Алюминий – ХХ ғасыр элементі
Алюминийдің феномені: неге ол «ХХ ғасыр элементі» аталды?
Академик А.Е. Ферсман алюминийді «ХХ ғасыр элементі» деп атап, бұл кезеңді «алюминий дәуірі» деуге болатынын айтқан. Шынында да, күнделікті тұрмыстағы ыдыс-аяқтан бастап, ғарышты шарлаған зымырандарға дейін көптеген бұйымдар алюминийден немесе оның қорытпаларынан жасалады. Қазіргі өндіріс пен шаруашылықтың дерлік барлық саласында алюминийдің орны ерекше.
Тарихы: қымбат металдан жаппай қолданылатын материалға дейін
Таза алюминийді алғаш рет 1825 жылы дат ғалымы Х.К. Эрстед алды. Ал 1854 жылы француз химигі А.С. Сент-Клер Дэвиль оны өндірістік жолмен алудың тәсілін ұсынды.
Сол кезеңде алюминийдің құны өте жоғары болды: бір фунты алтын есебімен 40 сомға бағаланған. Алюминийді алу қымбатқа түсетіндіктен, одан жүзік, сақина және басқа да ұсақ әшекейлер жасалып, сыйлық ретінде ұсынылатын.
Негізгі ой
Алюминийдің қысқа мерзімде жоғары бағалануы оның химиялық және физикалық қасиеттерімен тікелей байланысты.
Химиясы мен технологиядағы маңызы
Алюминий жұмсақ, жеңіл және созылмалы металл. Ол оттекпен жақсы қосылыстар түзетіндіктен, кейбір металдардың оксидтерін тотықсыздандырып, таза металды бөліп шығаруға мүмкіндік береді.
Мысалы, темір тотығын алюминий ұнтағымен араластырып, магниймен тұтатқанда шамамен 3000°C температураға дейін қызу бөлінеді. Бұл қасиет қиын балқитын металдарды, соның ішінде титан, ванадий, хром сияқты элементтерді алуда қолданылады.
Авиация
Алюминий, магний және литий қорытпалары ұшақ жасауда кең қолданылады: ұшақтың (моторсыз салмағының) шамамен 65–66%-ы алюминий қорытпаларынан құралады.
Зымыран техникасы
Ракета жасауда алюминий қорытпалары жиі пайдаланылады, ал қозғалтқыш бөліктерінің шамамен төрттен бірі алюминий қоспаларынан жасалады.
Өндіріс және тұрмыс
Вагон жасау, машина құрылысы, электр өндірісі, бояу өнеркәсібі, үй жабдықтары және прожектор айнасы сияқты бағыттарда алюминийді басқа металмен толық алмастыру қиын.
Ғарыштағы зерттеу мысалы
Ғалымдар алюминийдің жаңа қосылыстарын алу мәселесін де зерттеген. Бұған «Салют-6» ғарыш станциясында В. Коваленок пен А. Иванченко жүргізген тәжірибелер мысал бола алады.
Алюминий тотығы: асыл тастар мен аса берік материалдар
Алюминий тотығы адамзатқа ертеден белгілі: ол асыл тас түрінде жақұт (рубин, сапфир) және гауһар ретінде кең танылған.
Корунд XIX ғасырдың орта шенінен бастап техникада қайрақ ретінде қолданылды, ал «тасмұрт» (кристалл «мұртша») түріндегі материалдар 1950 жылдардан бері пайдаланылады.
«Жақұтмұрттың» беріктігі
Мұндай материалдың текше миллиметрі шамамен 1500 кг салмақ көтере алады. Мұндай жүктемеге көптеген металдар төтеп бере алмайды, сондықтан «жақұтмұрт» техника салаларында кеңінен қолданылады.
Сағат механизміндегі «тастар»
Сағаттағы «тас» неғұрлым көп болса, механизмнің жүрісі соғұрлым бірқалыпты реттеліп, уақытты дәлірек көрсетеді.
Табиғатта таралуы және геохимиялық сипаттамалары
Жер қыртысында таралуы бойынша алюминий үшінші орында. Орташа мөлшері шамамен 8,8%. Табиғатта жүздеген минералы бар, олардың басым бөлігі — алюмосиликаттар.
Өндірістік маңызы бар минералдардың қатарына каолинит, алунит және нефелин жатады. Геохимиялық тұрғыдан алюминий оттекке жақын, тұрақты валенттілігі — үш.
Алюминий минералдары баяу ериді. Эндогендік процестер кезінде ол дала шпаттары, слюдалар және басқа да алюмосиликаттардың кристалдық торына орналасады.
Су құрамында және тірі ағзаларда алюминий өте аз мөлшерде кездеседі. Табиғи жағдайда алюминий жер бетіндегі мүжілу процестерінің өнімі ретінде қарастырылады, соның нәтижесінде элювиальды бокситтер жиналады. Олар алюминийдің негізгі рудасы болып есептеледі.
Қазақстандағы боксит кендері және алюминий өндірісі
Қазақстанда революцияға дейін алюминий рудалары өндірілмеген. Кеңес өкіметі тұсында Павлодарда алюминий өндірісінің ірі орталығы салынып, шикізат қоры Аманкелді (Арқалық) және Краснооктябрь кен орындарынан жеткізілді.
Руданы іздеу мен барлау жұмыстарының жолға қойылуы және геологтардың (Е.Д. Шлыгин, Г.Е. Быков, И.С. Быкова, П.Л. Безруков) еңбегі нәтижесінде Аманкелді, Шығыс және Батыс Торғай, Мұғалжар сияқты боксит аудандары анықталды.
Торғай өңірінің ерекшелігі
Торғай облысындағы Арқалық, Жоғарғы және Төменгі Ашутас, Үштөбе кен орындары астауға ұқсас ойпаңдарда, алюмосиликатты және карбонатты жыныстар арасында ұзыннан созылған руда қабаттары түрінде кездеседі.
Карст типті кен орындары
Республика аумағында Батыс Торғайдағы Софьевка, Майбалық және Талды-Ащысай аудандарында карст кен орындары кең тараған. Олар әр дәуірде қалыптасқан карбонатты жыныстар қабаттарының арасына орналасқан.
Бокситтен өзге шикізат көздері
Қазақстанда алюминий өндірісіне бокситтен бөлек те жарамды шикізат қорлары бар. Оларға алунит, андалузит, диаспор, нефелинді сиениттер, корунд, кианит және басқа да минералдар жатады. Көпшілігі Орталық Қазақстандағы қайталамалы кварцит алқаптарында қалыптасқан. Алуниттің қоры мен құнарлылығы кей өңірлердегі ұқсас кендермен салыстырғанда жоғары. Корунд кені Семізбұғы аумағында кездеседі.
Қолданылған әдебиеттер
- Ақбасова А.Ж. Экология. Алматы: Бастау баспасы, 2003. 188–192-беттер.
- Бакенов М. Қазақстанның минералды ресурстары. Алматы: Қазақстан, 1967. 60-бет.
- Әзиев Ә. Қазыналы Сарыарқа. Алматы: Қазақстан, 1978. 199-бет.
- Нұралин Н. Қазыналы қойнаулар. Алматы: Қазақстан, 1983. 160-бет.
- Райхан Н. Жыл қорытындысы. Ақиқат, 2000, №4. 16–21-беттер.
- Құлманова Н.К. Материалтану. Алматы: TETAPRINT, 2005. 122-бет.
- Жұмабеков Қ. Бақытты аймақ. Алматы: Қазақстан, 1988. 135-бет.