Aluminium (Al) is een licht, zilvergrijs metaal en het derde meest voorkomende element in de aardkorst, na zuurstof en silicium. Vanwege de hoge chemische reactiviteit komt het echter nooit in zuivere metaalvorm in de natuur voor. In plaats daarvan wordt het aangetroffen in verbindingen, voornamelijk in bauxieterts, een mengsel van gehydrateerde aluminiumoxiden, waaronder gibbsiet (Al(OH)₃), boehmiet (AlO(OH)) en diaspoor.
Het raffinageproces in twee fasen
De reis van ruwe bauxiet naarhoogzuiver aluminium omvattwee verschillende industriële processen.
De eerste stap is het Bayer-proces, ontwikkeld in 1888. Gemalen bauxiet wordt onder druk gemengd met een hete natriumhydroxideoplossing, waardoor de aluminiumhoudende mineralen oplossen, terwijl onzuiverheden zoals ijzeroxiden en silica achterblijven. De resulterende natriumaluminaatoplossing wordt vervolgens gefilterd om het rode slib te verwijderen, geënt met aluminiumhydroxidekristallen en gecalcineerd bij ongeveer 1100 °C om zuiver wit aluminiumoxide (Al₂O₃) te produceren. Meer dan 90% van de wereldwijde aluminiumproductie vindt tegenwoordig plaats via deze methode.
Fase twee is het Hall-Héroult-proces. Aluminiumoxide heeft een smeltpunt van meer dan 2000 °C, waardoor directe elektrolyse onpraktisch is. De oplossing ligt in het oplossen van Al₂O₃ in gesmolten cryoliet (Na₃AlF₆), waardoor de bedrijfstemperatuur daalt tot ongeveer 950-1000 °C. Vervolgens wordt er een elektrische stroom door het mengsel geleid. Gesmolten aluminium verzamelt zich onderin (de kathode), terwijl zuurstof zich met de koolstofanodes combineert tot CO₂. Deze elektrolytische methode is nog steeds het enige industriële proces voor de productie van primair aluminium, met een metaalzuiverheid van 99,5-99,8%.
Welke elementen bevat aluminium?
Zuiver aluminium bestaat uitsluitend uit het element Al, met atoomnummer 13 en een atoomgewicht van ongeveer 26,98 g/mol. Commercieel zuiver aluminium (98,8–99,7% Al) bevat kleine sporen ijzer en silicium als natuurlijke onzuiverheden. De meesteToepassingen zijn afhankelijk van aluminiumlegeringen.waarbij specifieke elementen opzettelijk worden toegevoegd om de mechanische eigenschappen aan te passen.
Voor constructietoepassingen gebruikt de 6000-serie (bijvoorbeeld 6061) magnesium en silicium als belangrijkste legeringselementen, doorgaans 0,8-1,2% Mg en 0,400-0,8% Si. Deze legering biedt een uitstekende balans tussen matige sterkte, goede lasbaarheid en superieure bewerkbaarheid.
Voor toepassingen met hoge sterkte-eisen bevat de 7000-serie (bijvoorbeeld 7075) zink en koper als belangrijkste legeringselementen, met ongeveer 5,16 tot 0,1% Zn en 1,2 tot 2,0% Cu. De T6-harding van 7075 levert bijna twee keer de treksterkte van 6061-T6 op, waardoor het het materiaal bij uitstek is voor de lucht- en ruimtevaart en hoogwaardige constructieonderdelen.
Sporen van chroom, mangaan en titanium komen ook vaak voor in commerciële legeringen, die elk een rol spelen bij korrelverfijning en corrosiebestendigheid. Inzicht in de precieze elementaire samenstelling van elke legering is essentieel voor het selecteren van het juiste materiaal voor specifieke bewerkings- of fabricage-eisen.
Publicatiedatum: 13 mei 2026