الألومنيوم

الألومنيوم هو أكثر الفلزات وثالث العناصر شيوعاً في القشرة الأرضية بعد الأكسجين والسيليكون ، ومع ذلك لم يتمكن الإنسان من استخلاصه من مواد الأرض إلا في عام 1845 ، ولم يبدأ استخدامه على نطاق واسع إلا بعد مطلع القرن العشرين بعدا تبين أن سبائك الألومنيوم مع فلزات أخرى لها نفس قوة الصلب بثلث الوزن تقريباً ، وأصبح الألومنيوم يحتل المركز الثاني في الاستخدامات بين الفلزات بعد الحديد . وأهم الخصائص التي أوصلته إلى هذا المركز هي خفة وزنه ؛ فوزنه النوعي ه 2,7 ( الوزن النوعي للحديد يتراوح من 7,3 إلى 7,9 وللنحاس 8.95 ) .

وصعوبة استخلاص الألومنيوم نابعة من وجودة دائما متحد مع الأكسجين والسيليكون على معادن في الصخور السيلكاتية ، خاصة معادن الفلسبار ، أو متحداً مع الأكسجين على هيئة أكاسيد في صورة متعددة من المعادن وأشباه المعادن وأهمها البوكسيت ، وفي هذه الصور من الاتحاد الكيميائي ، يرتبط الألومنيوم بالأكسجين والسيلكيون بروابط كيميائية قوية جداً يصعب كسرها بالطرق الكيميائية البسيطة وتحتاج إلى معالجات شديدة ، وهذا هو السبب في تأخر التنكولوجيا في التوصل إلى طريقة اقتصادية لاستخلاص الألومنيوم .كذلك يتميز الألومنيوم بعدم تأثره بسهوله بعوامل التجوية وبعدم تحوله إلى مركبات ذائبة عند تعرض الصخور السيليكاتية لعوامل التعرية .

يوجد الألومنيوم في عدد كبير جدا من المعادن السيليكاتية المكونة للصخور مثل الفلسبارات التي تكون الجزء الأكبر من الصخور النارية والمتحولة ، وفي المعادن الطفلة الشائعة في الصخور الرسوبية بالإضافة المعادن أخرى كثيرة تتواجد في القشرة الأرضية ، وتتراوح نسبة أكسيد الألومنيوم في هذه المعادن ما بين حدود واسعة جدا غالبا من حوالي 10 % إلى ما يقرب من 100 % تقريبا في معادنه الاكسيدية مثل الكورندم ، ولكثير من معادن الألومنيوم استخدامات صناعية متعددة غير استخلاص الفلز .

وأهم معادن الألومنيوم هي :

1- البوكسيت bauxite:
البوكسيت هو خليط من أكاسيد وهيدروكسيدات الألومنيوم المائية وبعض معادن الألومنيوم الأكسدية ، بالإضافة إلى مواد أخرى تعتبر شوائب مثل أكاسيد الحديد والتيتانيوم ومعادن الطفلة والكوارتز ، ولذلك فهو ليس صخر بالمعنى الجيولوجي الدقيق . ويتميز البوكسيت بنسيج بيزوليتى pisolitic وهو عبارة عن تجمع لحبيبات مستدير الشكل لا يزيد قطرها عن بضعة مليمترات مثل بطارخ السمك ، وتلتحم الحبيبات نفسها من راقات كروية الشكل مترسبة فوق بعضها .وعندما يكون البوكسيت نقياً فإن لونه يميل إلى البياض ولكن غالباً ما يتراوح لونه من الأصفر إلى البني الفاتح أو الأحمر الفاتح نتيجة لوجود أكاسيد الحديد والشوائب الأخرى مختلطة به بنسب متفاوتة ، وقد تزيد نسبة هذه الشوائب إلى الحد الذي تجعله غير صالح للاستغلال .

2- الكاولين ( الغضار الصيني ):
وهو صخر يتكون غالبيته من أحد من معادن الطفلة يسمى كاولينيت وتركيبة سيليكات الألومنيوم المائية النقية ، ولذلك يصلح مصدرا جيدا الألومنيوم ، وتجرى عليه الدراسات الحالية لهذا الغرض .وهو يشكل تلالا بيضاء في عدة مناطق من العالم ، ويستخدم هذا الطين الأبيض الطري في صنع أواني الصيني المعروفة . ومشتق أسم ( كاولين )من الكلمة الصينية ( كاولنج ) التي تطلق على تلال في شمال الصين حيث يستخدم هذا الغضار لصنع الأواني منذ عدة قرون .ويتكون هذا الصخر بالطرق الرسوبية كصخر رسوبي أو بالطريقة التخليفية مثل البوكسيت تماما .وتوجد بقع كبيرة من الكاولين في صخور الغرانيت حيث عملت غازات حمضية شديدة التأثير على بلورات هذه الصخور وأدت إلى تفتيتها ، وهنا لا يستخلص عمال المنجم الغضار الطري بالجرف بواسطة تيارات قوية من الماء ، ويستعمل الكاولين في صناعة المطاط والدهان واللينوليوم ( مشمع لفرش الأرض ) والصابون ومساحيق تجميل الوجه ومساحيق لمعالجة المعدة والكمادات .