ایلومینیم کو کیسے ریفائن کیا جاتا ہے اور اس میں کون سے عناصر ہوتے ہیں؟

ایلومینیم (Al) ایک ہلکی وزنی، چاندی کی سفید دھات ہے جو زمین کی پرت میں صرف آکسیجن اور سلیکان کے بعد تیسرے سب سے زیادہ پائے جانے والے عنصر کے طور پر درجہ رکھتی ہے۔ تاہم، اس کی اعلی کیمیائی رد عمل کی وجہ سے، یہ کبھی بھی اپنی خالص دھاتی شکل میں قدرتی طور پر نہیں ہوتا ہے۔ اس کے بجائے، یہ مرکبات میں پایا جاتا ہے، بنیادی طور پر باکسائٹ ایسک کے اندر، ہائیڈریٹڈ ایلومینیم آکسائیڈز کا مرکب جس میں گِبسائٹ (Al(OH)₃)، بوہیمائٹ (AlO(OH))، اور diaspore شامل ہیں۔

دو مراحل میں ریفائننگ کا عمل

خام باکسائٹ سے سفراعلی طہارت ایلومینیم شامل ہےدو الگ الگ صنعتی عمل۔

پہلا مرحلہ Bayer کا عمل ہے، جسے 1888 میں تیار کیا گیا تھا۔ پسے ہوئے باکسائٹ کو دباؤ میں گرم سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ محلول کے ساتھ ملایا جاتا ہے، جس سے ایلومینیم والے معدنیات کو تحلیل کیا جاتا ہے جبکہ آئرن آکسائیڈ اور سلیکا جیسی نجاست کو پیچھے چھوڑ دیا جاتا ہے۔ نتیجے میں سوڈیم ایلومینیٹ محلول کو پھر سرخ مٹی کی باقیات کو دور کرنے کے لیے فلٹر کیا جاتا ہے، ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ کرسٹل کے ساتھ سیڈ کیا جاتا ہے، اور خالص سفید ایلومینا، یا ایلومینیم آکسائیڈ (Al₂O₃) پیدا کرنے کے لیے تقریباً 1,100°C پر کیلائن کیا جاتا ہے۔ دنیا کا 90% سے زیادہ ایلومینا اب اس طریقے سے تیار کیا جاتا ہے۔

دوسرا مرحلہ ہال ہیرولٹ کا عمل ہے۔ ایلومینا کا پگھلنے کا نقطہ 2,000 ° C سے اوپر ہے، جس سے براہ راست الیکٹرولیسس ناقابل عمل ہے۔ حل پگھلے ہوئے کرائیولائٹ (Na₃AlF₆) میں Al₂O₃ کو تحلیل کرنے میں مضمر ہے، جو آپریٹنگ درجہ حرارت کو تقریباً 950~1,000 °C تک کم کر دیتا ہے۔ اس کے بعد مرکب میں سے ایک برقی کرنٹ گزر جاتا ہے۔ پگھلا ہوا ایلومینیم نیچے (کیتھوڈ) میں جمع ہوتا ہے، جبکہ آکسیجن کاربن انوڈس کے ساتھ مل کر CO₂ بناتی ہے۔ یہ الیکٹرولائٹک طریقہ پرائمری ایلومینیم پیدا کرنے کا واحد صنعتی عمل ہے، جس سے 99.5~99.8% پاکیزگی کی دھات ملتی ہے۔

ایلومینیم میں کون سے عناصر ہوتے ہیں؟

خالص ایلومینیم بذات خود مکمل طور پر عنصر Al پر مشتمل ہوتا ہے، جس کا جوہری نمبر 13 اور تقریباً 26.98 g/mol کا جوہری وزن ہوتا ہے۔ تجارتی پیوریٹی ایلومینیم (98.8–99.7% Al) میں قدرتی نجاست کے طور پر آئرن اور سلکان کے معمولی نشانات ہوتے ہیں۔ تاہم، زیادہ ترایپلی کیشنز ایلومینیم مرکب پر انحصار کرتے ہیں، جہاں مخصوص عناصر کو جان بوجھ کر مکینیکل خصوصیات کے مطابق شامل کیا جاتا ہے۔

ساختی ایپلی کیشنز کے لیے، 6000 سیریز (مثال کے طور پر، 6061) میگنیشیم اور سلکان کو اپنے بنیادی مرکب عناصر کے طور پر استعمال کرتی ہے، عام طور پر 0.8~1.2% Mg اور 0.400~.8% Si۔ یہ مرکب اعتدال پسند طاقت، اچھی ویلڈیبلٹی، اور اعلی مشینی صلاحیت کا بہترین توازن پیش کرتا ہے۔

اعلیٰ طاقت کے مطالبات کے لیے، 7000 سیریز (مثال کے طور پر، 7075) زنک اور تانبے کو بنیادی مرکب عناصر کے طور پر شامل کرتی ہے، تقریباً 5.16~.1% Zn اور 1.2~2.0% Cu کے ساتھ۔ 7075 کا T6 مزاج 6061-T6 کی تناؤ کی طاقت سے تقریباً دوگنا فراہم کرتا ہے، جو اسے ایرو اسپیس اور اعلیٰ کارکردگی کے ساختی اجزاء کے لیے انتخاب کا مواد بناتا ہے۔

کرومیم، مینگنیج اور ٹائٹینیم کی ٹریس مقدار بھی عام طور پر تجارتی مرکب دھاتوں میں موجود ہوتی ہے، ہر ایک اناج کی تطہیر اور سنکنرن مزاحمت میں اپنا کردار ادا کرتا ہے۔ مخصوص مشینی یا من گھڑت تقاضوں کے لیے صحیح مواد کو منتخب کرنے کے لیے ہر مصر دات کی صحیح عنصری ساخت کو سمجھنا ضروری ہے۔