仔细观察铝制造过程

铝是一种用途极其广泛的金属。铝制造成本低、强度重量比高，使其成为需要轻质但坚固材料的产品的流行选择。它还具有出色的耐腐蚀性，并且能够很好地保留热量。由于这些原因，您会在从汽水罐到飞机机翼和汽车保险杠的所有物品中发现这种银色金属物质。但它是如何从天然矿物形式变成我们都使用的成品的呢？在本文中，我们将仔细研究这种流行金属的制造过程。

铝生产的第一步是提取。铝制造是通过称为铝土矿开采的过程进行的。铝土矿是一种土质岩石，含有约 30% 至 54% 的氧化铝。由于铝土矿中的铝容易与氧结合，因此自然界中天然存在的纯铝很少。这意味着从原始矿物形态中制造金属并不是一件容易的事。
直到 1886 年，一种经济的铝生产方法才被发明。铝制造这是两位独立科学家 Jewett Hall 和 Paul Heroult 的工作成果。他们发现电解还原可用于从铝土矿中生产金属，这是革命性的。该过程结合了电流的使用以及水与烧碱溶液的反应来生产氧化铝。

氧化铝形成后，可以对其进行精炼，形成我们称为铝的熔融金属。铝制造为此，将氧化铝泵入大型压力罐中，在其中与氢氧化钠混合并用蒸汽加热。将磨碎的铝土矿添加到溶液中，形成浆料。然后将其过滤以去除不需要的固体，这些固体被称为赤泥。剩余的溶液被转移到低压罐中，在那里变成铝酸钠。然后将这种氧化铝研磨并清洗到巨大的窑炉中，加热到约 1,100 华氏度的温度。这种高温导致水分子与氧化铝发生化学分离。然后使用 Hall-Heroult 工艺将氧化铝还原为熔融金属。

虽然多年来在提高这一过程的能源效率方面取得了进展，但铝工业仍然依赖大量的电力。铝制造业以全国平均水平计算，约占美国能源消耗的 5%。
一旦熔融金属被锻造成最终形状，就可以分发给制造商以制成消费品。在此过程中，铝通常与其他材料制成合金，以赋予其更高的强度或其他其本身可能不具备的特性。然后可以对成品进行模制、铸造或轧制以达到所需的形状。正是这种精加工工艺赋予了铝独特的性能，并使其对各个行业都极具吸引力。

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