Ál

Ál er þriðji algengasti málmurinn sem finnst í jarðskorpunni.  Ál er að finna víða en sérstaklega í bergtegund sem heitir Báxít.  Í jarðskorpunni finnst álið sem álsiliköt í steindum eins og Glimmeri, Feldspötum, Gipsi og Granati.

Báxít

Ál finnst ekki sem hreinn málmur í náttúrunni og þarf því að vinna hreint ál úr álríku bergi. Bergtegundir jarðar eru mis ríkar af áli en helst má finna ál ríkt berg á heitum og rökum svæðum þar sem Báxít myndast ekki djúpt í jörðu eins og margar aðrar málmgrýtistegundir. Báxít verður til við mjög langvarandi veðrun bergs á hitabeltissvæðum þar sem loftslag er rakt og heitt.

Þannig skolar mikil rigning burt auðleysanlegum efnum úr berginu en eftir situr ál og járn sem eru minna leysanleg. Eftir milljónir ára myndast rauðleit jarðvegslög sem eru rík af álhýdroxíðum, sem við þekkjum sem Báxít.

Súrál

Úr álríka berginu Báxít er svo unnið súrál. Ferlið er kallað Bayer-ferli eftir vísindamanninum sem fyrst tókst að vinna ál úr Báxíti.

Báxítið er fínmalað og leyst upp í Natríumhýdroxíði (NaOH) undir háum þrýstingi.  Þá verður til álhýdroxíð (Al(OH)₃) sem myndar botnfall.   Við hitun botnfallsins hvarfast álhýdroxíð yfir í áloxíð samkvæmt eftirfarandi jöfnu: 

2Al(OH)₃​ → Al₂​O₃​+3H₂​O

Úr álhýdroxíðinu er svo unnið áloxíð eða súrál Al₂O₃  nafnið hefur augljósa tilvísun í súrefni (O)

Það er svo súrálið sem íslensku álverin nota og framleiða úr því hreint ál með rafgreiningu.

Súrálið er leyst upp í krýólíti (Na₃AlF₆ ) og í lausnina er leiddur rafstraumur.  Rafstraumur er eins og nafnið bendir til straumur rafeinda (e^–), sem bindast ál jónunum (Al³⁺) og úr verður hreinn málmur.  Afoxunarhvarfið:   Al³⁺ + 3 e^– = Al_(s)

Fyrir glöggt efnafræðiáhugafólk helst afoxun alltaf í hendur við oxun. Ef eitt efni oxast, afoxast annað.  Þá koma forskautin við sögu, sem eru úr kolefni C_(s)

Oxunarhvarfið er þá: 2O^2-+ C = CO₂ + 4e^–

Heildarhvarfið verður þá:

2Al₂​O₃​+3C→4Al_(l)+3CO₂​

Hitastig þessa ferlis er um 1000°C

Lofttegund	Hvernig myndast hún?	Mikilvægi
CO₂	Súrefni úr áloxíði bindst kolefnisrafskautum	Langstærsta losunin
CO	Ófullkomin oxun kolefnis	Lítið magn
CF₄ og C₂F₆	Við anode effect í kerum	Mjög öflugar gróðurhúsalofttegundir
HF og önnur flúorsambönd	Frá rafgreiningarferlinu	Mengunarþáttur sem er yfirleitt hreinsaður

Þótt álframleiðsla losi talsverðan koltvísýring út í andrúmslofið vegur notagildi álsins upp á móti þessari kolefnislosun.  Önnur efni sem losna í framleiðslunni eru að mestu fönguð í útblæstri og einungis lítill hluti þeirra fer út í andrúmsloftið, og á Íslandi er þessi losun langt undir viðmiðum.

Hreint ál er fremur deigt efni á hreinu formi sem hentar ekkert endilega margskonar breytilegri notkun þess. En eiginleikar álsins breytast talsvert út frá því hvaða efnum er bætt í bráðið álið og þannig geta mismunandi álblöndur haft ólíka eðliseiginleika.

Íblöndunarefni	Massahlutfall (%)	Notað í …
Kopar	< 4,5	Íhluti flugvéla
Mangan	1,25	Þynnur, potta og pönnur
Kísill	< 13	Íhluti í vélar
Magnesíum og Kísill	0,7 Mg og 0,4 Si	Mikið notað í byggingaiðnað
Magnesíum	<5	Til notkunar í sjó t.d. báta, fiskikör, bjórdósir
Sink, magnesíum og kopar	5,8 Zn – 2,5 Mg – 1,4 Cu	Sérlega sterkt efni, notað í flugvélar