El aluminio y su obtención



El aluminio junto con el magnesio y el titanio son los únicos metales ligeros que han alcanzado empleo industrial, ya sean puros o como componentes fundamentales en aleaciones. Como indica la denominación metales ligeros, su característica sobresaliente es la ligereza, es decir, su bajo peso específico. No tiene una resistencia elevada de los agentes químicos como los metales nobles, pero resiste perfectamente al aire, al agua, y a la mayoría de los compuestos orgánicos e inorgánicos. Considerando la distribución de los metales en la corteza terrestre, se encuentra que el aluminio forma el 7,5% de la misma, lo que le confiere el primer lugar entre los metales útiles, seguido del hierro con 4,3%. Sin embargo el aluminio no se encuentra aislado sino combinado con diferentes materiales en la naturaleza. Por razones económicas, para su obtención interesa partir de minerales lo más ricos posible en aluminio y entre ellos está la bauxita en primer lugar. La bauxita contiene aproximadamente el 60% de óxido de aluminio, el 22% de óxido de hierro, silicio y titanio en pequeñas cantidades, y alrededor del 12% de agua. El aluminio se encuentra entre los metales más electronegativos. Dado que su obtención es por electrólisis, todos los minerales que son menos electronegativos que él y que se hallan en grandes cantidades en los minerales, se precipitan antes sobre el cátodo, por tanto es necesario en primer lugar aislar el óxido de aluminio (alúmina) de estos minerales. La obtención del aluminio se realiza en dos fases diferenciadas: la extracción de la alúmina y la extracción del aluminio por electrólisis. La primera fase es purificar la bauxita que actualmente se realiza casi exclusivamente por el proceso de Bayer, que consiste en tostarla en un horno giratorio y pulverizarla en un molino de bolas. El polvo resultante se carga en autoclaves, donde a 165ºC y presión de vapor, por acción de soda caustica se transforma en aluminato sódico. Después de procesos de disolución, precipita hidróxido de aluminio, que se separa del agua madre con filtros rotativos. La alúmina asi purificada se disuelve en floruro de aluminio y sodio, que actúa como fundente y ya se puede iniciar la segunda fase de electrólisis. La corriente continua a través de esta mezcla descompone la alúmina en oxígeno, que se acumula en el ánodo, mientras que el metal se separa despositándose en el cátodo. La pureza usual del aluminio obtenido por este procedimiento oscila entre el 94% y el 99,8%. La productividad conseguida es que 4,5 toneladas de bauxita generan 2 toneladas de alúmina y de estas se obtiene 1 tonelada de aluminio con un consumo energético de aproximadamente 12 MW.h.

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