铝（又称铝）是地壳中含量最丰富的金属元素。这也是一件好事，因为我们用了很多。每年冶炼约4100万吨，应用范围广泛。从汽车车身到啤酒罐，从电缆到飞机外壳，铝是我们日常生活中非常重要的一部分。​

性质

• 原子符号：Al
• 原子序数：13
• 元素类别：后过渡金属
• 密度：2.70克/立方厘米
• 熔点：1220.58华氏度（660.32摄氏度）
• 沸点：4566华氏度（2519摄氏度）
• 莫氏硬度：2.75

特点

铝是一种轻质、高导电、反光且无毒的金属，易于加工。这种金属的耐久性和许多优越的性能使其成为许多工业应用的理想材料。

历史

铝化合物被古埃及人用作染料、化妆品和药物，但直到5000年后，人类才发现如何冶炼纯金属铝。毫不奇怪，生产铝金属的方法的发展与19世纪电力的出现相吻合，因为铝冶炼需要大量电力。

1886年，查尔斯·马丁·霍尔（Charles Martin Hall）发现铝可以用电解还原法生产，这是铝生产的一个重大突破。在此之前，铝比黄金更稀有、更贵。然而，在霍尔发现后的两年内，欧洲和美国的铝业公司相继成立。

20世纪，铝需求大幅增长，尤其是在运输和包装行业。尽管生产技术并没有发生实质性的变化，但它们已经显著提高了效率。在过去的100年中，生产一单位铝所消耗的能源减少了70%。

生产

从矿石中生产铝取决于从铝土矿中提取的氧化铝（Al2O3）。铝土矿通常含有30-60%的氧化铝（通常称为氧化铝），通常在地表附近发现。这一过程可分为两部分；（1） 从铝土矿中提取氧化铝，以及（2）从氧化铝中冶炼铝金属。

氧化铝的分离通常采用拜耳法进行。这包括将铝土矿粉碎成粉末，与水混合制成泥浆，加热并加入烧碱（NaOH）。烧碱溶解氧化铝，使其通过过滤器，留下杂质。

然后将铝酸盐溶液排入沉淀池，在沉淀池中添加氢氧化铝颗粒作为“种子”。搅拌和冷却导致氢氧化铝沉淀到种子材料上，然后加热和干燥以生产氧化铝。

查尔斯·马丁·霍尔（Charles Martin Hall）发现，电解槽用于从氧化铝中熔炼铝。送入电池的氧化铝在1742F°（950C°）的熔融冰晶石氟化槽中溶解。

从电池中的碳阳极通过混合物向阴极外壳发送10000-300000A的直流电。电流将氧化铝分解成铝和氧。氧气与碳反应生成二氧化碳，而铝被吸引到碳阴极电池内衬上。

然后可以收集铝并将其带到熔炉中，在熔炉中可以添加可回收的铝材料。目前生产的铝中约有三分之一来自回收材料。根据美国地质调查局的数据，2010年最大的铝生产国是中国、俄罗斯和加拿大。

应用

铝的应用太多，无法列出，而且由于铝的特殊性质，研究人员正在定期寻找新的应用。一般来说，铝及其许多合金用于三大工业；运输、包装和施工。

铝有多种形式和合金，对飞机、汽车、火车和船只的结构部件（框架和主体）至关重要。高达70%的商用飞机由铝合金组成（按重量计量）。无论零件是否需要抗应力、耐腐蚀性或耐高温性，所用合金的类型取决于每个部件的要求。

大约20%的铝用于包装材料。铝箔是一种合适的食品包装材料，因为它是无毒的，而它也是一种合适的化学产品密封剂，因为它的反应性低，不透光、水和氧。仅在美国，每年就有大约1000亿铝罐出货。其中一半以上最终被回收利用。

由于其耐用性和耐腐蚀性，每年生产的铝约有15%用于建筑应用。这包括窗户和门框、屋顶、壁板和结构框架，以及排水沟、百叶窗和车库门。

铝的导电性也使其可用于长距离导线。用钢加固的铝合金比铜更具成本效益，并且由于重量轻而减少下垂。

铝的其他应用包括消费电子产品的外壳和散热器、街道灯杆、石油钻塔顶部结构、镀铝窗户、炊具、棒球棒和反光安全装置。

资料来源：

街道，亚瑟&amp；亚历山大，华盛顿，1944年。为人类服务的金属。第11版（1998年），美国地质勘探局。矿产商品概述：铝（2011年）。http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/aluminum/