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Es ist eines der jüngsten Metalle – eines der letzten, das vom Menschen entdeckt wurde- und wird dennoch in vielen Produktionsbereichen verwendet: von der Elektronik bis zur Lebensmittelindustrie, von der Automobilindustrie bis zur Luft- und Raumfahrtindustrie, von der Architektur bis zum Design, von der Pharmaindustrie bis zum Maschinenbau. Aluminium wurde sogar von Forschungsinstituten zur Untersuchung von Partikeln ausgewählt. Und wir könnten immer so weitermachen.

Aber gehen wir einen Schritt zurück.

Aluminium ist das weltweit häufigste Metall und das dritthäufigste Element nach Sauerstoff und Silizium. Obwohl es in der lateinischen Literatur Spuren fand, blieb es bis dem 19. Jahrhundert unbekannt und galt nach seiner Entdeckung als noch wertvoller als Gold.

100% recycelbar unendlich oft

Aluminium wird gerade wegen einiger Aspekte, die eng mit seinen inhärenten Eigenschaften und den damit verbundenen Vorteilen verbunden sind, als „grünes“ Metall bezeichnet: unendliche Recyclingfähigkeit, Umweltschutz, und einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung der Emissionen in die Atmosphäre im Einklang mit den wichtigsten Nachhaltigkeitszielen und Klimaschutzprotokollen.
Tatsächlich hat Aluminium optimale Recycling-Eigenschaften: Es kann zu 100% recycelt und auf unbestimmte Zeit wiederverwendet werden, um neue Formen anzunehmen und immer neue Produkte zu schaffen.
Sekundäraluminium, also aus dem Recyclingprozess gewonnen, unterscheidet sich überhaupt nicht von dem, das aus dem ursprünglichen Mineral gewonnen wird: die grundlegenden Eigenschaften bleiben vielmehr unverändert.

Der Recyclingprozess

Nach der Sammlung werden Verpackungs- und Aluminiumschrott ausgewählt, zu Ballen gepresst und zu den Gießereien gebracht; dabei wird das Material bei rund 500 Grad vorbehandelt, um Farbe oder andere anhaftende Substanzen zu entfernen; anschließend wird es bei 700 Grad geschmolzen und endlich in Barren, Knüppel oder Platten umgewandelt, die für die Verarbeitung durch die Industrie bereit sind.

Die Produktion von 1 kg sekundärem Aluminium, also aus dem Recycling, hat einen Energiebedarf, der nur 5% des Energiebedarfes für die Produktion von 1 kg Metall aus dem Erz entspricht.
Im Detail: Um 1 kg Aluminium aus Bauxit zu gewinnen, werden 14 kWh benötigt, im Vergleich zu nur 0,7 kWh beim Recycling von Aluminiumschrott; darüber hinaus ermöglicht dieser Prozess eine durchschnittliche Einsparung von 8 Tonnen CO2 pro kg. Aus diesem Grund stammen etwa 50 % des gesamten in Westeuropa produzierten Rohaluminiums und etwa 100 % des in Italien produzierten aus recyceltem Material.

Energie und Recycling

riciclo alluminio

Historische Hinweise

Von Alaunen – Doppelsalzen, in denen normalerweise Aluminium vorhanden ist – spricht zum ersten Mal Plinius der Ältere in seinem Werk „Naturalis historia”. Der lateinische Naturschriftseller weist auch auf ihre Verwendungen hin: sowohl als Beize zur Befestigung von Stofffarben wie auch als Salz zur Einbalsamierung von Menschen und Tieren, zur Ledergerbung und für feuerfestes Holz.

Im Mittelalter kam der Großteil des Alauns aus Kleinasien, reich an Alunit-Vorkommen: viele venezianische und genuese Unternehmen machten, dank des florierenden Handels mit diesem Rohstoff, echte Vermögen.

Monti della Tolfa (Fonte: Wikipedia)

Die ersten Versorgungsprobleme – mit allem, was sich daraus für die europäische Industrie ergab – reichen bis Mitte des 15. Jahrhunderts zurück, als die Türken unter Mohammed II. Asien eroberten.

Die in dem Tolfa-Gebirge entdeckten Vorkommen stellten die Gelegenheit dar, den „Ungläubigen“ Konkurrenz zu machen, und Papst Pius II. vertraute Giovanni da Castro die Produktion des Alauns an, ein Produkt, das offensichtlich von einer päpstlichen Steuer belastet wurde.

Der „päpstliche“ Alaun wurde so bedeutend, dass Paul III., der seinen Vorgänger in der Zwischenzeit ablöste, seine Verwendung allen Europäern unter Androhung der Exkommunikation auferlegte.

Der Handel mit Alaun übte eine so starke wirtschaftliche Macht aus, dass die Verwendung von nicht päpstlichem Alaun von der Liste der Sünden für Bezahlung von der Nachsicht des Papstes Leo X. im 1517 ausgeschlossen wurde, was Martin Luther dazu brachte, die protestantische Reform einzuleiten.

Seine entdeckung

Es wird der englische Chemiker Sir Humphry Davy sein, der 1807 zuerst vermutete, dass Alum das Salz eines noch unbekannten Metalls war und das er – gerade wegen seiner Anwesenheit im Alaun – „aluminum“ nannte, das später in „aluminium“ geändert wurde.
Nur 18 Jahre später, 1825, erhielt der dänische Physiker Hans Christian Ørsted die ersten Tropfen aus reinem Aluminium, indem er ein Aluminium-Kalium-Gemisch erhitzte.
Sein deutscher Schüler Friedrich Wöhler setzte sein Studium fort und entdeckte viele Eigenschaften. Es war die Entdeckung der bemerkenswerten Leichtigkeit des Metalls, die die Aufmerksamkeit der Wissenschaft und Industrie auf sich zog, so dass beträchtliche Summen für die Fortsetzung der Forschung aufgewendet wurden.
Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelte der französische Chemiker Henri Sainte-Claire Deville einen Prozess, der in der Lage war, begrenzte Mengen an Aluminium für industrielle Zwecke herzustellen.
Die Komplexität der Methode machte das neue Metall sogar teurer als Gold.
Erst 1886 werden der Amerikaner Charles Martin Hall und der Franzose Paul Héroult gleichzeitig, aber unabhängig davon, den elektrolytischen Schmelzprozess entdecken, der in der Lage ist, aus Aluminiumoxid metallisches Aluminium zu gewinnen.
Das Hall-Héroult-System ist bis heute das System, das zur Herstellung von Aluminium verwendet wird, obwohl es durch spätere Forschungen verfeinert wurde.

Die wichtigste industrielle Forschung ist die des Österreichers Carl Bayer, der 1888 die Technik zur Gewinnung von Aluminiumoxid aus Bauxit patentierte, der heute wichtigsten Aluminiumquelle für alle modernen industriellen Produktionen.
Und wenn während des gesamten 20. Jahrhunderts Aluminium für seine inhärenten Eigenschaften wie Duktilität, Leichtigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Beständigkeit im Laufe der Zeit aufgewertet wurde, das neue Jahrtausend hat einen weiteren Aspekt ans Licht gebracht, der es bereits ermöglicht hat, dieses Metall zum Element der Zukunft zu machen. Aluminium ist unendlich, nicht nur, weil es das dritthäufigste Metall auf dem Planeten Erde ist, sondern weil es unendlich recycelbar ist.
Ja, denn Aluminium kann ohne Qualitätsverlust unendlich geschmolzen werden und die Menge an Aluminium, die durch Recycling im Umlauf gewonnen wird, steigt stetig: Mit 51.400 Tonnen recycelten Aluminiumverpackungen im Jahr 2019, was 70 % der insgesamt 73.400 auf den Markt gebrachten Tonnen* entspricht, bestätigte Italien seine Position unter den europäischen Spitzenreitern im Jahr 2019 in Bezug auf die Menge des produzierten recycelten Aluminiums.
Ein gebrauchter Rohstoff, der wie neu verwendet werden kann: Recyceltes Aluminium erleidet keinen Qualitätsverlust. Aus Schrott entstehen neue Profile; aus Blechen und Folien aus unterschiedlicher Aluminiumlegierungen werden neue Laminate gewonnen; Aus Getränkedosen kann man unterschiedliche hochwertige Produkte herstellen. Heute wird noch 75 % des weltweit jemals produzierten Aluminiums verwendet.

Heute ist Aluminium sicherlich das bevorzugte Material für die Herstellung jedes Transportmittels: Straßen- und Rennmotorräder haben in diesem Metall einen wertvollen Partner für Aerodynamik und Leichtigkeit gefunden; Leichtigkeit, die auch im Bereich Automotive von grundlegender Bedeutung ist; Bei Motorbooten ermöglichen die neuen Aluminiumlegierungen jedoch erhebliche Kraftstoffeinsparungen und schützen so auch unsere Meere.
Mit der Verbreitung von Elektronik und Robotik, die heute im Leben eines jeden vorhanden sind, bereichert Aluminium sein Portfolio und wird „wearable“, tragbar. Uhren, Brillen, Kopfhörer: Hi-Tech besteht aus Aluminium; darüber hinaus begannen zahlreiche Modehäuser dank seines ungiftigen Charakters und seiner Duktilität, kombiniert mit der Eleganz der Farbe, Schmuck und Accessoires aus diesem Metall herzustellen.

TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN

Korrosionsbeständigkeit

seine sofortige Oxidation bei Kontakt mit Luft schützt es vor Korrosion durch Wasser und verschiedene chemische Stoffe, weshalb es sowohl bei der Herstellung von Transportmitteln als auch im Bauwesen weit verbreitet ist.

Hohe elektrische Leitfähigkeit

es ist das beliebteste Material für Hochspannungsleiter.

Leichtigkeit

bei gleichem Volumen wiegt Aluminium etwa ein Drittel im Vergleich zu Kupfer und Stahl. Gerade aus diesen Gründen beträgt der Aluminiumanteil in modernen Flugzeugen etwa 80% (insbesondere in Transportflugzeugen). Die Welt der Automotive verwendet dieses Material seit langem für verschiedene Fahrzeugteile (oder für die gesamte Karosserie). Aber es ist zweifellos der starke Anstieg der Produktion von Elektrofahrzeugen, der den Einsatz von Aluminium in naher Zukunft fördert und den Weltmarkt der Metalle im Allgemeinen revolutioniert.

PRODUKTION UND VERARBEITUNG

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Das flüssige Metall wird durch den Hall-Héroult elektrolytischen Prozess aus Aluminiumoxid gewonnen, der bei einer Temperatur von etwa 950 °C in einem Fluorit-Bad mit hochintensivem Strom stattfindet.

Von hier durchläuft es weitere Transformationsprozesse, die sich je nach Verwendungszweck unterscheiden. Unter ihnen sind das Stranggießen und das Halb-Stranggießen, aus denen Walzdraht gewonnen wird, und durch Drahtziehen Drähte, Platten und Knüppel.

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Für die Verringerung der Dicke wird stattdessen Walzen verwendet, die sowohl heiß als auch kalt erfolgen kann und die die Herstellung von bis 4μ dicken Aluminiumfolie ermöglicht.

Durch die Extrusion wird ein Aluminiumknüppel durch ein Stahlwerkzeug in ein Profil mit konstantem Querschnitt umgewandelt. Es ist ein typisches Verfahren zur Herstellung von Türen, Fenstern, Rohren, aber auch Karosserien, Flugzeugteilen und Schiffen.

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Schmieden beginnt mit einem heißen Metallpastille, der in eine Form gepresst wird und zur Herstellung von Teilen bis zu 100 kg Gewicht verwendet wird. Die Kombination dieser beiden Prozesse wird Schlagpressen genannt: So werden beispielsweise Tuben für Zahnpasten, Rasiercremes und Kosmetikprodukte hergestellt.

In der Automobilindustrie wird dagegen häufig die Gusstechnik eingesetzt, bei der geschmolzenes Aluminium in Formen gegossen wird, um Teile wie Pumpen, Kolben, Kollektoren und viele andere zu erhalten.

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Ein letztes industrielles Verfahren ist das Drahtziehen, bei dem das Aluminiumstück durch eine Spinndüse geführt wird, die ihm die endgültige Form verleiht. Mit dieser Methode werden insbesondere kleine Drähte und Rohre hergestellt, die in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt werden.

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