Dennis Korcz AssReg 12Präsentation Aluminium
ÜbersichtEigenschaften AluminiumEntdeckung von Aluminium bis zurgroßtechnischen Anwendung (Geschichte)Einblick in die Alum...
Eigenschaften Aluminiumchemisches ElementOrdnungszahl 13Aggregatzustand unter Normalbedingungen: festSchmelz/Siedepunkt: 6...
Eigenschaften AluminiumMetallDichte: 2,70 g/cm³Kein elementares Vorkommen in der Erdhülle (sehr reaktionsfreudig/tritt nur...
Entdeckung von Aluminium bis zur   großtechnischen Anwendung (Geschichte)Andreas Sigismund Marggraf (dt. Chemiker) entdeck...
Entdeckung von Aluminium bis zur   großtechnischen Anwendung (Geschichte)Namensgebung: 1808 durch Sir Humphry Davy (englis...
Entdeckung von Aluminium bis zur   großtechnischen Anwendung (Geschichte)1. reines Aluminium: Friedrich Wöhler 1827 (dt. C...
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Entdeckung von Aluminium bis zur    großtechnischen Anwendung (Geschichte)Charles Martin Hall und Paul Héroult: Entwickelt...
Entdeckung von Aluminium bis zur    großtechnischen Anwendung (Geschichte)Carl Josef Bayer: Entwickelte 1889 das Bayer-Ver...
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Einblick in die Aluminiumproduktion                             Bayer-VerfahrenWird dazu verwendet um Bauxit in Reinbauxit...
Einblick in die Aluminiumproduktion                        Hall-Hérout-ProzessWird dazu verwendet um aus Reinbauxit (Toner...
Energiebedarf und UmweltschutzproblemeSchmelzflusselektrolyse ist sehr energieaufwändig -  Energieaufwand beträgt etwa 13-...
Energiebedarf und UmweltschutzproblemeBei Elektrolyse wird Fluor und Fluorwasserstoff frei welche  Tiere und Pflanzen in d...
Wiederverwertung/Recycling„Graue Energie“ : Sekundäraluminium aus Primär benötigt 88-95% weniger EnergieAluminiumschrott
Wiederverwertung/Recycling2. Aluminiumschrott wird gepresst
Wiederverwertung/Recycling3. Aluminiumschrott wird bei 1000° geschmolzen4. Anschließend je nach Verschmutzungsgrad gereini...
Werkstoff AluminiumMeist hergestelltes Metall neben EisenGeringes Gewicht: Übertragung von Hochspannungen trotz vergleichs...
Werkstoff AluminiumBauwesen: Fenster, Türen, Griffe, Fassadenverkleidungen
Werkstoff AluminiumVerpackung:AlufolieHaushalt/Freizeit:Fahrräder, Campingausrüstung, Töpfe etc.Elektrotechnik:Gehäuse
Sonstige Leichtmetalle im Vergleich                         TitanEntdeckung: Titandioxid durch William Gregor (engl.) 1791...
Sonstige Leichtmetalle im Vergleich                            TitanHerstellung:aus Titaneisenerz Illemenit wird Titantetr...
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Sonstige Leichtmetalle im Vergleich                          LithiumVerwendung:Rein-Stoff: z.B. als Reduktionsmittel aber ...
Sonstige Leichtmetalle im Vergleich
Sonstige Leichtmetalle im Vergleich    Vor-/Nachteile Aluminium gegenüber anderen LeichtmetallenDichte: in g/cm³      Wärm...
QuellenText:www.wikipedia.orghttp://www.formteile.ch/aluminium.htmwww.fh-muenster.dewww.aluinfo.dehttp://www.seilnacht.com...
QuellenBilder:A.S. Marggraf:   http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/85/Andreas_Sigismund_Marggraf-flip.jp...
QuellenBayer:http://www.aluminiumleader.com/images/content/facts/kingpins/kingpin_6_gray.jpgGibbsit:    http://upload.wiki...
QuellenBauxit-Abbau:http://www.bundjugend-nrw.de/files/2011/10/2-560x419.jpgAluschrott:http://www.aluminiumonline.de/de/im...
QuellenAlugehäuse:    http://img.tomshardware.com/de/2005/11/22/zukunftssicher_atx_gehaeuse_mit_optionalen_btx_upgrade/tai...
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  1. 1. Dennis Korcz AssReg 12Präsentation Aluminium
  2. 2. ÜbersichtEigenschaften AluminiumEntdeckung von Aluminium bis zurgroßtechnischen Anwendung (Geschichte)Einblick in die AluminiumproduktionEnergiebedarf und UmweltschutzproblemeWiederverwertung/RecyclingWerkstoff AluminiumSonstige Leichtmetalle im VergleichQuellen
  3. 3. Eigenschaften Aluminiumchemisches ElementOrdnungszahl 13Aggregatzustand unter Normalbedingungen: festSchmelz/Siedepunkt: 660°/2467°dritthäufigstes Element und häufigstes Metall in Erdkruste 7.57 Gewichts-%
  4. 4. Eigenschaften AluminiumMetallDichte: 2,70 g/cm³Kein elementares Vorkommen in der Erdhülle (sehr reaktionsfreudig/tritt nur in chemisch gebundenem Zustand auf)Sehr korrosionsbeständig (reagiert mit Luft – bildet sofort Oxidschicht)Reines Aluminiumpulver reagiert mit Luft selbstentzündlichAluminiumoxid mit kristallinen Einlagerungen neben Diamanten das härteste Material
  5. 5. Entdeckung von Aluminium bis zur großtechnischen Anwendung (Geschichte)Andreas Sigismund Marggraf (dt. Chemiker) entdeckte 1754 die Alaun-Erde (Aluminiumoxid)
  6. 6. Entdeckung von Aluminium bis zur großtechnischen Anwendung (Geschichte)Namensgebung: 1808 durch Sir Humphry Davy (englischer Chemiker)
  7. 7. Entdeckung von Aluminium bis zur großtechnischen Anwendung (Geschichte)1. reines Aluminium: Friedrich Wöhler 1827 (dt. Chemiker) mit Hilfe des Wöhler-Prozesses (Reduktionsmethode) Reduktion = chem. Reaktionsart, bei der Elektronen auf ein Atom o. Molekül übertragen werden. AlCl3 + 3K ~> Al + 3KAlCl4Damaliger Alu-Preis > Gold
  8. 8. Entdeckung von Aluminium bis zur großtechnischen Anwendung (Geschichte)Henri Etienne Sainte-Claire Deville: verfeinerte Wöhlerprozess 46 und publizierte dies 1859 in einem Buch, wodurch Alu-Preis in darauffolgenden 10 Jahren um 90% fiel
  9. 9. Entdeckung von Aluminium bis zur großtechnischen Anwendung (Geschichte)Charles Martin Hall und Paul Héroult: Entwickelten 1886 unabhängig voneinander das jetzt nach ihnen benannte Elektrolyseverfahren den „Hall-Héroult-Prozess“ welcher noch Heute zur Herstellung von Aluminium verwendet wird.
  10. 10. Entdeckung von Aluminium bis zur großtechnischen Anwendung (Geschichte)Carl Josef Bayer: Entwickelte 1889 das Bayer-Verfahren, welches ebenso noch Heute Anwendung in der Herstellung von Aluminium findet
  11. 11. Entdeckung von Aluminium bis zur großtechnischen Anwendung (Geschichte) Ausgangsstoff BauxitAluminium-ErzBesteht vorwiegend aus den Aluminium-Mineralen Gibbsit, Böhmit, Diaspor – ferner Eisenoxiden wie Hämit, Goethit dem Tonmineral Kaolinit und geringen Anteilen des Titanoxids Anatas
  12. 12. Entdeckung von Aluminium bis zur großtechnischen Anwendung (Geschichte)Namensgebung: Fundort Les Baux-de-Provence (Südfrankreich)Entdecker: Pierre Berthier (franz. Geologe und Mineraloge)
  13. 13. Entdeckung von Aluminium bis zur großtechnischen Anwendung (Geschichte)Förderung und Reserven: ges. gefördert Welt : im Jahr 2007 = 190 Millionen t | Reserven Welt : 25 Milliarden t – wird überwiegend im Tagebau gefördertBedeutendsten Förderländer: Australien, China, Brasilien, Guinea, Jamaika und IndienVerarbeitung: Aus 95% des abgebauten Bauxits wird Aluminium produziert
  14. 14. Einblick in die Aluminiumproduktion Bayer-VerfahrenWird dazu verwendet um Bauxit in Reinbauxit (reines wasserfreies Aluminiumhydroxid) zu überführen
  15. 15. Einblick in die Aluminiumproduktion Hall-Hérout-ProzessWird dazu verwendet um aus Reinbauxit (Tonerde/Aluoxid) metallisches Aluminium zu gewinnen
  16. 16. Energiebedarf und UmweltschutzproblemeSchmelzflusselektrolyse ist sehr energieaufwändig - Energieaufwand beträgt etwa 13-16 kWh/kgLandschaftsschäden bei Bauxitgewinnung
  17. 17. Energiebedarf und UmweltschutzproblemeBei Elektrolyse wird Fluor und Fluorwasserstoff frei welche Tiere und Pflanzen in der Umgebung von Aluminiumfabriken schädigenAtmosphärische Spurengase wie CO und CO2 werden freigesetztAluminium-Ionen im Boden haben toxische Wirkung auf Mikroorganismen
  18. 18. Wiederverwertung/Recycling„Graue Energie“ : Sekundäraluminium aus Primär benötigt 88-95% weniger EnergieAluminiumschrott
  19. 19. Wiederverwertung/Recycling2. Aluminiumschrott wird gepresst
  20. 20. Wiederverwertung/Recycling3. Aluminiumschrott wird bei 1000° geschmolzen4. Anschließend je nach Verschmutzungsgrad gereinigt5. Und zuletzt neu gegossen
  21. 21. Werkstoff AluminiumMeist hergestelltes Metall neben EisenGeringes Gewicht: Übertragung von Hochspannungen trotz vergleichsweise schlechter Leitfähigkeit (700.000 V)Verkehr: Leichtbau von Autoteilen (Zylinderköpfe, Karosserie, Felgen etc.)
  22. 22. Werkstoff AluminiumBauwesen: Fenster, Türen, Griffe, Fassadenverkleidungen
  23. 23. Werkstoff AluminiumVerpackung:AlufolieHaushalt/Freizeit:Fahrräder, Campingausrüstung, Töpfe etc.Elektrotechnik:Gehäuse
  24. 24. Sonstige Leichtmetalle im Vergleich TitanEntdeckung: Titandioxid durch William Gregor (engl.) 1791Entdeckung:Titandioxid durch Martin H. Klaproth (dt.) 1795
  25. 25. Sonstige Leichtmetalle im Vergleich TitanHerstellung:aus Titaneisenerz Illemenit wird Titantetrachlorid hergestelltTitantetrachlorid wird gereinigt und bei ca 1000° in Heliumatmosphäre mit Magnesium zum Metall reduziert (Reduktion)Herstellung von Titan = enorm kosten und energieaufwendig
  26. 26. Sonstige Leichtmetalle im Vergleich TitanVerwendung:Titan + Legierung sind zur Herstellung von tech. Gegenständen, bei denen es auf geringes Gewicht und hohe mech. Belastbarkeit ankommt, von großer BedeutungBeispiele der Anwendung: Flugzeugbau, Weltraumfahrt, Schiff und U-Bootbau, Reaktortechnik, Medizintechnik z.B. Schrauben, Prothesen und künstlichen Gelenken
  27. 27. Sonstige Leichtmetalle im Vergleich MagnesiumEntdeckung:Bereits im Altertum waren magnesiumhaltige Verbindungen wie Dolomit, Talk und Asbest bekannt1. reines Magnesium 1829 durch den Forscher Antoine Bussy
  28. 28. Sonstige Leichtmetalle im Vergleich MagnesiumHerstellung:Durch Schmelzflusselektrolyse von geschmolzenem Magnesiumchlorid in Downs-Zellen (gr. Eiserne Tröge, die von unten beheizt werdenDurch thermische Reduktion von Magnesiumoxid (Pidgeon-Prozess)
  29. 29. Sonstige Leichtmetalle im Vergleich MagnesiumVerwendung:Magnesium als Reinstoff: z.B. bei der Gewinnung von Titan, als Reduktionsmittel und als Brennstoff für Fackeln, die unter Wasser brennenMagnesiumlegierungen: Härtungen von Aluminiumlegierungen durch Magnesiumzusatz, Verbesserung der SchweißbarkeitVerwendung in letzten Jahrzehnten: Gehäuseteile, Flugzeug, Auto sowie Fahrradteilen (hohe Belastbarkeit bei geringem Gewicht)
  30. 30. Sonstige Leichtmetalle im Vergleich LithiumEntdeckung:lithiumhaltiges Mineral Petalit Ende des 18. Jahrhunderts durch Josè Bonifácio de andrada e Silva (brasilianischer Wissenschaftler)1818 William Thomas Brande und Sir Humphry Davy: reines Lithium mittels elektrolytischem Verfahren
  31. 31. Sonstige Leichtmetalle im Vergleich LithiumHerstellung:Ausfällen von Lithiumcarbonat aus lithiumhaltigen Salzlösungen durch Verdunsten des Wassers und Zugabe von NatriumcarbonatLithiumcarbonat wird mit Salzsäure umgesetzt, wobei Kohlenstoffdioxid entsteht welches als Gas entweicht + gelöstes Lithiumchlorid – Lösung wird mit Vakuumdamper eingeengt, bis Chlorid auskristallisiertGewinnung metallisches Lithium durch Schmelzflusselektrolyse
  32. 32. Sonstige Leichtmetalle im Vergleich LithiumVerwendung:Rein-Stoff: z.B. als Reduktionsmittel aber auch als Anode in Batterien (besonders hohe Spannung)Legierungen: geringe Mengen Lithium um Zugfestigkeit, Härte und Elastizität zu verbessern (Verwendungsorte: Eisenbahnbau, Luft und Raumfahrttechnik)
  33. 33. Sonstige Leichtmetalle im Vergleich
  34. 34. Sonstige Leichtmetalle im Vergleich Vor-/Nachteile Aluminium gegenüber anderen LeichtmetallenDichte: in g/cm³ Wärmeleitfähigkeit elektr. Leitfähigkeit FestigkeitLithium 0,53 * gut sehr schlecht schlechtMagnesium 1,74 sehr gut sehr schlecht schlechtAluminium 2,70 sehr gut* schlecht* befriedigendTitan 4.50 schlecht sehr schlecht sehr gutSonstiges:Aluminium ist schweißbar wohingegen Lithium und Magnesium leicht entflammbar sindAluminium ist gegenüber den anderen Leichtmetallen kostengünstiger u.a. auf Grund des leichteren Abbaus der RessourcenSelbstverständlich besitzt Stahl viele Vorteile gegenüber Aluminium welche jedoch durch das geringe Gewicht wieder wettgemacht wird
  35. 35. QuellenText:www.wikipedia.orghttp://www.formteile.ch/aluminium.htmwww.fh-muenster.dewww.aluinfo.dehttp://www.seilnacht.comhttp://www.chemie-master.dehttp://wiki.zimt.uni-siegen.deChemie Heute Sek. 2 (Schroedel Verlag)Elemente Chemie 2 Gesamtband (Klett 2009)
  36. 36. QuellenBilder:A.S. Marggraf: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/85/Andreas_Sigismund_Marggraf-flip.jpg/220Sir Humphry Davy:http://www.ixibo.com/wp-content/uploads/2010/01/SirHumphryDavy.jpgWöhler:http://www.seilnacht.com/chemiker/woehler.JPGDeville:http://www.nndb.com/people/922/000100622/he-sainte-claire-deville-1.jpgHall:http://www.alcoa.com/global/en/about_alcoa/time_machine/timeline_image_3_large.jpgHéroult: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/57/PaulHeroult.jpg/220px-PaulHeroult.jpg
  37. 37. QuellenBayer:http://www.aluminiumleader.com/images/content/facts/kingpins/kingpin_6_gray.jpgGibbsit: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/98/Gibbsite_Aluminum_hydroxide_Minas_Gerais,_Brazil_2998.jpgBöhmit:http://www.phycodea.hgbecker.de/Bauxit/Bilder/Rabac/BBxtRc10.jpgDiaspor: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/90/Diaspore-Margarite-215043.jpg/220px-Diaspore-Margarite-215043Les Baux de Provence: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2b/Les_Baux-de-Provence.jpg/250px-Les_Baux-de-Provence.jpgPierre Berthier:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d3/Pierre_Berthier.jpgBauxit-Vorkommen:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/65/2005bauxite.png/300px-2005bauxite.png
  38. 38. QuellenBauxit-Abbau:http://www.bundjugend-nrw.de/files/2011/10/2-560x419.jpgAluschrott:http://www.aluminiumonline.de/de/images/verkauf_2.jpggepresster Aluschrott:http://www.sciencephoto.com/image/356949/530wm/T8200384-Aluminium_recycling-SPL.jpgAlufelge:http://www.alternativantriebe.com/wp-content/uploads/2011/05/alufelge.jpgAlukarosse:http://www.7-forum.com/news/2009/ems/IMG_9653-b.jpgAlufassade: http://wirres.net/ezimagecatalogue/catalogue/variations/3842-500x2000.jpg?full=http://wirres.net/ezimagecatalogue/catalogue/phpVAlugriffe:http://www.motoversand-net.de/images/Griff_Alu_Eagle.jpgAlu-Campingequipment:http://img2.hbimage.com/pic/40485/40485_500_main.jpg
  39. 39. QuellenAlugehäuse: http://img.tomshardware.com/de/2005/11/22/zukunftssicher_atx_gehaeuse_mit_optionalen_btx_upgrade/taichi-total.jpgAlufahrrad: http://medien.markt.de/bilder/2011/10/16/13/85ca8220/medium_image/0/28er_alu_fahrrad_tel_05402_64087.jpg?lastModified=13Klaproth:http://www.seilnacht.com/Lexikon/klaproth.JPGIllemenit:http://www.seilnacht.com/Lexikon/TiO2Ilm3.JPGDowns-Zelle:http://www.versuchschemie.de/upload/files2/76120641_3052.jpgLithiumverwendung: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e2/Lithium_Verwendung.svg/496px-Lithium_Verwendung.svg.pngBayer-Verfahren:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2f/Bayer-Verfahren.svg/440px-Bayer- Verfahren.svg.pngHall-Hérout-Prozess:http://ruby.chemie.uni-freiburg.de/Vorlesung/Gif_bilder/Metalle/al_herstellung_c.png

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