Aluminium – Skåne

Skåne, Aluminium - Al

Förkomsten av Al-rika lermineral och deras användning i tillverkning av tegel, sanitetsporslin mm. Alunbruk i Andrarum på 1700-talet.

Visste du att 80% av ett flygplans vikt är aluminium? Aluminium är jämte järn den tekniskt viktigaste metallen.

Användning

Aluminium ingår som huvudbeståndsdel i lättmetallegeringar i t ex flygplan, motorer, karosserier, båtar, fönsterkarmar mm. Men också i många förpackningsmaterial t ex folie, tuber, konserv- och ölburkar. Genom sin goda elektriska ledningsförmåga används den i elektriska komponenter. Av aluminiums kemiska föreningar är olika varianter av aluminiumoxid och –hydroxid de viktigaste med en mängd tekniska användningar (bilkatalysatorer, slipmedel, keramer, kompositmaterial och vattenrening).

Egenskaper

Aluminium är en lättmetall – om ett enliters mjölkpaket fylls med metallen väger det 2,7 kg (hade det varit bly skulle vikten varit över 11 kg!). Aluminium smälter vid 660 °C och den kan lätt skiljas från järn genom att den inte är magnetisk. Metallen leder elektrisk ström och värme (t ex i kokkärl) mycket bra. Trots att aluminium bara förekommer som kemiska föreningar i naturen, är aluminiummetall, när den väl framställts, ganska tålig mot kemisk påverkan. Det beror på att luftens syre genast bildar ett mycket tunt men tätt, starkt och skyddande skikt av aluminiumoxid på metallens yta (passivering). Därför kan aluminium användas t ex i kokkärl, byggnadsdetaljer, båtar, flygplan mm. Rabarberkräm i aluminiumkastrull är dock olämpligt eftersom syran löser upp oxidskiktet. Oxidskiktet kan göras tjockare och mer motståndskraftigt genom elektrolys (anodisk oxidation). Det kan också färgas.

Förekomst

Aluminium är näst efter syre och kisel det vanligaste grundämnet i jordskorpan. Det är den vanligaste metallen, t o m vanligare i jordskorpan än järn. Men aluminium finns inte som ren metall i jordskorpan utan alltid som beståndsdel i kemiska ämnen, främst i mineral och bergarter. Drygt 8% av jordskorpans vikt utgörs av aluminium i form av sådana ämnen.

Varför finns aluminium inte som fri metall i naturen?

Det beror på att metallen reagerar mycket lätt med andra vanliga grundämnen, främst kisel och syre, som också finns i stora mängder i jordskorpan. Då bildas silikater som fältspat, kaolin, glimmer och lera, eller oxider som ädelstenarna rubin och safir.

Hur får man fram metallen ur sina kemiska föreningar?

Då aluminiumhaltiga silikatmineral vittrar genom luftens och vattnets påverkan bildas bauxit, som är den viktigaste råvaran för framställning av metallen. Den finns främst i tropiska och subtropiska områden (Australien, Latinamerika, Afrika) och har varierande sammansättning. Det krävs mycket energi för att framställa aluminiummetall. Bauxiten måste först tvättas, renas och torkas. Då får man fram ganska ren aluminiumoxid, som löses upp i smält kryolit (ett aluminiumhaltigt salt) i väldiga kar av stål med insida av kol, vid en temperatur av över 900 °C. I den heta smältan doppar stora block av kol ned. Man leder elektrisk ström från kolblocken genom smältan till elektrolyskaret. Då sönderdelas aluminiumoxiden, så att det bildas syre vid kolblocken och metallisk flytande aluminium vid elektrolyskarets botten. Den smälta metallen tappas ut och gjuts till tackor. Sveriges enda smältelekytrolysverk finns i Sundsvall.

För tillverkning av ett ton aluminium behövs vid smältelektrolysen ca 2 ton aluminiumoxid, som i sin tur kräver ca 4 ton bauxit. Aluminiumframställning är en av världens mest energikrävande processer – för framställning av ett ton metall ur bauxit åtgår nästan 15 000 kilowattimmar elektrisk energi! Eftersom det är så dyrt att framställa aluminium blir återvinning av aluminiumskrot allt viktigare. Mer än 25 % av världens aluminiumproduktion är baserad på omsmältning av aluminiumskrot.

Aluminium framställdes första gången 1825 av Hans Christian Ørsted i Köpenhamn genom reduktion av aluminiumklorid med natriumamalgam. Metoden förbättrades av tysken Friedrich Wöhler, men fram till 1890-talet var metallen exklusiv och dyrbar. 1886 uppfann amerikanen Charles Martin Hall och fransmannen Paul Héroult oberoende av varandra smältelektrolysprocessen – båda då endast 23 år gamla – som revolutionerade aluminium- framställningen och gjorde metallen till en av de tekniskt viktigaste råvarorna. Utan tvekan en uppfinning i Nobelprisklass – om priset då hade funnits!

Biologi

Trots att aluminium är så vanlig i jordskorpan har den ingen känd biologisk funktion. Aluminiumföreningarna tillhör mineralriket, de är starkt bundna där med låg löslighet i vatten. I starkt försurad miljö kan aluminiumföreningar dock lösas och transporteras till växter och djur där de kan ge skador på växters rotsystem och fiskars gälar.

Skånsk anknytning

I Skåne är den bördiga jordbruksmarken rik på lera som bland annat innehåller mycket finfördelade partiklar av aluminiumhaltiga mineral, som vittrat sönder av luft och vatten. Förutom till odling används leran till tegel- och keramikframställning och förr i tiden också vid bygge av klinehus och korsvirkeshus. Den fina vita leran vid Ivösjön – kaolin – finns också på flera andra ställen i Skåne. Den innehåller aluminium, kisel och syre och har bildats genom vittring av fältspat. Kaolin används för framställning av porslin och sanitetsgods men flera hundra tusen ton används också som fyllnads- och bestrykningsmedel vid framställning av papper.

I Skåne finns också alunskiffer, som bl a innehåller alun, som är ett kalium-aluminiumsulfat, använt sedan antiken som blodstillande läkemedel, som betmedel vid färgning och vid garvning av skinn. I Andrarum finns Sveriges och Nordens äldsta alunbruk, startat redan på den danska tiden 1637 av Jochum Beck. Särskilt under Christina Piper, som 1740 byggde slottet Christinehof på ägorna, blomstrade alunbruket med över 200 arbetare i produktionen och ca 900 totalt verksamma på bruket. Biprodukter var järnvitriol och rödfärg. Alunproduktionen i Andrarum upphörde 1912, framställningen av rödfärg på 1920-talet.