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Wissenswertes über Aluminium

Historisches

Aluminium ist ein noch recht junges industrielles Gebrauchsmetall. Es wurde erstmals 1825 von  dem dänischen Forscher H.C. Oerstedt hergestellt; wenige Jahrzehnte später gelang die Produktion im großtechnischen Maßstab. Seine hervorragenden Materialeigenschaften haben Aluminium innerhalb von nur 100 Jahren zu einem der vielseitigsten und weitestverbreiteten  Gebrauchsmetalle gemacht.

Eigenschaften

Aluminium zählt mit seiner geringen Dichte zu den Leichtgewichten unter den Metallen und weist dabei eine vergleichsweise hohe Festigkeit auf. An der Luft überzieht sich das Metall mit einer dünnen Oxidhaut, durch die es sehr korrosionsbeständig ist. Aluminium ist sehr gut kalt und warm verformbar, lässt sich schweißen und schmieden und besitzt eine hohe Leitfähigkeit für Strom und Wärme.

Anwendungen / Produkte

Aluminium findet in nahezu allen Gebieten der Technik und des täglichen Lebens Anwendung. Sein geringes Gewicht hilft im Verkehrssektor - ob als Motorblock im PKW, als ICE-Mittelwagen oder im Flugzeugbau - Treibstoff bzw. Energie zu sparen. Im Bauwesen ist die Langlebigkeit und Wartungsfreiheit von Fenstern, Fassaden und Dächern aus Aluminium gefragt. In der Verpackung schützt es aufgrund seiner Barriereeigenschaft Lebensmittel und Pharmazeutika. Seine gute Leitfähigkeit macht es für die Elektrotechnik interessant.

Industrielle Gewinnung

Der Rohstoff für die Aluminiumgewinnung ist Bauxit - ein Erz, das zu 90 Prozent in den Ländern des Tropengürtels vorkommt. Hauptfördergebiete sind Australien, Westafrika, Jamaika und Brasilien. Die Metallgewinnung erfolgt in einem zweistufigen Verfahren. Zunächst wird im sogenannten Bayer-Prozeß unter Druck und Hitze aus dem Bauxiterz das Aluminiumhydroxid extrahiert, das anschließend durch Glühen zu Aluminiumoxid (Tonerde) gebrannt wird. Als Rückstandsprodukt fällt umweltneutraler Rotschlamm an, der auf Deponien abgelagert wird. Aluminiumoxid ist das Ausgangsprodukt für die zweite Gewinnungsstufe: dem Elektrolyseprozess. Eine Schmelze aus Tonerde und dem Flussmittel Kryolith wird mit Hilfe von Strom in flüssiges Aluminium und Sauerstoff getrennt. Aus zwei Tonnen Aluminiumoxid wird so eine Tonne Primäraluminium gewonnen.

Gesundheit

Aluminium ist nach Sauerstoff und Silizium das dritthäufigste Element der Erdkruste und damit Bestandteil nahezu aller Gesteine und Böden. Es ist ungiftig und daher ernährungsphysiologisch unbedenklich. Im Durchschnitt werden über die Nahrung täglich etwa zwei bis fünf Milligramm in Form von Aluminiumverbindungen aufgenommen. Der größte Teil davon wird durch die Nieren über den Urin wieder ausgeschieden. Bei Menschen mit geschädigter Nierenfunktion (z. B. Dialysepatienten) ist diese Fähigkeit, absorbiertes Aluminium auszuscheiden, jedoch eingeschränkt. Stark aluminiumhaltige Medikamente sind in diesen Fällen daher ungeeignet.

Wirtschaftliche Bedeutung

Die weltweite Verwendung von Aluminium beträgt rund 25 Millionen Tonnen pro Jahr, in Deutschland liegt bei 2,56 Millionen Tonnen. Wichtigster Verwendungssektor ist der Verkehr, gefolgt von Bauwesen, Maschinenbau und Verpackung. In den fünf deutschen Primäraluminiumhütten wurden 1997 571.900 Tonnen Aluminium erzeugt, die Sekundärhütten produzierten 432.500 Tonnen Recyclingaluminium. Die Produktion von Halbzeug (Walz- und Strangpressprodukte sowie Drähte und Schmiedeteile) betrug 1,81 Millionen Tonnen, der Formguss lag bei 537.300 Tonnen. Die Aluminiumweiterverarbeitung erstreckt sich auf die Herstellung von Folien und dünnen Bändern (1997: 208.500 Tonnen) sowie auf die Fertigung von Tuben, Dosen und Fließpressteilen (1997: 63.100 Tonnen). Der gesamte Branchenumsatz von 22 Milliarden DM wird von annähernd 73.000 Mitarbeitern in rund 600 Betrieben erwirtschaftet.

Umwelt und Recycling

Für die Erzeugung von einem Kilogramm Primäraluminium sind heute rund 13,5 Kilowattstunden Strom erforderlich. Bliebe der Blick allein auf die Primärerzeugung konzentriert, übersähe man allerdings, dass die einmal eingesetzte Energie im Metall gespeichert bleibt und im Recyclingprozeß "reaktiviert" wird. Aufgrund des niedrigen Schmelzpunktes (660°C) sind nur fünf Prozent der ursprünglich eingesetzten Energie beim Recycling von Aluminium erforderlich. Energievergleiche von Werkstoffen werden mit Bezug zum Endprodukt und zu dessen Lebenszyklus aussagekräftig: So senkt der Einsatz von Aluminium in Autos den Kraftstoffverbrauch und hilft obendrein, knappe Ressourcen wie Mineralöl zu schonen. Im Bauwesen trägt die Wartungsfreiheit und Langlebigkeit der Aluminiumprodukte zu Energieeinsparungen bei. Und mit einem Kilogramm Aluminium können weit mehr Lebensmittel verpackt werden als mit anderen Metallpackstoffen. In der Langfristbetrachtung ergibt sich für den Werkstoff Aluminium daher einepositive Energiebilanz. Da Aluminium nach der Verwendung einen hohen Schrottwert besitzt und seine Werkstoffqualität beim Recycling nicht einbüßt, hat sich schon früh eine  gut funktionierende Sekundärwirtschaft herausgebildet: z. B. als Altschrott aus den Bereichen Verkehr, Bau, Elektronik oder Verpackung. Die Metallkreisläufe sind heute weitgehend geschlossen.

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