Alumina - Logam Paling Umum di Dunia

Aluminium adalah logam nonferrous yang paling banyak ditemukan di alam dan banyak digunakan di berbagai industri mulai dari kaleng soda hingga cermin teleskop.

Aluminium jarang ada dalam bentuk murni; alih-alih, aluminium membentuk senyawa dengan elemen lain seperti oksigen dan silikon yang ditemukan dalam batuan beku; seiring berjalannya waktu, pelapukan ini mengarah pada pembentukan tanah dan penciptaan mineral seperti bauksit.

Sejarah

Aluminium dulunya merupakan salah satu logam paling berharga di dunia hingga sekitar tahun 1800 ketika logam ini menjadi langka dan cukup berharga untuk ditukar dengan emas. Kini, aluminium telah menjadi salah satu logam non-besi yang paling umum diproduksi dan dimurnikan di dunia.

Aluminium akan tetap tersembunyi selamanya tanpa perkembangan listrik. Meskipun ditemukan secara alami, aluminium jarang ditemukan sebagai logam murni. Alih-alih, aluminium membentuk senyawa seperti tawas dan aluminium oksida (Al2O3) dengan elemen lain yang banyak digunakan dari zaman kuno hingga revolusi industri, terutama sebagai zat warna dan zat astringen.

Hans Christian Oersted dari Denmark dikenal luas sebagai orang pertama yang berhasil mengisolasi unsur aluminium pada tahun 1825 dengan menggunakan elektrolisis. Oersted menamai penemuannya dengan alumium; nama ini telah diubah di negara-negara berbahasa Inggris agar sesuai dengan elemen lain seperti natrium dan kalium yang berakhiran “ium”. Dua tahun kemudian, ahli kimia Jerman Friedrich Wohler menggunakan proses yang sama untuk menghasilkan bubuk aluminium murni.

Aluminium pertama kali ditemukan pada awal abad ke-19, namun butuh waktu hampir 40 tahun agar produksi industrinya menjadi menguntungkan karena kurangnya sumber daya yang terjangkau. Setelah dinamo listrik yang andal diperkenalkan pada akhir abad ini, elektrolisis kembali menjadi metode yang layak untuk memecah bahan majemuk menjadi elemen-elemen penyusunnya secara ekonomis.

George Raver menandatangani perjanjian pada bulan Desember 1889 untuk memasok 32,5 megawatt rata-rata tahunan tenaga air Sungai Columbia ke ALCOA di smelter pertama mereka di Vancouver - menandai penggunaan perdananya dan menandai dimulainya produksi aluminium modern di Barat Laut.

Kesuksesan ALCOA dibangun di atas penemuan teknik dan ilmiah yang inovatif. Sebelum menemukan kriolit - mineral murah yang dapat melarutkan alumina - produksi aluminium sangat mahal; sebelum penemuannya, industri ini bahkan tidak dapat dibenarkan keberadaannya.

Properti

Alumina (atau aluminium oksida) adalah salah satu logam yang paling melimpah di dunia, yang terbentuk secara alami sebagai paduan silikon dan oksigen dalam mineral bauksit yang ditambang dari bumi hingga ke tanur tinggi. Alumina oksida juga memainkan peran penting dalam beberapa bahan abrasif terbaik - korundum dan ampelas adalah beberapa di antara bentuk yang keras dan keras yang banyak digunakan untuk memoles batu permata seperti batu rubi dan safir; selain itu, alumina juga berfungsi sebagai bahan mentah untuk memproduksi kristal laser yang terbuat dari bahan mentah ini.

Logam aluminium murni tidak ada secara alami dan membutuhkan proses kimia yang rumit untuk mengekstraknya. Untungnya, para ilmuwan telah berhasil membuat proses ini relatif efisien dan ekonomis; sehingga digunakan secara luas dalam berbagai hal, mulai dari pesawat terbang hingga perkakas.

Bauksit, yang mengandung senyawa aluminium, silikon, dan senyawa besi, adalah bahan aluminar yang paling umum. Ketika terkena udara lembab, senyawa-senyawa ini teroksidasi menjadi alumina. Ketika bersentuhan dengan air, alumina bereaksi lebih lanjut dengan dirinya sendiri untuk membentuk hidrat yang mengandung aluminium oksida; akhirnya panas, tekanan, dan agitasi digunakan untuk mengekstrak aluminar ini dari hidrat ini untuk tujuan ekstraksi.

Setelah alumina dimurnikan untuk menghilangkan pengotornya, alumina menjadi logam dan dapat diproses menjadi paduan dengan sifat yang berbeda. Paduan yang dibuat dengan alumina dapat menjadi kuat atau ringan tergantung pada penggunaannya, menawarkan konduktivitas panas dan listrik yang sangat baik serta sangat tahan lama terhadap ketahanan terhadap korosi.

Meskipun aluminium telah ada selama ribuan tahun, bentuk komersialnya baru mulai muncul secara komersial pada tahun 1800-an. Para peneliti menyempurnakan proses pemisahan kimiawi yang memungkinkan para peneliti untuk memproduksi alumina kelas industri, menghasilkan aluminium logam tidak beracun yang benar-benar aman untuk paparan manusia - tidak berbau atau berasa dan memiliki struktur kristal kubik yang berpusat pada wajah. Ketika dikombinasikan dengan hidrogen dan oksigen, alumina menghasilkan aluminium hidroksida yang memperdalam warna sekaligus menambahkan kilau pada cat atau aplikasi rias wajah bubuk; selain itu, alumina juga dapat digunakan sebagai bahan abrasif atau obat untuk mengobati mulas, gangguan pencernaan, bisul, dan kondisi gas.

Komposisi Kimia

Aluminium adalah unsur ketiga belas dalam tabel periodik dan tidak secara alamiah ada sebagai logam murni; melainkan dalam bentuk senyawa. Karena bentuk aluminium murni mudah berikatan dengan elemen lain, penemuannya relatif baru - hanya terjadi setelah ahli kimia Inggris Humphry Davy menguraikan bauksit menggunakan busur listrik pada tahun 1824 dan menghasilkan logam aluminium murni; lima puluh tahun berlalu sebelum para ilmuwan mempelajari cara memproduksi aluminium dalam skala industri.

Bauksit, mineral berwarna coklat, merah-coklat atau kuning, adalah sumber utama aluminium. Diekstraksi menggunakan proses Bayer dari endapan bawah tanah dengan menggunakan bahan peledak, sumber ini menghasilkan alumina yang pada gilirannya digunakan untuk memproduksi semua bentuk logam ringan ini.

Aluminium murni bersifat lunak dan lemah; ketika dipadukan dengan sejumlah kecil magnesium, tembaga, silikon, atau mangan, aluminium menjadi lebih kuat dengan sifat-sifat yang berguna seperti kemampuan mesin dan ketahanan terhadap korosi atmosfer. Karena keserbagunaannya, aluminium telah menjadi bahan penting yang digunakan pada pesawat terbang, roket, mobil, kapal, dan jembatan.

Karena aluminium memiliki afinitas terhadap oksigen, interaksinya dengan oksigen menghasilkan berbagai oksida dari jenis yang berbeda-beda. Oksida-oksida ini bersifat amfoter - yaitu, dapat bereaksi dengan asam dan basa tanpa terdisosiasi lebih lanjut. Ketika didispersikan ke dalam larutan dengan air, aluminium (III) membentuk garam ganda aluminat [Al(SO4)2]3+ yang terbentuk ketika tingkat pH meningkat lebih lanjut yang menyebabkannya terhidrolisis menjadi alumina.

Aluminium dapat menjadi racun bagi tanaman dan hewan di lingkungan air, yang menyebabkan sakit perut dan kerusakan ginjal akibat menelan garamnya. Aluminium juga menembus pori-pori kulit menuju aliran darah dan mengganggu produksi hormon pada wanita, dengan konsentrasi yang tinggi di dalam air yang menyebabkan ikan dan burung yang mengkonsumsinya memiliki cangkang telur yang tipis dan perkembangan yang buruk pada anak ayam.

Uap aluminat yang terpapar sinar matahari menghasilkan lapisan yang sangat reflektif yang memantulkan radiasi sinar tampak dan inframerah, tanpa mengalami degradasi dalam kondisi normal. Bahan ini banyak digunakan untuk cermin teleskop serta kemasan kertas dekoratif dan mainan; sel surya dalam panel fotovoltaik juga menggunakannya untuk perlindungan dari sinar ultraviolet. Banyak metode yang tersedia untuk memurnikan aluminium untuk aplikasi komersial termasuk pengujian kekerasan tarik.

Aplikasi

Aluminium adalah bahan penting dalam banyak aplikasi dan industri, mulai dari kaleng soda dan produksi kertas timah dapur hingga konstruksi badan pesawat. Kekuatan, keuletan, dan ketahanan terhadap korosi dari aluminium membuatnya cocok untuk kaleng soda, wadah kertas dapur, dan konstruksi badan pesawat; sifatnya yang ringan dan kekuatannya yang luar biasa membuatnya cocok untuk peralatan pelindung sipil dan militer seperti kendaraan lapis baja, pelindung tubuh, dan jendela antipeluru.

Serbuk alumina (umumnya disebut sebagai “aluminar”, aluminium oksida), juga disebut sebagai korundum adalah komponen integral dalam pembuatan komponen elektronik seperti papan sirkuit dan microchip, yang memberikan keamanan dan efisiensi listrik. Sifat isolasi korundum mencegah arus listrik mengalir di antara konduktor untuk memastikan keamanan dan efisiensi listrik; bentuk korundum juga membentuk batu permata berharga seperti batu rubi dan safir tergantung pada tingkat jejak kontaminan seperti kromium titanium atau besi yang menentukan warnanya. Aluminar bahkan dapat mencapai tingkat kekerasan skala Mohs level 9).

Kemampuan alumina untuk menahan panas tingkat tinggi membuatnya menjadi bahan yang tak ternilai dalam proses produksi keramik, seperti keramik silikat dan nitrida. Aluminar juga dapat berfungsi sebagai penghalang atau pelindung termal, melindungi komponen dari guncangan termal yang dapat menyebabkan kegagalan komponen dan menyebabkan kerusakan pada komponen yang seharusnya berguna.

Karena sifatnya yang inert, aluminar merupakan bahan yang ideal untuk membuat perangkat medis seperti stent dan implan gigi. Alumina memiliki karakteristik nonsensitisasi jaringan yang sangat baik serta tahan terhadap kelelahan. Alumina diproduksi melalui proses Bayer dari bauksit atau bahan korundum organik dan kemudian dibentuk untuk memenuhi spesifikasi aplikasi akhir melalui berbagai teknik aglomerasi dan pemrosesan termal.

Kloeckner Metals menawarkan berbagai macam produk alumina dalam berbagai bentuk, ukuran, dan kualitas untuk memenuhi semua kebutuhan proyek Anda. Untuk bantuan dalam menemukan bahan yang ideal, unduh lembar spesifikasi aluminium kami atau hubungi salah satu anggota staf penjualan kami yang berpengetahuan luas hari ini.