第一世
皇家御用,貴過黃金
丹麥化學(xué)家奧斯特利用稀的鉀汞齊與氯化鋁反應(yīng)第一次分離出不純的金屬鋁。
1827年德國化學(xué)家武勒重復(fù)了奧斯特的實驗,并不斷改進(jìn)制取鋁的方法。
1854年,法國化學(xué)家德維爾把鋁礬土、木炭、食鹽混合,通入氯氣后加熱得到NaCl,AlCl復(fù)鹽,再將此復(fù)鹽與過量的鈉熔融,得到了金屬鋁。
1854年,德國化學(xué)家德維爾利用鈉代替鉀還原氯化鋁,制得鋁錠。
1886年,美國的豪爾和法國的海朗特,分別獨立地電解熔融的鋁礬土和冰晶石(Na3AlF6)的混合物制得了金屬鋁,奠定了今后大規(guī)模生產(chǎn)鋁的基礎(chǔ)。
在以后的一段時期里,鋁是帝王貴族們享用的珍寶。泰國國王使用過鋁制表鏈,法國皇帝拿破侖三世在宴會上使用過鋁制叉子。1855年在巴黎博覽會上,它與王冠上的寶石一起展出,標(biāo)簽上注明“來自黏土的白銀”。1889年,門捷列夫還曾得到倫敦化學(xué)會贈送的鋁合金制成的花瓶和杯子。
第二世
跌入低谷,命運改寫
到19世紀(jì)末,鋁的價格發(fā)生了成千倍的跌落。首先是由于19世紀(jì)70年代西門子改進(jìn)了發(fā)電機后,有了廉價的電力;其次是由于法國的Heroult和美國的C.M.Hall于1886年分別發(fā)展了將氧化鋁溶解在冰晶石(Na3AlF6)中電解的方法,當(dāng)時他們都是22歲。這項創(chuàng)舉使鋁以大規(guī)模生產(chǎn),奠定了今天世界電解鋁的工業(yè)方法。
第三世
地球支柱,自帶光環(huán)
世界鋁產(chǎn)量從1956年開始超過銅產(chǎn)量一直居有色金屬之首。當(dāng)前鋁的產(chǎn)量和用量(按噸計算)僅次于鋼材,成為人類應(yīng)用的第二大金屬;而且鋁的資源十分豐富,據(jù)初步計算,鋁的礦藏儲存量約占地殼構(gòu)成物質(zhì)的8%以上。
如今,鋁已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶,與人類工作、生活息息相關(guān)。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展,鋁加工技術(shù)不斷升級,在各行各業(yè)產(chǎn)生了廣泛而深遠(yuǎn)的影響,至今各種鋁制品已廣泛進(jìn)入千家萬戶。
鋁的密度很小,僅為2.7g/cm,雖然它比較軟,但可制成各種鋁合金,如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外,宇宙火箭、航天飛機、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其鋁合金。例如,一架超音速飛機約由70%的鋁及其鋁合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁,一艘大型客船的用鋁量常達(dá)幾千噸。
鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅和金,雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2/3,但密度只有銅的1/3,所以輸送同量的電,鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力,而且有一定的絕緣性,所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有廣泛的用途。
鋁是熱的良導(dǎo)體,它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍,工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。
鋁有較好的延展性(它的延展性僅次于金和銀),在100℃~150℃時可制成薄于0.01mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等,還可制成鋁絲、鋁條,并能軋制各種鋁制品。
鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜,不易受到腐蝕,常被用來制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。
鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉末狀時的顏色多為黑色),常用來做涂料,俗稱銀粉、銀漆,以保護(hù)鐵制品不被腐蝕,而且美觀。
鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如銨鋁炸藥(由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機物混合而成)、燃燒混合物(如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸鋇68%、鋁粉28%、蟲膠4%)。
鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等,鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑。鋁粉和石墨、二氧化鈦(或其他高熔點金屬的氧化物)按一定比率均勻混合后,涂在金屬上,經(jīng)高溫煅燒而制成耐高溫的金屬陶瓷,它在火箭及導(dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。
鋁板對光的反射性能也很好,反射紫外線比銀強,鋁越純,其反射能力越好,因此常用來制造高質(zhì)量的反射鏡,如太陽灶反射鏡等。
鋁具有吸音性能,音響效果也較好,所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也采用鋁。
耐低溫,鋁在溫度低時,它的強度反而增加而無脆性,因此它是理想的用于低溫裝置材料,如冷藏庫、冷凍庫、南極雪上車輛、氧化氫的生產(chǎn)裝置。
改革開放以來,中國鋁工業(yè)取得了長足發(fā)展,已成為世界鋁工業(yè)大國,形成了從鋁土礦、氧化鋁、電解鋁、鋁加工、研發(fā)為一體的比較完善的工業(yè)體系。
2016年度全國的電解鋁產(chǎn)量是3187萬噸,比2015年提高了1.28%,中國本土的鋁消費量是3280萬噸,比2015年同期提高8.2%,現(xiàn)在電解鋁的產(chǎn)量增長幅度已經(jīng)遠(yuǎn)低于消費需求的增長幅度。2016年整個行業(yè)產(chǎn)能利用率為84.6%,90%的行業(yè)企業(yè)盈利。