അലൂമിനിയം

ഭൂവൽക്കത്തിൽ ഏറ്റവുമധികം കാണപ്പെടുന്ന ഒരു ലോഹമൂലകമാണ് അലൂമിനിയം. വെള്ളി നിറമുള്ള മൃദുവായ ലോഹമാണിത്. ബോക്സൈറ്റ് എന്ന അയിരിൽ നിന്നാണ് അലൂമിനിയം പ്രധാനമായും ലഭിക്കുന്നത്. അലൂമിനിയവും അതിന്റെ ലോഹസങ്കരങ്ങളും വ്യാവസായികപ്രാധാന്യമുള്ള വളരെയധികം ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. വിമാനങ്ങളുടെ നിർമ്മാണം ഇതിൽ ഒന്നാണ്. വാഹനങ്ങൾ, കെട്ടിടങ്ങൾ എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണത്തിനായും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

Aluminium, ₁₃Al

Aluminium
Pronunciation	aluminium: /ˌæl(j)ʊˈmɪniəm/ ⓘ (AL-(y)uu-MIN-ee-əm) aluminum: /əˈluːmənəm/ ⓘ[1] (ə-LOO-mə-nəm)
Alternative name	Aluminum (U.S., Canada)
Appearance	Silvery gray metallic
Standard atomic weight Ar°(Al)
	26.9815384±0.0000003[2] 26.982±0.001 (abridged)[3]
Aluminium in the periodic table
Hydrogen Helium Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson B ↑ Al ↓ Ga magnesium ← aluminium → silicon
Atomic number (Z)	13
Group	group 13 (boron group)
Period	period 3
Block	p-block
Electron configuration	[Ne] 3s2 3p1
Electrons per shell	2, 8, 3
Physical properties
Phase at STP	solid
Melting point	933.47 K ​(660.32 °C, ​1220.58 °F)
Boiling point	2743[4] K ​(2470 °C, ​4478 °F)
Density (at 20 °C)	2.699 g/cm3[5]
when liquid (at m.p.)	2.375 g/cm3
Heat of fusion	10.71 kJ/mol
Heat of vaporization	284 kJ/mol
Molar heat capacity	24.20 J/(mol·K)
Vapor pressure P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 1482 1632 1817 2054 2364 2790
Atomic properties
Oxidation states	common: +3 −2,[6] −1,[7] 0,[8] +1,[9][10] +2[11]
Electronegativity	Pauling scale: 1.61
Ionization energies	1st: 577.5 kJ/mol 2nd: 1816.7 kJ/mol 3rd: 2744.8 kJ/mol (more)
Atomic radius	empirical: 143 pm
Covalent radius	121±4 pm
Van der Waals radius	184 pm
Spectral lines of aluminium
Other properties
Natural occurrence	primordial
Crystal structure	​face-centered cubic (fcc) (cF4)
Lattice constant	a = 404.93 pm (at 20 °C)[5]
Thermal expansion	22.87×10−6/K (at 20 °C)[5]
Thermal conductivity	237 W/(m⋅K)
Electrical resistivity	26.5 nΩ⋅m (at 20 °C)
Magnetic ordering	paramagnetic[12]
Molar magnetic susceptibility	+16.5×10−6 cm3/mol
Young's modulus	70 GPa
Shear modulus	26 GPa
Bulk modulus	76 GPa
Speed of sound thin rod	(rolled) 5000 m/s (at r.t.)
Poisson ratio	0.35
Mohs hardness	2.75
Vickers hardness	160–350 MPa
Brinell hardness	160–550 MPa
CAS Number	7429-90-5
History
Naming	from alumine, obsolete name for alumina
Prediction	Antoine Lavoisier (1782)
Discovery	Hans Christian Ørsted (1824)
Named by	Humphry Davy (1812[a])
Isotopes of aluminium ക തി
Main isotopes[13] Decay abun­dance half-life (t1/2) mode pro­duct 26Al trace 7.17×105 y β+84% 26Mg ε[14]16% 26Mg γ – 27Al 100% stable
വർഗ്ഗം: Aluminium view talk edit | references

അലൂമിനിയം (അലൂമിനം എന്നും പറയാം) ഒരു രാസമൂലകമാണ്. അതിൻറെ രാസ അടയാളം Al ഉം അറ്റോമിക നംബർ 13 ഉം ആണ്. അത് തിളങ്ങുന്ന വെള്ളിവെളുപ്പു നിറമുള്ള, മൃദുവും അകാന്തികവും അടിച്ചുനീട്ടാവുന്നതുമായ ഒരു ലോഹമാണ്. ആവർത്തന പട്ടികയിൽ അത് ബോറോൺ കൂട്ടത്തിൽ പെടുന്നു. മാസ് കണക്കിലെടുത്താൽ ഭൂമിയുടെ ക്രസ്റ്റിന്റെ എട്ടു ശതമാനത്തോളം വരും. ഭൂമിയുടെ ക്രസ്റ്റിൽ ഏറ്റവും അധികമുള്ള മൂലകങ്ങളിൽ, ഓക്സിജനും സിലിക്കോണിനും പിറകിൽ മൂന്നാം സ്ഥാനത്താണ് അലൂമിനിയം. എന്നാൽ, താഴെയുള്ള മാൻറിലിൽ അലൂമിനിയത്തിൻറെ അളവ് കുറവാണ്. അലൂമിനിയത്തിൻറെ പ്രധാന അയിര് ബോക്സൈറ്റ് ആണ്. അലൂമിനിയം രാസികമായി വളരെ പ്രവർത്തനോത്സുകമായതിനാൽ, അത് പ്രകൃതിയിൽ, കൂടിയ ഋണസാഹചര്യങ്ങളിലല്ലാതെ, മൂലകരൂപത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നില്ല. പകരം, 270ൽ പരം ധാതുസംയുക്തങ്ങളായി കാണപ്പെടുന്നു.

അലൂമിനിയത്തിൻറെ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത പ്രത്യേകം പ്രസ്താവ്യമാണ്. പാസിവേഷൻ വഴി, കൊറോഷൻ തടയാനുള്ള കഴിവ് അലൂമിനിയത്തിൻറെ പ്രത്യേകതയാണ്. അലൂമിനിയവും അതിൻറെ സന്കരലോഹങ്ങളും വ്യോമയാനവ്യവസായത്തിൽ ഏറെ പ്രധാനപ്പെട്ട അവശ്യ വസ്തുക്കളാണ്. ഇവ, വാഹനനിർമ്മാണവ്യവസായത്തിലും, മുകപ്പുകൾ, ജന്നലുകൾ തുടങ്ങിയവക്കായി കെട്ടിടനിർമ്മാണ വ്യവസായത്തിലും പ്രധാനമാണ്. ഓക്സൈഡുകളും സൾഫേറ്റുകളുമാണ് അലൂമിനിയത്തിൻറെ ഏറ്റവും ഉപയോഗത്തിലുള്ള സംയുക്തങ്ങൾ.

അലൂമിനിയം പ്രകൃതിയിൽ ധാരാളമായി കാണപ്പെടുന്നുവെന്കിലും അറിയപ്പെടുന്ന ജീവജാതികളൊന്നും തന്നെ ഉപാപചയത്തിന് അലൂമിനിയം ലവണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല. ഈ ലവണങ്ങൾ പ്രകൃതിയിൽ ധാരാളമായി ഉള്ളതുകൊണ്ട്, ജൈവികപ്രക്രിയകളിൽ അവ ഉപയോഗിക്കപ്പെടാനുള്ള സാദ്ധ്യത തുടർന്നും താല്പര്യവിഷയമാണ്. പഠനങ്ങൾ തുടരുന്നു.

ഗുണങ്ങൾ

1893-ൽ നിർമ്മിച്ച ഇറോസ് എന്ന അലൂമിനിയം പ്രതിമ. ലണ്ടനിലെ പിക്കാഡില്ലി സർക്കസ് എന്ന സ്ഥലത്തുള്ള ഈ പ്രതിമ അലൂമിനിയത്തിൽ വാർത്തെടുത്ത ആദ്യത്തെ പ്രതിമകളിലൊന്നാണ്.

ആവർത്തനപ്പട്ടികയിൽ പതിമൂന്നാം ഗ്രൂപ്പിൽ (IIIa) നിലകൊള്ളുന്ന ഇതിന്റെ അണുസംഖ്യ 13 ആണ്. ഭാരക്കുറവ്, തുരുമ്പെടുക്കലിനെ തടയാനുള്ള കഴിവ് എന്നിവയാണ് ഈ ലോഹത്തിന്റെ പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ.

ശുദ്ധ അലൂമിനിയത്തിന് കടുപ്പവും ബലവും കുറവാണ്. എങ്കിലും ചെമ്പ്, നാകം, മഗ്നീഷ്യം, മാംഗനീസ് മുതലായ ലോഹങ്ങളുമായിച്ചേർത്ത് സങ്കരമാക്കുമ്പോൾ അതിന്റെ മേൽപ്പറഞ്ഞ ഗുണങ്ങൾ കാര്യമായി വർദ്ധിക്കുന്നു. ഇത്തരം ഒരു പ്രധാനപ്പെട്ട സങ്കരമാണ് ഡ്യുറാലുമീൻ. ഇന്ന് മിക്കവാറും അലൂമിനിയം ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ എന്നറിയപ്പെടുന്നത് അതിന്റെ സങ്കരങ്ങളെയാണ്. തുരുമ്പിൽ നിന്നുള്ള പ്രതിരോധത്തിന് പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നയിടങ്ങളിൽ മാത്രമേ ശുദ്ധ അലൂമിനിയം ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ.

താപ-യാന്ത്രിക പ്രക്രിയകൾ ഉപയോഗിച്ച് അലൂമിനിയം സങ്കരങ്ങളുടെ ബലം കാര്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ സാധിക്കും. ഇത്തരം സങ്കരങ്ങൾക്ക് അവയുടെ ഭാരത്തിനനുപാതികമായ ബലം വളരെ കൂടുതലായതിനാലാണ് വിമാനങ്ങളുടേയും റോക്കറ്റുകളുടേയും നിർമ്മിതിക്ക് ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

വായുവിലെ ഓക്സിജനുമായി പ്രവർത്തിച്ചുണ്ടാകുന്ന നേർത്ത ഓക്സൈഡ് പാളി മൂലമാണ് അലൂമിനിയത്തിന് മങ്ങിയ വെള്ളി നിറം കൈവരുന്നത്. ഈ അലൂമിനിയം ഓക്സൈഡിന് അലൂമിനിയത്തെ അപേക്ഷിച്ച് ദ്രവണാങ്കവും കടുപ്പവും കൂടുതലാണ്. ഈ ഓക്സൈഡ് പാളി, അലൂമിനിയത്തെ തുടർന്നുള്ള നശീകരണത്തിൽ നിന്നും സംരക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ക്രോമിയവും ഇതേ പോലെ ഓക്സൈഡ് പാളി മൂലം തുരുമ്പിക്കുന്നതിനെ ചെറുക്കുന്ന ലോഹമാണ്. വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണരീതി ഉപയോഗിച്ച് കൃത്രിമമായി ഈ ഓക്സൈഡ് പാളിയെ കട്ടിയുള്ളതും തുടർച്ചയായതും ആക്കി മാറ്റുന്നതിനെയാണ് ആനോഡൈസിംങ് എന്നു പറയുന്നത്. ആനോഡൈസ് ചെയ്ത അലൂമിനിയം പിന്നീടുള്ള ഓക്സീകരണത്തിന്റെ ഫലപ്രദമായി ചെറുക്കുന്നു.

കാന്തികഗുണങ്ങൾ ഇല്ലാത്ത ലോഹമാണ് അലൂമിനിയം. ശുദ്ധരൂപത്തിൽ ഇതിന്റെ കടുപ്പം(tensile strength) 49 മെഗാ പാസ്കലും(Mpa), സങ്കരരൂപത്തിൽ 400 Mpa-യുമാണ്. ഉരുക്കിനേയും ചെമ്പിനേയും അപേക്ഷിച്ച് മൂന്നിലൊന്ന് സാന്ദ്രത മാത്രമേ ഇതിനുള്ളൂ. അടിച്ചു പരത്താനും, വലിച്ചുനീട്ടാനും, വാർക്കാനും എല്ലാം വളരെ എളുപ്പമാണ്.

അലൂമിനിയത്തിന്റെ പ്രതിഫലനശേഷി വളരെയധികമാണ്. ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന്റെ 95%-വും, ഇൻഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങളെ ഏകദേശം 99%-വും പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു. അലൂമിനിയം ദർപ്പണങ്ങൾക്ക്, 200 മുതൽ 400 നാനോമീറ്റർ വരെ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള അൾട്രാ വയലറ്റ് കിരണങ്ങളേയും 3000 മുതൽ 10000 നാനോമീറ്റർ വരെ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള വിദൂര ഇൻഫ്രാറെഡ് കിരണങ്ങളേയും ‍പ്രതിഫലിപ്പിക്കാനുള്ള ശേഷി ഏറ്റവും കൂടുതലാണ്. എങ്കിലും 400-700 nm പരിധിയിലുള്ള ദൃശ്യപ്രകാശ തരംഗങ്ങളിൽ അലൂമിനിയത്തിന്റെ പ്രതിഫലനശേഷി വെള്ളിയെ അപേക്ഷിച്ച് കുറവാണ്. അതുപോലെതന്നെ 700 മുതൽ 3000 നാനോമീറ്റർ പരിധിയിലുള്ള നിയർ ഇൻഫ്രാറെഡ് തരംഗങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ വെള്ളി, സ്വർണ്ണം, ചെമ്പ് എന്നിവ അലൂമിനിയത്തിനെ അപേക്ഷിച്ച് മുന്നിലാണ്.

എളുപ്പത്തിൽ അടിച്ചു പരത്തി രൂപമാറ്റം വരുത്താവുന്ന (malleable) ലോഹങ്ങളിൽ സ്വർണ്ണത്തിനു പിന്നിൽ രണ്ടാമതു സ്ഥാനമാണ് ഇതിനുള്ളത്. അതു പോലെ അലൂമിനിയം വളരെ നല്ല താപ - വൈദ്യുത ചാലകമാണ്.

ഉപയോഗങ്ങൾ

ലോകത്ത് ഇരുമ്പ് കഴിഞ്ഞാൽ ഏറ്റവും കൂടുതലായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ലോഹമാണ് അലൂമിനിയം. അതുകൊണ്ടുതന്നെ സാമ്പത്തികസ്ഥിതിയിൽ ഇതിന് നിർണ്ണായകപ്രാധാന്യവുമുണ്ട്.

അലൂമിനിയത്തിന്റെ ഉയർന്ന പ്രതിഫലനശേഷി മൂലം, ഇതിന്റെ നേർത്ത ഒരു പാളി പരന്ന പ്രതലത്തിൽ ലേപനം നടത്തി ദർപ്പണങ്ങളും മറ്റും നിർമ്മിക്കുന്നു. ചില്ലിന്റെ ഒരു വശത്ത് പൂശിയ ഇത്തരം പാളിയുടെ മറുവശത്ത് ഇതിലും നേർത്ത ഒരു അലൂമിനിയം ഓക്സൈഡ് പാളി ഉണ്ടാകുന്നതിനാൽ, വെള്ളിയുടെ പാളി പോലെത്തന്നെ ഈ പാളി കേടുകൂടാതെ ഇരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കണ്ണാടിയുടെ നിർമ്മാണത്തിന് അലൂമിനിയമാണ് കൂടുതലായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. പ്രതിഫലന ദൂരദർശിനികളിലും ദർപ്പണത്തിനായി അലൂമിനിയം ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. മറ്റു ഉപയോഗങ്ങൾ:

• വാഹനങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിന്(വിമാനങ്ങൾ മുതൽ സൈക്കിൾ വരെ)
• പാത്രങ്ങൾ, പാട്ടകൾ(cans), പൊതിയാനുള്ള നേർത്ത പാളികൾ(foil) എന്നിവയുടെ നിർമ്മാണം.
• ജലശുദ്ധീകരണത്തിന്.
• കെട്ടിടനിർമ്മാണത്തിന് (ജനലുകൾ, കൈവരികൾ, വാതിലുകൾ, വൈദ്യുതക്കമ്പികൾ).
• വൈദ്യുതവിതരണത്തിന് - അലൂമിനിയം ഉപകരണങ്ങൾക്കും കമ്പികൾക്കും ചെമ്പിനെ അപേക്ഷിച്ച് ഭാരം, വില എന്നിവ കുറവാണ്. എങ്കിലും ഇതിന് വൈദ്യുത പ്രതിരോധം ചെമ്പിന്റേതിനെ അപേക്ഷിച്ച് കൂടുതലാണ്. അതുകൊണ്ട് ഗൃഹവൈദ്യുതീകരണത്തിന് അലൂമിനിയം കമ്പികൾ ഉപയോഗിക്കാറില്ല.
• യന്ത്രോപകരണങ്ങളുടെ നിർമ്മിതിക്ക്.
• അലൂമിനിയം കാന്തികഗുണങ്ങൾ ഇല്ലാത്ത ലോഹമാണെങ്കിലും, ഇതിന്റെ സങ്കരങ്ങളായ എം.കെ.എം. ഉരുക്ക്, അൽനിക്കോ എന്നിവ കാന്തിക പദാർത്ഥങ്ങളാണ്. ശക്തിയേറിയ കാന്തങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഇവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• അതിശുദ്ധ അലൂമിനിയം (SPA) (99.98% മുതൽ 99.999 ശതമാനം വരെ ശുദ്ധമായ അലൂമിനിയം), ഇലക്ട്രോണിക്സ് മേഖലയിലും, കോംപാക്റ്റ് ഡിസ്കുകളുടെ (സി.ഡി.) നിർമ്മാണത്തിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
• അലൂമിനിയം പൊടി, ചായങ്ങൾക്ക് വെള്ളിനിറം നൽകാനുപയോഗിക്കുന്നു. അലൂമിനിയം മരത്തിനടിക്കുന്ന പ്രൈമറിലെ ഒരു ഘടകമാണ്. ഉണങ്ങുമ്പോൾ ജലാംശത്തിൽ നിന്നും സംരക്ഷണകവചമായി ഇത് മാറുന്നു.
• ആനോഡൈസ് ചെയ്ത അലൂമിനിയം വിവിധതരത്തിലുള്ള നിർമ്മാനപ്രവർത്തനങ്ങൾക്കും, സി.പി.യു., ഐ.സി. മുതലായ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളെ തണുപ്പിക്കുന്നതിനായുള്ള ഹീറ്റ് സിങ്കുകൾ (heat sink) ആയും ഉപയോഗിക്കുന്നു. അലൂമിനിയത്തിന്റെ ഉയർന്ന താപ ചാലകതയും, ആവശ്യമുള്ള രൂപത്തിൽ അതിനെ രൂപപ്പെടുത്തിയെടുക്കാനുള്ള ലാളിത്യവുമാണ് അതിനെ ഇത്തരം കാര്യങ്ങൾക്കുപയോഗിക്കാനുള്ള പ്രധാന കാരണം.
• വളരെ താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ (1.2 കെൽ‌വിൻ) അലൂമിനിയം അതിചാലകമാണ്.
• അലൂമിനിയം ഓക്സൈഡ് അഥവാ അലൂമിന, കൊറണ്ടം(corundum), എമരി എന്നീ ധാതുക്കളുടെ രൂപത്തിൽ പ്രകൃതിയിൽ കാണുന്നു. ഇതിന്റെ മറ്റു രൂപങ്ങളാണ് രത്നങ്ങളായ റൂബി, സഫൈർ എന്നിവ. കൊറണ്ടവും എമരിയും സ്ഫടിക നിർമ്മാണത്തിനുപയോഗിക്കുന്നു.
• റോക്കറ്റുകളിലെ ഖര ഇന്ധനമായും, തെർമൈറ്റുകളിലും, വെടിമരുന്ന് നിർമ്മാണത്തിലും അലൂമിന ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചരിത്രം

അലൂമിനിയം ലവണങ്ങളെ പുരാതന ഗ്രീക്കുകാരും റോമാക്കാരും, തുണിത്തരങ്ങൾക്ക് നിറം കൊടുക്കുന്നതിനായും (dyeing mordants ) മുറിവുകൾ വെച്ചുകെട്ടുന്നതിനായും (astringents) ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. അണുനാശിനിയായി ആലം പരലുകൾ ഇന്നും ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട് (ക്ഷുരകന്മാരാണ് ഇത് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കാറുള്ളത്).

1761-ൽ ഗയ്റ്റൺ ഡി മോർവി (Guyton de Morveau) ആലത്തിനെ അലൂമിനെ എന്നു വിളിച്ചു. 1808-ൽ ഹംഫ്രി ഡേവി, ആലത്തിൽ ഒരു ലോഹം അടങ്ങിയിട്ടുണ്ടെന്നു കണ്ടെത്തി. അതിനെ അദ്ദേഹം അതിനെ ആദ്യം അലൂമിയം എന്നും പിന്നീട് അലൂമിനിയം എന്നും വിളിച്ചു.

അലൂമിനിയം ആദ്യമായി വേർതിരിച്ചെടുത്തത് ജർമൻ രസതന്ത്രജ്ഞനായ ഫ്രെഡ്രിക് വോളർ ആണ്. നിർജ്ജല അലൂമിനിയം ക്ലോറൈഡ് പൊട്ടാസ്യവുമായി ചേർത്താണ് 1827-ൽ അദ്ദേഹം ഈ ലോഹം വേർതിർച്ചെടുത്തത്. ഇതിനും രണ്ടു വർഷം മുൻപുതന്നെ ഡാനിഷ് ശാസ്ത്രജ്ഞൻ ഹാൻസ് ക്രിസ്റ്റ്യൻ ഓസ്റ്റെഡ്, ശുദ്ധമല്ലാത്ത രൂപത്തിൽ അലൂമിനിയത്തെ വേർതിർച്ചെടുത്തിരുന്നു. അതു കൊണ്ട് അലൂമിനിയം കണ്ടെത്തിയവരുടെ കൂട്ടത്തിൽ ഓസ്റ്റെഡിനേയും ഉൾപ്പെടുത്തുന്നു. ബോക്സൈറ്റിൽ നിന്നും അലൂമിനിയത്തെ ആദ്യമായി വേർതിരിച്ചെടുത്തത് പിയറി ബെർതിയർ ആണ്. 1846-ൽ ഫ്രഞ്ചുകാരനായ ഹെൻ‌റി സൈന്റ്ക്ലയർ ഡെവില്ലെ, അലൂമിനിയം വേർതിരിക്കുന്നതിനുള്ള വോളറുടെ രീതി പരിഷ്കരിച്ച് കുറേക്കൂടി ചെലവു കുറഞ്ഞ മറ്റൊരു രീതി അവതരിപ്പിച്ചു. ചെലവേറിയ പൊട്ടാസ്യത്തിനു പകരം സോഡിയം ഉപയോഗിക്കുക എന്നുള്ളതാണ് ഈ രീതിയിലെ പ്രധാന ആകർഷണഘടകം.

മുൻ‌കാലങ്ങളിൽ സ്വർണ്ണത്തേക്കാൾ മൂല്യമുള്ള ലോഹമായി ഇതിനെ കണക്കാക്കിയിരുന്നു. ഫ്രഞ്ചു ചക്രവർത്തിയായിരുന്ന് നെപ്പോളിയൻ മൂന്നാമൻ, സാധാരണ അതിഥികൾക്ക് സ്വർണ്ണപ്പാത്രങ്ങളിൽ ഭക്ഷണം നൽകിയിരുന്നപ്പോൾ വിശിഷ്ടാതിഥികൾക്കായി വിളമ്പിയിരുന്നത് അലൂമിനിയം പാത്രങ്ങളിലായിരുന്നു. ഉൽകൃഷ്ടലോഹം എന്ന നിലക്ക്, അമേരിക്കയിലെ വാഷിങ്ടൻ സ്മാരകത്തിന്റെ മുകൾഭാഗം നിർമ്മിക്കാൻ ഈ ലോഹമാണ് തെരഞ്ഞെടുത്തത്. അക്കാലത്ത്, ഒരു ഔൺസ് അലൂമിനിയത്തിന് പ്രസ്തുത നിർമ്മാണപ്രവർത്തനത്തിൽ പങ്കെടുത്തിരുന്ന സാധാരണ ജോലിക്കാരുടെ ദിവസക്കൂലിയുടെ ഇരട്ടി വിലയുണ്ടായിരുന്നു.

ലഭ്യതയും നിർമ്മാണവും

അലൂമിനിയം ഭൂവൽക്കത്തിൽ സുലഭമായുണ്ടെങ്കിലും (7.5% മുതൽ 8.1% വരെയുണ്ടെന്നു കരുതുന്നു), സ്വതന്ത്രരൂപത്തിൽ വളരെ വിരളമായേ കാണപ്പെടുന്നുള്ളൂ. അഗ്നിപർവ്വതത്തിൽ നിന്നുള്ള മണ്ണ് പോലെയുള്ള ഓക്സിജൻ ഇല്ലാത്ത പരിതഃസ്ഥിതികളിൽ മാത്രമാണ് ഇത് സ്വതന്ത്രരൂപത്തിൽ കാണപ്പെടുന്നത്. വ്യാവസായികമായുള്ള അലൂമിനിയം നിർമ്മാണം ആരംഭിച്ചിട്ട് നൂറു വർഷമേ ആയിട്ടുള്ളൂ. ഒരിക്കൽ ഉപയോഗിച്ച അലൂമിനിയത്തിന്റെ പുനരുല്പാദനം (recycling) അലൂമിനിയം വ്യവാസായത്തിന്റെ ഇപ്പോഴത്തെ ഒരു പ്രധാന മുഖമുദ്രയാണ്. പഴയ അലൂമിനിയത്തെ ഉരുക്കി നിർമ്മിക്കുന്ന ഈ പ്രക്രിയക്ക്, അലൂമിനിയം അയിരിൽ നിന്നും വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിനുപയോഗിക്കുന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ അഞ്ചു ശതമാനം മാത്രമേ ചെലവാകുകയുള്ളൂ.വെളുത്ത പൊടി രൂപത്തിലുള്ള അലൂമിനിയം ഓക്സൈഡ്, ബയർ പ്രക്രിയയിലൂടെ ബോക്സൈറ്റ് ശുദ്ധീകരിച്ചാണ് നിർമ്മിക്കുന്നത്. മുൻ‌കാലങ്ങളിൽ ഡെവില്ലെ പ്രക്രിയയായിരുന്നു ബോക്സൈറ്റിൽ നിന്നും അലൂമിനിയം ഓക്സൈഡ് നിർമ്മിക്കുന്നതിനായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത്.

പ്രധാന അയിരുകൾ

സിലിക്കേറ്റ്, ഓക്സൈഡ്, ഫ്ളൂറൈഡ് എന്നീ യൗഗികങ്ങളായിട്ടാണ് അലുമിനിയം പ്രകൃതിയിൽ കണ്ടുവരുന്നത്. ഫെൽസ്പാർ (പൊട്ടാസിയം അലുമിനിയം സിലിക്കേറ്റ്), അഭ്രം (മൈക്ക), കളിമണ്ണ് (ക്ലേ), സ്ലേറ്റ് എന്നിവ അലൂമിനിയത്തിന്റെ സിലിക്കേറ്റ് അയിരുകളാണ്. പ്രധാന ഓക്സൈഡ് അയിരുകളിൽ ബോക്സൈറ്റ് (ഹൈഡ്രേറ്റഡ് അലുമിനിയം ഓക്സൈഡ്), കൊറണ്ടം എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. സോഡിയം ഫ്ളൂറൈഡും അലുമിനിയം ഫ്ളൂറൈഡും ചേർന്നുണ്ടാകുന്ന ക്രയൊലൈറ്റ് ആണ് മുഖ്യമായ ഫ്ളൂറൈഡ് അയിര്.

അലൂമിന( Al2O3 ) നിർമ്മാണം ( ബയർ പ്രക്രിയ )

ബോക്സൈറ്റ്, സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് എന്ന ക്ഷാരത്തിൽ അലിയിച്ച് ലായനിയാക്കുന്നു. (150-200 °C ). ബോക്സൈറ്റിലെ മാലിന്യങ്ങൾ ഖരാവസ്ഥയിൽ (റെഡ് മഡ് ) അടിയുന്നു.

ഗിബ്സൈറ്റ്: Al(OH)3 + Na+ + OH- ---> Al(OH)4- + Na+
ബൊഹമൈറ്റ്, ഡയാസ്പോസ്: AlO(OH) + Na+ + OH - + H2O ---> Al(OH)4- + Na+

ഈ ലായനി പിന്നീട് സ്വാംശീകരണത്തിന് വിധേയമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

Al(OH)4- + Na+ ---> Al(OH)3 + Na+ + OH-

ഇങ്ങനെ കിട്ടുന്ന ഉല്പന്നം പിന്നീട് കാൽസിനേഷന് (1100 °C). വിധേയമാക്കുന്നു. ഇതോടെ വെളുത്ത പൊടി രൂപത്തിലുള്ള അലൂമിനിയം ഓക്സൈഡ് (അലൂമിന) ലഭിക്കുന്നു.

2Al(OH)3 ---> Al2O3 + 3H2O

അലൂമിനിയം നിർമ്മാണം (ഹാൾ ഹെറോൾട്ട് പ്രക്രിയ)

1886-ൽ അമേരിക്കയിൽ ചാൾസ് മാർട്ടിൻ ഹാളും, ഇതേ സമയം തന്നെ യുറോപ്പിൽ ഫ്രഞ്ചുകാരനായ പോൾ ഹെറോൾട്ടും വൈദ്യുത വിശ്ലേഷണം വഴി അലൂമിനിയം വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്ന രീതി അവതരിപ്പിച്ചു. ഹാൾ-ഹെറോൾട്ട് പ്രക്രിയ എന്നറിയപ്പെടുത്ത ഈ രീതി, ധാതുക്കളിൽ നിന്നുള്ള അലൂമിനിയം ഉൽപ്പാദനം വളരെ ചെലവുകുറഞ്ഞതാക്കി. ഹാൾ-ഹെറോൾട്ട് പ്രക്രിയയിലൂടെ സംശുദ്ധമായ അലൂമിനിയം നേരിട്ട് നിർമ്മിക്കാൻ സാധിക്കുകയില്ല. എങ്കിലും ഈ രീതി തന്നെയാണ് ലോകമെമ്പാടും അലൂമിനിയം ഉൽപ്പാദനത്തിനായി ഇന്നും പ്രധാനമായി അവലംബിക്കുന്നത്.

വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ രീതി, അലൂമിനിയം ക്ലോറൈഡും പൊട്ടാസ്യവും ചേർത്ത് നിരോക്സീകരിക്കുന്ന വോളറുടെ അലൂമിനിയം നിർമ്മാണരീതിയെ പൂർണ്ണമായും ഈ രംഗത്തു നിന്നും ഒഴിവാക്കി.

അലൂമിനിയത്തിന് രാസപ്രവർത്തനശേഷി വളരെയധികമായതിനാൽ, അലൂമിനിയം ഓക്സൈഡ്(Al₂O₃) പോലുള്ള അയിരിൽ നിന്നും ഇതിനെ വേർതിരിക്കാൻ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. അലൂമിനിയത്തിന്റെ ദ്രവണാങ്കം ഏകദേശം 2000 °C ആയതിനാൽ, കാർബൺ ഉപയോഗിച്ച് നേരിട്ടുള്ള നിരോക്സീകരണം സമ്പത്തികമായി ലാഭകരമല്ല. അതു കൊണ്ട് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണ രീതിയാണ് അലൂമിനിയം നിർമ്മാണത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. അതായത് ഉരുക്കിയ ക്രയോലൈറ്റിൽ ലയിപ്പിച്ച അലൂമിനിയം ഓക്സൈഡിൽ നിന്നാണ് ഈ രീതിയിൽ അലൂമിനിയം വേർതിരിക്കുന്നത്. ഈ പ്രക്രിയയുടെ പ്രവർത്തന താപനില ഏകദേശം 950 മുതൽ 980 °C മാത്രമാണ്. ക്രയോലൈറ്റ് ഗ്രീൻലാന്റിൽ കാണപ്പെടുന്ന ഒരു ധാതുപദാർത്ഥമാണ്.

കാർബൺ ഇലക്ട്രോഡുകളാണ് വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണത്തിന്, ആനോഡായും കാഥോഡായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഉരുകിയ അവസ്ഥയിലുള്ള അയിരിൽ അലൂമിനിയത്തിന്റേയും ഓക്സിജന്റേയും അയോണുകൾ സ്വതന്ത്രരൂപത്തിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്നു. ഋണ ഇലക്ട്രോഡായ കാഥോഡിലെ പ്രവർത്തനം ഇതാണ്:

Al³⁺ + 3 e^- → Al

ഇവിടെ ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വീകരിച്ചുകൊണ്ട് അലൂമിനിയം അയോൺ (Al³⁺) അലൂമിനിയം അണു ആയി മാറുന്നു. തുടർന്ന് അലൂമിനിയം ലോഹം ലായനിയുടെ അടിയിൽ അടിയുന്നു.

ധന ഇലക്ട്രോഡായ ആനോഡിൽ ഓക്സിജനാണ് ഉണ്ടാകുന്നത്.

2 O^2- → O₂ + 4 e^-

ഇങ്ങനെ ആനോഡിൽ ഉണ്ടാകുന്ന ഓക്സിജൻ കാർബൺ കൊണ്ടുള്ള ആനോഡുമായി പ്രവർത്തിക്കുകയും, അങ്ങനെ കാർബൺ ഓക്സീകരിക്കപ്പെട്ട് കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് സ്വതന്ത്രമാകുകയും ചെയ്യുന്നു.

O₂ + C → CO₂

കുറച്ചു കാലം കൊണ്ടു തന്നെ കാർബൺ ആനോഡ് പൂർണ്ണമായും ഓക്സീകരിക്കപ്പെട്ട് നശിക്കുമെന്നുള്ളതു കൊണ്ട് ആനോഡ് നിശ്ചിത ഇടവേളകളിൽ മാറ്റേണ്ടതുണ്ട്. ഓക്സിജൻ നിക്ഷേപിക്കപ്പെടാത്തതിനാൽ, ആനോഡിനെപ്പോലെ കാഥോഡ് ഓക്സീകരിക്കപ്പെടാറില്ല, കാഥോഡിൽ എത്തുന്ന ദ്രവ അലൂമിനിയം ഇതിനെ നാശത്തിൽ നിന്നും സംരക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. എങ്കിലും വളരെ നാളത്തെ പ്രവർത്തനം കൊണ്ട് കാഥോഡിനും നാശം ഉണ്ടാകാറുണ്ട്.

ഹാൾ ഹെറാൾട്ട് പ്രക്രിയയിലൂടെയുള്ള അലൂമിനിയം നിർമ്മാണത്തിന് വളരെയധികം ഊർജ്ജം ചെലവഴിക്കപ്പെടുന്നു. എങ്കിലും മറ്റു സങ്കേതങ്ങളിലൂടെയുള്ള അലൂമിനിയം നിർമ്മാണം ചെലവേറിയതും, പരിസ്ഥിതിക്ക് കോട്ടം സംഭവിക്കുന്നതുമാണ്. അലൂമിനയിൽ നിന്നും ഒരു കിലോഗ്രാം അലൂമിനിയം നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ശരാശരി15 കിലോവാട്ട് അവർ (kWh) വിദ്യുച്ഛക്തി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നുണ്ട്. ഏറ്റവും പുതിയ ഉപകരണങ്ങളിൽ ഇത് ഏകദേശം കിലോഗ്രാമിന് 12.8 kW·h ആണ്.

ഇതിനായി ഉപയോഗിക്കുന്ന വൈദ്യുതധാരയുടെ അളവ് മുൻ‌കാലങ്ങളിൽ 100 to 200 kA വരെയാണ്. ഇപ്പോഴത്തെ ഉപകരണങ്ങൾ 350 kA-ൽ ആണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. 500 kA-ൽ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള പരീക്ഷണങ്ങൾ നടന്നു വരുന്നു. അലൂമിനിയത്തിന്റെ ഉൽപ്പാദനച്ചിലവിന്റെ 20 മുതൽ 40 ശതമാനം വരെ വൈദ്യുതിക്കായാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. അതു കൊണ്ട് വൈദ്യുതി കുറഞ്ഞ ചിലവിൽ ലഭ്യമാകുന്നിടത്താണ് അലൂമിനിയം സ്മെൽറ്ററുകൾ സ്ഥാപിക്കാറുള്ളത്. 2004-ലെ കണക്കനുസരിച്ച് ചൈനയാണ് ലോകത്ത് ഏറ്റവും കൂടുതലായി അലൂമിനിയം നിർമ്മിക്കുന്നത്.