossico e non combustibile.
Come è fatto l’alluminio?
L’alluminio deriva dalla bauxite, un minerale che si trova tipicamente nel terriccio di varie regioni tropicali e subtropicali. Una volta estratto, l’alluminio all’interno del minerale di bauxite viene estratto chimicamente in allumina, un composto di ossido di alluminio, attraverso il processo Bayer. In una seconda fase, l’allumina viene fusa in metallo di alluminio puro attraverso il processo Hall-Héroult.
La produzione primaria è il processo mediante il quale l’allumina viene fusa in metallo di alluminio puro. Il processo Hall-Héroult, scoperto contemporaneamente nel 1886 dall’americano Charles Martin Hall e dal francese Paul Héroult, continua a essere il principale processo industriale mediante il quale viene prodotto l’alluminio primario.
Il processo di produzione dell’alluminio
Nel processo di Hall-Héroult, l’allumina viene disciolta in un bagno di criolite fusa all’interno di un recipiente di acciaio rivestito di carbonio. Gli anodi di carbonio sono inseriti nella parte superiore del bagno e una corrente elettrica passa attraverso gli anodi. Gli atomi di ossigeno si separano dall’allumina e si combinano con l’anodo di carbonio, lasciando l’alluminio fuso rimanente sul fondo del contenitore. L’alluminio fuso viene periodicamente travasato e posto in un forno, da cui poi viene colato in un lingotto.
Nella fonderia, non solo all’alluminio viene data la forma richiesta, ma anche la composizione chimica richiesta. Il fatto è che l’alluminio puro viene utilizzato molto meno delle leghe di alluminio.
Le leghe di alluminio sono realizzate mescolando l’alluminio con vari altri metalli (i cosiddetti elementi di lega). Alcuni aumentano la resistenza dell’alluminio, altri lo rendono più denso, altri ancora ne modificano le proprietà di trasmissione del calore, ecc. Gli elementi di lega comuni includono boro, ferro, silicio, magnesio, manganese, rame, nichel, piombo, titanio, cromo, zinco, zirconio, litio, scandio, argento e altri. Oggi nell’industria vengono utilizzate oltre 100 leghe di alluminio.
Il taglio dell’alluminio
Fogli e lamiere di alluminio, dagli spessori sottili, possono essere tagliati a piacimento, perché l’alluminio è un materiale relativamente morbido. Strumenti di taglio industriali come punzonatrici o macchine al plasma, macchine taglio laser o a getto d’acqua, che tagliano la lamiera di alluminio in modo rapido e semplice, forniscono una finitura eccellente con elevata precisione. Questi metodi ad alta velocità richiedono un grande investimento di capitale e molto spazio.