Aluminiyning tabiiy birikmalari. Aluminiy eng ko‘p tarqalgan elementlar qatoriga kiradi. Metallar orasida tabiatda tarqalganligi jihatidan birinchi o'rinda turadi. Aluminiyning yer po‘stlog‘idagi umumiy miqdori 8,8% ni tashkil etadi. Aluminiyning eng muhim tabiiy birikmalari — alumosilikatlar, boksit, korund va kriolit.
Alumosilikatlar yer po‘stlog‘ining asosiy massasini tashkil etadi. Ularni aluminiy, kremniy, ishqoriy metallar va ishqoriy-yer metallarning oksidlaridan hosil bo‘lgan tuzlar sifatida qarash mumkin. Ko‘pchilik alumosilikatlar nurab yemirilganida gil hosil bo‘ladi. Gilning asosiy tarkibi A120 3 • 2Si02 • 2H20 formulaga muvofiq keladi. (Na, K)2 [Al2Si20 8] tarkibli alumosilikat — nefelin minerali — muhim aluminiyli rudalar qatoriga kiradi. Nefelinning yirik qatlamlari Kola yarim orolida va Krasnoyarsk o'lkasida bor.
Boksitlar — asosan gidratlangan aluminiy oksid bilan temir oksidlaridan tarkib topgan tog‘ jinsi, bu oksidlar unga qizil rang beradi. Tarkibida 30 dan 60% gacha A120 3 bo‘ladi. Boksitlardan aluminiy olinadi. Boksitning konlari Boshqirdistonda, Qozog'istonda, Sibirda va boshqa joylarda bor.
Korund — A120 3 tarkibli mineral, juda qattiq, abraziv material sifatida ishlatiladi.
Kriol i t - A1F3• 3NaFyoki Na3A lF6 tarkibli mineral. Hozirgi vaqtda sun’iy yo‘l bilan tayyorlanadi, aluminiy metallurgiyasida ishlatiladi.
Aluminiyning olinishi. Sanoatda aluminiy oksidning suyuqlantirilgan kriolit Na3AlF6 dagi eritmasiga kalsiy ftorid CaF2 qo‘shib elektroliz qilish orqali olinadi. Bunda toza xomashyo ishlatiladi, Chunki qo‘shimchalar elektroliz vaqtida qaytariladi va aluminiyni illoslantiradi.
Suv, temir oksidlari, shuningdek, kremniy (IV) oksid aralashmagan toza aluminiy boksitdan va keyingi yillarda nefelindan olinmoqda. U suyuqlantirilgan kriolitda yaxshi eriydi. Kalsiy ftorid (|o‘shish temperaturani 1000°C dan pastda tutib turishga yordam beradi, elektrolitning elektr o‘tkazuvchanligini yaxshilaydi, uning /ichligini kamaytiradi, bu esa aluminiyning vanna tubida ajralib chiqishiga imkon beradi. Shunday suyuqlanma elektroliz qilinganda aluminiy katodda ajralib chiqadi:
2A13+ + 6e = 2A1
Ko‘mir anodda A120 3 tarkibiga kiradigan oksid-ionlar 0 2~ zaryadsizlanadi:
Bu bloklar suyuqlangan aluminiy bilan birga katod bo‘lib xizmat qiladi. Anod 12 — 14 ta ko‘mir g‘o‘lachalardan iborat va yuqoridan vannaga botirilgan. Ajralib chiqadigan kislorod ko‘mir anodni CO va C 0 2 ga qadar oksidlaydi. Bunda anod materiali J sarflanadi, shu sababli oksidlanish davom etgan sari anod asta- j sekin pastga tushadi.
Yuqoridan hamda vannaning yon devorlari tomonidan elektrolit | atrofidagi havo ta’sirida soviydi va yaxlit qobiq holida qotadi. Unda anodning oksidlanishi natijasida hosil bo‘lgan gazlarning chiqishi j uchun anod yaqinida teshik teshiladi. Vannaga moddalar solishda j awal kriolit bilan kalsiy ftorid solinadi. Ular suyuqlangandan keyin I (elektr toki o‘tkazish yo‘li bilan) toza aluminiy oksid yoki tozalangan boksit qo‘shiladi.
Aluminiy ishlab chiqarish elektr energiyasi va materiallarni J ko‘plab sarflashni talab etadi: 1 t aluminiy olish uchun 20 ming \ kvt- soatga yaqin elektr energiyasi, 2 t atrofida aluminiy oksid, 40 — 60 kg kriolit, 20 — 30 kg boshqa ftoridlar aralashmasi va I 20 — 30 kg anod ko‘miri sarflanadi. Shuning uchun aluminiy ishlab chiqaradigan zavodlar arzon elektr energiyasi beradigan katta gidroelektr stansiyalar (Volxov, Bratsk, Krasnoyarsk va b.) yonida joylashadi.
Fizik xossalari. Aluminiy — kumushsimon-oq metall, yengil, lekin mexanik jihatdan mustahkam. Uning zichligi 2,7 g/sm3 ga teng, suyuql. t. 660°C. Elektr o ‘tkazuvchanligi va issiqlik o'tkazuvchanligi yaxshi, lekin bu jihatdan misdan keyin turadi. Unga ishlov berish: zarqog‘oz holida yoyish, ingichka sim qilib tortish, quyish oson. Osonlik bilan qotishmalar hosil qiladi. Aluminiy 600°C da mo‘rt bo‘lib qoladi va uni donalar holida yoki kukun qilib tuyish mumkin. Tabiiy aluminiy bitta izotop j^Al (100%) dan tarkib topgan.
Kimyoviy xossalari. Aluminiy atomining tashqi energetik pog‘onasida uchta elektron bor, u kimyoviy reaksiyalarda shu elektronlarini beradi. 0 ‘zining hamma barqaror birikmalarida aluminiyning oksidlanish darajasi +3 bo‘ladi. U kuchli qaytaruvchi hisoblanadi.
Aluminiy odatdagi temperaturadayoq kislorod bilan oson birikadi. Bunda uning sirti oksid parda A120 3 bilan qoplanadi, bu parda metallni keyingi oksidlanishdan saqlaydi. Oksid pardaning qalinligi 0,00001 mm boiadi. U puxta, qattiq va elastik, cho‘- zilganda, siqilganda, buralganda ham uzilmaydi, elektr tokini o‘tkazadi, 2050°C da suyuqlanadi, aluminiy esa 660°C da suyuqlanadi. Oksid parda tufayli aluminiy sirti xira boiadi. Shu parda borligi uchun aluminiy namlik va havo ta’sirida yemirilmaydi (korroziyalanmaydi).