Unikátní vlastnosti hliníku: Nekonečné zpracování a recyklovatelnost (18.9.2023)

Tam, kde potřebujete nízkou hmotnost bez rizika koroze a zároveň elektrickou i tepelnou vodivost, nastupuje hliník. Je to v praxi široce uplatnitelný kov stříbřitě šedé barvy. V přirozené formě ho lze v přírodě najít zastoupený v mnoha sloučeninách. Výroba čistého hliníku je ale energeticky náročná, a proto se věda a výzkum věnuje i jeho efektivní recyklaci.

Zvlášť pro svou nízkou měrnou hmotnost je tento kov využitelný i průmyslových oblastech s vysokými nároky – v letectví nebo v kosmonautice. „Stejně často se s ním ale lze potkat i v běžných aplikacích, kde je zase žádoucí jeho dobrá tvárnost,“ říká Patrik Duda, CEO společnosti Atreon.

Získávání hliníku není jednoduchý proces

Surovinou pro výrobu čistého hliníku je obvykle bauxit, hornina vyskytující se v Guinei, Austrálii nebo Vietnamu. Množství bauxitu na planetě by pro masovou výrobu hliníku nebylo až takovým problémem, horší je to s jeho čistotou a především se složitým postupem nutným pro oddělení od ostatních složek. Samotná výroba probíhá ve třech fázích:

1. Získávání čistého oxidu hlinitého (Al2O3) tzv. Bayerovým způsobem spočívá nejprve v rozemletí dolované rudy. Ta se po přidání vápence a hydroxidu sodného následně taví v autoklávu na hlinitan sodný. Nastává hydrolýza vzniklého hlinitanu sodného a následně kalcinace při 1200 °C na výsledný a žádaný Al2O3.

2. Výroba surového hliníku probíhá v lázni roztaveného kryolitu, minerálu magmatického nebo sedimentálního původu. Oxid hlinitý se přidává postupně tak, aby byl jeho obsah stále co možná nejblíže ideální hodnotě 15 %. Kryolit snižuje teplotu tání Al2O3 z původních 2050 °C až na 960 °C a zásadně tak zlepšuje podmínky této fáze výroby. Výsledkem je hliník s čistotou minimálně 99,5 %, což je hodnota využitelná už pro velkou část aplikací.

3. Čistý hliník lze získat poslední z obvyklých fází – elektrolytickou rafinací. Při ní tvoří již vyčištěný Al horní plovoucí vrstvu, ze které může být během výroby postupně odebírán. Produktem je obvykle odlitek v podobě drátu o průměru 9 až 25 mm s čistotou materiálu 99,99 %.

Využití a další zpracování hliníku

Jednou z mnoha výhod hliníku je jeho slévatelnost a zároveň i tvárnost za studena i za tepla. Zkrátka ať si zvolíte jakýkoliv tvar či velikost, dá se dost dobře předpokládat, že z hliníku taková součást půjde některým z výrobních procesů vytvořit.

Pokud splní tento kov i požadavky na výslednou pevnost, obrobitelnost, tepelnou či elektrickou vodivost, máte vyhráno. Zároveň to vše bude provázeno obvykle výhodnou nízkou hmotností výsledného výrobku.

Že hliník většinu z požadavků splnit dokáže, už lidstvo poznalo dostatečně. Nachází proto využití v obrovském množství průmyslových aplikací od obalového materiálu přes hliníkové profily na okna, zahradní hliníkové pergoly a elektronické součástky všeho druhu až po konstrukce vozidel, letadel a vesmírných těles.

Životnost a spolehlivost výrobků z hliníku podporuje i vysoká odolnost vůči běžné korozi založená na přirozeném vzniku ochranné vrstvy oxidu, který nepřipustí hloubkové narušení vedoucí až k destrukci.

Více než 75 % hliníku vyrobeného za poslední století je stále v oběhu

Vzhledem k obrovskému potenciálu využití hliníku a zároveň technologicky i energeticky náročnému výrobnímu procesu je rozhodně žádoucí tento kov efektivně recyklovat. Stačí několik statistických údajů a je hned jasné, jaký význam má opětovné použití tohoto kovu jako suroviny pro další výrobu.

Jedna tuna z recyklátu znamená:

· ušetřené až 4 tuny bauxitu a tedy i prostředků nutných k jeho získání

· produkci CO2 menší až o 9 tun

· úsporu až 95 % energie oproti prvovýrobě

„Díky tomu, že se pro produkci výrobků z hliníku používá kov o téměř 100% čistotě, je pak i jeho recyklát stejně kvalitní a tedy bez problémů použitelný pro další zpracování,“ potvrzuje Patrik Duda, CEO společnosti Atreon.

Recyklovaný hliník neztrácí žádnou ze svých vlastností a není proto důvod se například obávat, že hliníkový žebřík z opakovaně použité suroviny bude méně pevný. Je zřejmé, že recyklace hliníku je racionálně zcela odůvodnitelná a přináší skutečná pozitiva nejen pro ekonomiku, ale i pro životní prostředí.