กรรมวิธีผลิตอลูมิเนียม

กรรมวิธีผลิตอลูมิเนียม คือนำไปถลุงโดยนำแร่บอกไซด์ที่มีสินแร่ประมาณ 55-60% มา สกัดเอา

อลูมิเนียม(Alumina) ออกเสียก่อนโดยการป่นแร่ ให้เป็นผงละเอียดแล้วนำมาเข้าเครื่องตุ๋นกับน้ำยาโด

ไฟอย่างเข้มข้น (NaOH)สารจะถูกต้มในหม้อพิเศษ(Autoklaven)ซึ่งปิดสนิทภายใต้ความกดดันประมาณ

7 บรรยากาศ อุณหภูมิ180 องศาเซลเซียสในการนี้สารที่เจือปนอยู่จะถูกแยกออกไปโดยการกรองและนำ

ไปเผาหรืออบให้แห้งในเตาหมุนด้วยอุณหภูมิ 1300 องศาเซลเซียสไล่น้ำที่ติดอยู่ในโมเลกุลของอลูมินา

ออกก็จะได้อลูมินาบริสุทธิ์ หรืออลูมิเนียมออกไซด์นี้จะถูกแยกด้วยไฟฟ้าในเตาไฟฟ้าอีก ในการนี้อุณหภูมิ

ออกไซด์จะต้องอยู่ในสภาพหลอมเหลวแต่เนื่องจากจุดหลอมเหลวของสารชนิดนี้สูงมาก( 2000องศา

เซลเซียส ) เขาจึงต้องใช้สารผสมที่เรียกว่าคลีโอไลท์(Cryolite) ซึ่งมีจุดหลอมเหลวอยู่ประมาณ900องศา

เซลเซียสปนสงไปเพื่อให้อลูมินาหลอมตัวได้ง่ายการแยกด้วยเตาไฟฟ้าจะใช้อุณหภูมิประมาณ 900-950

องศาเซลเซียสอลูมิเนียมจะแยกไปจับอยู่ที่ขั้วลบเป็นอลูมิเนียมบริสุทธิ์ สินแร่บอกไซด์ 4 ตันจะให้ผลึก

อลูมินาประมาณ 2 ตันและจะให้โลหะอลูมิเนียมประมาณ 1 ตัน

 

การถลุงอลูมิเนียมด้วยไฟฟ้าต้องใช้กำลังงานไฟฟ้ามากและต้องเป็นกำลังไฟฟ้าราคาถูกกล่าวกัน

ว่าการที่จะถลุงให้ได้อลูมิเนียม 1 ตันนั้นตองใช้ไฟฟ้าจำนวน18,000 กิโลวัตต์ต่อชั่วโมง เสียเวลาถลุง

ทั้งหมอ 120 ชั่วโมงใช้ ไฟฟ้าขนาดแรงดัน 5-6 โวลต์ ปริมาณกระแส 20,000-70,000 แอมแปร์

อลูมิเนียมในสมัยแรกๆ ที่มนุษย์รู้จักถลุงใช้มิได้ถลุงด้วยไฟฟ้า แต่ถลุงด้วยปฏิกิริยาเคมีอื่นๆ

ต้นทุนการผลิตก็สูงมาก ในรัชสมัยพระเจ้านโปเลียนมหาราชของฝรั่ง อลูมิเนียมมีราคาสูงกว่าทองคำ

ภาชนะต่างๆที่ใช้ในพระราชวังสมัยนั้นนิยมทะด้วยอลูมิเนียม เพราะ เป็นโลหะหายาก อลูมิเนียมเพิ่งจะ

ใช้เป็นโลหะราคาถูกเมื่อมนุษย์รู้จักถลุงด้วยไฟฟ้าเมื่อประมาณ 70 ปีมานี้เอง

เนื่องจากอลูมิเนียมมีความหนาแน่นน้อยน้ำหนักเบาและมีความเค้นแรงดึงสูงจึงนำไปใช้ทำเครื่องใช้ต่างๆ

เครื่องบิน ยานอวกาศ จรวด ขีปนาวุธ เป็นวัสดุก่อสร้าง เช่น ท่อ แผ่นหลังคา กรอบโครงหน้าต่าง ประตู

บันได ในวงการอุตสาหกรรมใช้ทำถังภาชนะและถังรถบันทุกเคมีภัณฑ์และน้ำมัน ในวงการไฟฟ้าใช้ทำสาย

เคเบิลไฟฟ้าแรงสูง อลูมิเนียมบริสุทธิ์ ใช้ทำแผ่นสะท้อนในแฟลซถ่ายรูป จานสะท้อนแสง ในโคมไฟ

ไฟหน้ารถยนต์ นอกจากนี้อลูมิเนียมยังใช้ทำโลหะผสม เช่นทำโลหะ Alnico ซึ่งเป็นโลหะแม่เหล็ก นิยมใช้ทำ

ลำโพงวิทยุ แม่เหล็กที่ประสมอลูมิเนียมสามารถชุบิผิวให้แข็งด้วยกรรมวิธี Nitriding แผ่นอลูมิเนียมที่รีด

บางๆ เรียกว่า Aluminum Foil เช่น ซองห่อบุหรี่ และใช้เป็นวัสดุหีบห่อเพ่อความสวยงาม

และทำคอนเดนเซอร์วิทยุ

อลูมิเนียมมีประโยชน์มากมายเห็นได้ทั่วไปนอกจากที่กล่าวมาแล้วยังใช้ทำภาชนะหุงต้มและหีบห่อ

เช่น หม้อ กระทะ ถาด จาน ช้อน การะมัง แก้ว ฯลฯ

อลูมิเนียมบริสุทธิ์มีเม็ดเกรนละเอียด คงสม่ำเสมอดีมากโอกาสที่จะถูกกัดกร่อนด้วยสาเหตุจาก

เม็ดเกรนในโลหะนั้นไม่มีเลย ยิ่งกว่านั้นบนผิวจะมีฟิล์ม อลูมิเนียมออกไซด์บางๆติดอยู่ซึ่งเป็นฟิล์มทึบ

การกัดกร่อนจากบรรยากาศปกติจึงไม่มีเลย

วิธีอีลอกซาน(Eloxal) การทำอีลอกซานให้นำชิ้นงานอลูมิเนียมนั้นมาแขวนเป็นขั้วบวกให้แผ่นตะกั่วเป็น

ขั้วลบนำกรดกำมะถันเจือจางเป็นอิเล็กโตไลต์ผ่านกระแสไฟตรงเข้าไปชั่วระยะเวลาหนึ่ง กระแสไฟฟ้าจะทำ

ให้ผิวชิ้นงานอลูมิเนียม ณ ขั้วบวกเปลี่ยนเป็นอลูมิเนียมออกไซด์ คือฟิล์มบางๆปกปิดผิวอยู่โดยรอบโดย

ที่ขนาดของงานยังคงเดิมและชั้นฟิล์มอลูมิเนียมออกไซด์จะแข็งกว่าอลูมิเนียมแท้ๆ แม้จะหักหรืองอชิ้นงาน

นั้นอย่างไรฟิล์มนี้ก็จะไม่หลุดหรือแยกออกมาเลย มีความคงทนต่อการกัดกร่อนและไม่เป็นตัวนำไฟฟ้า

อลูมิเนียมและโลหะผสมอลูมิเนียมที่ใช้ดกันตามบ้านเรือนทั่วๆไปได้แก่กรอบประตู หน้าต่าง มู่ลี่ ภาชนะ

เครื่องใช้ตอลดจน กระทะ ตอนบนของขวดใส่นมทำด้วยแผ่นอลูมิเนียมบางๆ อลูมิเนียมมีความเหมาะสม

ที่ใช้ทำเป็นกระทะเพราะ นำความร้อนได้ดี และก็เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีด้วย ประกอบกับมีน้ำหนักบางจึงนำมา

ใช้ประโยชน์ใช้เป็นสายไฟฟ้าขึงพาดไปตามเสาไฟฟ้าได้เป็นอย่างดีและ

การนำอลูมิเนียมไปใช้งาน

 

ประโยชน์ของอลูมิเนียม

 

การกัดกร่อน

 

วิธีป้องกันการกัดกร่อนอลูมิเนียมโดยวิธีเคมี เรียกว่า วิธีอีลอกซาน(Eloxal)