Hliník môže byť vo vašom každodennom živote viac, ako by ste si mysleli

Obrázok: Bernard Hermant v hre Unsplash

Hliník je jedným z najhojnejších a najdôležitejších kovov v modernej spoločnosti. Ak sa rozhliadnete okolo seba, ťažko nájdete predmet, ktorý nemá aspoň jednu časť z hliníka. Ale koniec koncov, čo je to hliník? Poznať environmentálne dopady hliníka, dôvody, prečo sa tak používa, vedieť, ako ho recyklovať a aké sú jeho vlastnosti.

Hliník

Chemický prvok Al , hliník, ak je čistý, má formu strieborného kovu, ľahký a bez zápachu. Hliník je považovaný za tretí najpočetnejší chemický prvok v zemskej kôre a najpočetnejší medzi kovovými prvkami. Nenachádza sa však v kovovej forme, ako ju poznáme, ale vo viacerých mineráloch a íloch.

Proces extrakcie hliníka

Hlavnou surovinou pre kovový hliník je oxid hlinitý. Oxid hlinitý sa získava z triedy hornín nazývaných bauxit pomocou Bayerovho procesu. Odhaduje sa, že svetové zásoby bauxitu tvoria asi 34 miliárd ton - Brazília má 10% z tohto celkového množstva (asi 3,6 miliardy ton).

Po získaní oxidu hlinitého, čo je oxid hlinitý (Al2O3), je potrebné získať čistý kovový hliník. To sa deje v procese zvanom elektrolýza, pri ktorom elektrický prúd prechádza cez oxid hlinitý a spôsobuje jeho premenu na kovový hliník, primárny hliník.

Pozrite si video, ktoré zjednodušeným spôsobom vysvetľuje výrobu hliníka od ťažby bauxitu.

Vlastnosti hliníka

Ak je hliník v kovovom a čistom formáte, vyznačuje sa niektorými vlastnosťami, ktoré umožňujú jeho použitie vo viacerých oblastiach. Medzi jeho vlastnosti patrí:

Pevnosť a vysoká teplota topenia (660 ° C);
Nízka hustota (prakticky štyrikrát ľahšia ako kovová meď);
Vysoká odolnosť proti korózii;
Dobrá elektrická vodivosť (asi 60% medenej vodivosti, čo je indikované pre pevné inštalácie väčšieho objemu, ako sú napríklad elektrické prenosové zariadenia, pretože je ľahšia a lacnejšia);
Má schopnosť odrážať svetlo;
Ľahko sa spracováva a formuje;
Vodeodolný, bez zápachu a nehorľavý (okrem práškového hliníka);
Možnosť pridania ďalších prvkov k materiálu, čím sa vytvárajú zliatiny s rôznymi vlastnosťami;
Mimoriadne bohatý na životné prostredie;
100% recyklovateľný.

Hliník, nielen vo svojej kovovej podobe, sa mimoriadne používa v mnohých oblastiach, napríklad v budovách, materiáloch, keramike, priemyselných procesoch, potravinách, farmaceutických výrobkoch, kozmetike, úpravách vody, obaloch, vozidlách, domácich potrebách a lietadlách.

Hliník je tiež veľmi dôležitý pre trh drahokamov. Rubín, zafír, granát , nefrit a topás majú vo svojich zloženiach hliník.

Hliník bol a je veľmi dôležitý pre rozvoj modernej spoločnosti. Napriek tomu, že je považovaný za prakticky nevyčerpateľný prírodný zdroj, jeho neustále a čoraz väčšie využívanie ovplyvňuje životné prostredie a okrem toho predstavuje riziká pre ľudské zdravie.

Profil brazílskeho hliníkového priemyslu

Brazília v súčasnosti zaujíma štrnáste miesto v rebríčku krajín, ktoré najviac vyrábajú primárny hliník, a je na štvrtom mieste medzi najväčšími producentmi oxidu hlinitého na svete. Okrem toho má brazílsky priemysel hliníka významný podiel na HDP krajiny, čo predstavuje asi 4,9% priemyselného HDP.

Vplyvy hliníka na životné prostredie

Spotreba energie

Vzhľadom na to, že hliník je veľmi stabilný kov, energia potrebná na jeho výrobu je mimoriadne vysoká a dosahuje 16,5 kWh na každý kilogram vyrobeného hliníka. Preložiť tieto údaje: kilo hliníka vyrobeného pomocou oxidu hlinitého spotrebuje v priemere energiu na to, aby udržal počítač v chode 8 hodín každý deň po dobu jedného mesiaca.

Na každú tonu hliníka vyrobeného v Brazílii spotrebuje toto odvetvie priemerne 14,9 megawatt / hodinu (MWh) elektrickej energie ročne. Toto množstvo energie predstavuje 6% všetkej elektriny vyrobenej v krajine. Energia použitá na transformáciu bauxitu a oxidu hlinitého na hliník je taká, že toto priemyselné odvetvie vedie v rebríčku najväčších priemyselných spotrebiteľov elektrickej energie v krajine.

Vďaka tejto extrémnej spotrebe energie musí mať priemyselný závod, ktorý premieňa oxid hlinitý na hliník, na svoju výrobu exkluzívne stanice na výrobu energie. V závislosti od typu premeny energie to môže mať ešte väčšie dopady na životné prostredie. Často sú tieto elektrárne vodnými elektrárňami, ktoré sa na rozdiel od toho, čo si mnohí myslia, nepovažujú za úplne „čistý“ zdroj energie.

Čo je to vodná energia?

Emisie znečisťujúcich plynov

Pri výrobe hliníka sa od extrakcie bauxitu po transformáciu oxidu hlinitého na hliník vytvárajú niektoré znečisťujúce plyny, ako je oxid uhličitý (CO2) a perfluórované uhľovodíky (PFC). Časté emisie týchto plynov do atmosféry prispievajú k skleníkovému efektu a zintenzívňujú proces globálneho otepľovania. Je dôležité si uvedomiť, že plyny PFC sú na vytvorenie skleníkového efektu 6 500 až 9 200 krát účinnejšie ako oxid uhličitý (CO2).

Uhlíkový ekvivalent: čo to je?

Červené blato

Červené bahno je populárny názov pre nerozpustný zvyšok, ktorý sa vytvára pri výrobe oxidu hlinitého počas fázy čistenia Bayerovho procesu. Zloženie červeného kalu sa líši v závislosti od zloženia bauxitu použitého v tomto procese. Najbežnejšie prvky prítomné v červenom bahne sú železo, titán, oxid kremičitý a hliník, ktoré sa nedajú úspešne extrahovať.

Červené bahno je zložené z veľmi jemných častíc a je mimoriadne zásadité (pH 10 ~ 13). Vďaka vysokému pH môže tento kal spôsobiť popáleniny pri kontakte s pokožkou. Údaje z literatúry ukazujú, že pre každú vyrobenú tonu oxidu hlinitého sa tvoria variácie medzi 0,3 a 2,5 tonami červeného kalu. Každý rok sa na svete vyprodukuje okolo 90 miliónov ton tohto odpadu. Musia byť zneškodňované na vhodných miestach, obvykle na skládkach, postavených vysoko nákladnými technikami, ktoré zabraňujú vylúhovaniu ich zložiek a následnej kontaminácii útvarov povrchovej a podzemnej vody.

Environmental Protection Agency (EPA) , US Environmental Protection Agency, nepovažuje červeného kalu ako toxický odpad. Pretože je to však mimoriadne bohatý zvyšok na kovy a má veľmi vysokú zásaditosť, môže mať bahno veľmi silný vplyv na životné prostredie a meniť jeho vlastnosti a stabilitu.

Rovnako ako v prípade hlušinových hrádzí železnej rudy môže aj hlušina z výroby hliníka spôsobiť vážne nehody. V roku 2010 si v maďarskej dedine vyžiadala únik červeného bahna deväť mŕtvych a miesto ničenia. Výsledok tejto nehody si pozrite vo videu.

Častice prítomné v červenom bahne sú veľmi jemné, vďaka čomu majú obrovskú plochu, čo je veľmi zaujímavá charakteristika pre technologické aplikácie. Uskutočňuje sa niekoľko výskumov s cieľom hľadať možné využitie červeného bahna, napríklad v keramickom priemysle, stavebníctve, povrchových úpravách a úpravách odpadových vôd.

Recyklácia hliníka

Hliník sa považuje za 100% recyklovateľný materiál, pretože sa v procese recyklácie nerozkladá. Ak sa kilogram hliníka recykluje, teoreticky sa jedno kilo zhodnocuje. Okrem toho sa na recykláciu tony hliníka spotrebuje iba 5% energie, ktorá by bola potrebná na výrobu rovnakého množstva primárneho hliníka, to znamená, že recyklácia hliníka predstavuje 95% úsporu elektrickej energie. Brazília má preto popredné miesto v zozname krajín, ktoré najviac recyklujú hliníkové plechovky.

Medzi výhody recyklácie hliníka patria:

Schopnosť nekonečnej recyklácie bez straty svojich vlastností;
Recyklácia jedného kilogramu hliníka spotrebuje iba 5% energie potrebnej na výrobu jedného kilogramu hliníka od nuly;
Každá tona recyklovaného hliníka ušetrí deväť ton CO2 (každá tona CO2 zodpovedá jazde asi 4 800 km);
Každá tona recyklovaného hliníka uchováva päť ton bauxitu.
Každá recyklovaná hliníková plechovka šetrí dostatok energie na to, aby televízor zostal zapnutý 3 hodiny.

Proces recyklácie hliníka v zásade spočíva v zahrievaní až do úplného roztavenia, keď sa hliník stane tekutým. Potom sa dáva do foriem na generovanie ingotov a potom sa ochladí do tuhej formy. Pri recyklácii plechoviek je najskôr potrebná kontrola, aby sa odstránil papier, plasty a akékoľvek iné materiály ako hliník. Po kontrole sú plechovky stlačené, aby zabrali menej miesta a aby sa rýchlo „roztavili“.

O recyklácii hliníka existujú legendy. Jeden sa týka zloženia prsteňa. Podľa príbehu, ak by ste krúžkami plechoviek naplnili PET alebo fľašu s objemom jedného alebo dvoch litrov, malo by to hodnotu viac ako 100 realov, pretože krúžok by obsahoval drahé kovy, napríklad zlato alebo striebro. Toto sú nepravdivé informácie. V skutočnosti má prsteň menšiu hodnotu ako samotná plechovka, pretože jeho zloženie má nízky obsah hliníka. Preto niektoré inštitúcie dostávajú veľké množstvo krúžkov a predávajú materiál ako súpravu. Tieto peniaze potom používajú na nákup invalidných vozíkov. Toto je ďalší z príbehov, ktoré kolujú a vyvolávajú pochybnosti, ale nejde o legendu. V skutočnosti existujú projekty zapojené do tohto typu darcovstva.

Viac sa dozviete v článku: „Môže tesniť: vyberte alebo nevyberajte z hliníkovej plechovky“.

Hliník vo vašom každodennom živote

Hliník je veľmi zastúpený v každodennom živote spoločnosti. V súčasnosti by nebolo možné udržať tempo priemyselného rozvoja bez tohto prvku. Tvorí veľkú časť predmetov, ktoré používame a konzumujeme: sódovky, antiperspiranty, nepriestrelné sklo, mechanizmy na čistenie vody, krídla lietadla, ako aj kuchynský riad, ako sú príbory a panvice. Elektronické zariadenie, ktoré používate na čítanie tohto textu, má v niektorých častiach určite hliník.

V prípade potravín hliník reaguje so vzduchom a vytvára ochrannú vrstvu s kyslíkom, čím bráni prenosu hliníka do potravín. Stojí za zmienku, že sa neodporúča brúsiť alebo umývať vnútro hliníkových hrncov hrubou časťou špongie, pretože by to mohlo narušiť túto ochranu a nechať hliník odkrytý. Ak sa to stalo, varte niekoľko minút vodu, odstráňte vodu a panvicu bez sušenia zahrievajte, kým úplne nevyschne.

Toxicita

Hliník je jediný hojný prvok v prírode, ktorý nemá žiadnu životne dôležitú funkciu pre žiadny biologický systém v organizme, čo je z evolučného hľadiska čudné, pretože príroda si pre biologické systémy ako najbežnejšie prvky vyberá také prvky, ktoré ich majú v hojnosti. „Nemáme dôkazy o tom, že by akýkoľvek organizmus aktívne používal hliník na akékoľvek prospešné účely,“ hovorí profesor bioanorganickej chémie a špecialista na ekotoxikológiu hliníka Christopher Exley z Keele University vo Veľkej Británii.

Americký úrad pre kontrolu potravín a liečiv (FDA), Brazílska asociácia pre hliník (ABAL) a Európska asociácia pre hliník ( Európska alumínia ) tvrdia, že hliník nie je toxický pre zdravých ľudí, pretože jeho obsah je nízky absorpcia v čreve - malá absorbovaná časť vstupuje do obehového systému a je následne vylučovaná obličkovým systémom.

Ľudia, ktorí majú oslabenú funkciu obličiek alebo chronické zlyhanie obličiek a predčasne narodené deti, však môžu hromadiť hliník v tele. V kostnom tkanive sa kov „vymieňa“ s vápnikom a spôsobuje artrózu a v mozgovom tkanive môže spôsobiť encefalopatiu. FDA klasifikuje soli hliníka v potravinách a vakcínach ako „všeobecne známe ako bezpečné (GRAS)“. V niektorých vakcínach FDA považuje soli hliníka za prísady, ktoré zvyšujú požadované účinky.

Niektorí vedci a vedci s týmito tvrdeniami nesúhlasia a snažia sa dokázať priame spojenie hliníka s rôznymi reakciami a chorobami. Aj keď doposiaľ neexistujú priame dôkazy, existuje veľa dôkazov, ktoré spájajú hliník s rôznymi alergiami, rakovinou prsníka a dokonca aj s Alzheimerovou chorobou. Štúdie ukazujú, že prítomnosť hliníka je v týchto prípadoch oveľa vyššia ako je obvyklé (normálnym javom by bolo, keby hliník nebol), avšak žiadna štúdia nepreukázala, že hliník priamo súvisí so vznikom týchto chorôb alebo či vysoká hladina hliníka u týchto pacientov sú dôsledkom choroby.