Nhôm là một nguyên tố hóa học có ký hiệu Al và số nguyên tử 13, thuộc nhóm kim loại nhẹ với màu trắng bạc, không có từ tính, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Trong tự nhiên, nhôm không tồn tại dưới dạng nguyên chất mà thường ở dạng hợp chất trong đất sét, mica hoặc criolit. Được phát hiện năm 1825 bởi Hans Christian Ørsted và sản xuất công nghiệp đầu tiên vào năm 1856, nhôm hiện là kim loại màu phổ biến nhất thế giới. Nhôm có cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt, bán kính nguyên tử 143 pm và khi mất 3 electron, bán kính giảm còn 39 pm. Cấu hình electron của nhôm là [Ne]3s²3p¹.
Nhôm có tính khử mạnh, phản ứng với phi kim, axit và oxit kim loại, đặc biệt là phản ứng nhiệt nhôm. Kim loại này có ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp xây dựng, kỹ thuật, y tế, vận tải và hàng tiêu dùng. Trong lĩnh vực phế liệu, nhôm được phân loại thành 4 loại chính: loại 1 (nguyên khối, sáng màu), loại 2 (hợp kim sẫm màu), loại 3 (dẻo, vụn), và loại 4 (tạp chất, sơn). Quy trình sản xuất nhôm bắt đầu từ quặng bôxit thông qua công nghệ Bayer để tạo alumina, sau đó dùng công nghệ Hall-Héroult để điện phân ra nhôm tinh khiết.
Chúng ta đều biết rằng, nhôm xuất hiện rất nhiều trong cuộc sống thường nhật. Đi đâu cũng có thể dễ dàng nhìn thấy nhôm. Thế nhưng, không phải ai cũng định nghĩa rõ nhôm là gì. Dưới đây, Phế liệu Sao Việt – đơn vị thu mua phế liệu nhôm toàn quốc giá cao, uy tín, thanh toán sòng phẳng sẽ chia sẻ tới bạn đọc những thông tin chi tiết nhất về kim loại này.
Khái niệm nhôm là gì?
Mặc dù nói, nhôm là vật liệu quá quen thuộc trong cuộc sống của người dân nhưng không phải ai cũng biết nhôm là gì? Kim loại này tồn tại từ đâu, có những loại nào? Trong WiKi Việt Nam, nhôm được định nghĩa như sau:
Nhôm là một nguyên tố hoá học, ký hiệu là AI, số nguyên tử 13. So với các loại kim loại thông thường, nhôm có khối lượng riêng thấp hơn. Về tổng quan, nhôm có màu giống bạc, có khả năng phản xạ ánh sáng tốt và không có từ tính.
Nhôm tồn tại ở đâu trong tự nhiên?
Người phát hiện ra nhôm đầu tiên là nhà vật lý Hans Christian Orsted. Song, người khởi xướng quá trình sản xuất nhôm công nghiệp lại là Henri Étienne Sainte – Claire Deville. Tất cả các tài liệu khoa học từ những nhà vật lý, kỹ sư… đều khẳng định rằng, nhôm không tồn tại dưới dạng kim loại độc lập trong tự nhiên.
Thay vào đó, nhôm luôn được tìm thấy dưới dạng hợp chất, khi nó kết hợp với các nguyên tố hoá học khác. Thông thường, chúng ta sẽ phát hiện nhôm có mặt trong:
- Đất sét: Tồn tại dưới dạng hợp chất Al2O3⋅2SiO2⋅2H2O
- Mica: Nhôm xuất hiện dưới dạng hợp chất phức tạp chứa Kali cùng với Silic
- Criolit: Là một khoáng vật chủ yếu dùng để sản xuất nhôm và natri
Nhận biết các loại nhôm phế liệu phổ biến
Ngoài lý giải nhôm là gì, nhiều người cũng đặt thắc mắc rằng làm thế nào để phân biệt được các loại nhôm phế liệu và bán chúng với giá trị cao nhất? Dựa theo chia sẻ của các nhà thu mua phế liệu, nhôm được phân loại với 4 dạng chính là:
- Nhôm loại 1: Phân loại này chủ yếu là nhôm đặc, nhôm thanh, nhôm nguyên khối. Màu sắc của chúng vô cùng sáng, không bị oxy hoá. Loại nhôm này thường được dùng trong công tác định hình khung cửa, đúc nhôm,…
- Nhôm loại 2: Thường được biết tới là những hợp kim nhôm hay nhôm máy. Độ cứng và độ bền của loại nhôm này cao hơn bình thường nhưng không tinh khiết như nhôm loại 1. Màu sắc của nhôm loại 2 thường sẫm, lẫn tạp chất. Chúng thường xuất hiện dưới dạng là vỏ động cơ, lốc xe máy hay bánh xe…
- Nhôm loại 3: Là phân loại nhôm dẻo, vụn nhôm, lon nhôm… Loại nhôm này có giá trị phế liệu thấp.
- Nhôm loại 4: Đó là các loại nhôm tạp, nhôm sơn, nhôm dính tạp chất
Để phân biệt 4 loại nhôm phế liệu trên, các bạn có thể dựa vào:
- Nam châm: Nhôm không có từ tính. Vì thế, nếu đưa nam châm vào mà dính thì chắc chắn nó có lẫn sắt hoặc hợp kim sắt, giá trị thu mua bị giảm
- Màu sắc, độ cứng: Nhôm loại 1 thường sáng, cứng, dẻo, mềm và dễ uốn. Nhôm loại 2,3 thường sẫm màu hơn
- Trọng lượng: Nhôm đặc thường có trọng lượng cao hơn so với nhôm loại 2,3,4
Lịch sử phát hiện và sự phát triển của nhôm
Nhôm được phát hiện từ rất sớm, năm 1825. Người phát hiện chất liệu này là nhà vật lý Hans Christian Orsted – người Đan Mạch. Sau đó, tới năm 1856, nhà hoá học người Pháp – Henri Étienne Sainte-Claire Deville đã khởi xưởng quá trình sản xuất các loại nhôm công nghiệp.
Từ đó, nhôm bắt đầu tiếp cận sâu hơn tới công chúng. Vào năm 1886, kỹ sư người Pháp Paul Héroult kết hợp cùng kỹ sư người Mỹ – Charles Martin Hall đã tạo ra quy trình Hall–Héroult. Thông qua quy trình này, nhôm được sản xuất hàng loạt và tiếp cận một cách phổ biến với đời sống của dân chúng.
Khi đó, người dân cũng bắt đầu hiểu nhôm là gì và các ứng dụng của chúng trong công nghiệp. Điều đáng nhắc đến là nhôm trở thành một nguồn tài nguyên quan trọng trong ngành hàng không của các bên trong chiến tranh thế giới thứ 1 và thứ 2.
Đến năm 1954, nhôm đã trở thành một kim loại màu được sản xuất nhiều nhất trên thế giới. Vào thế kỷ 21, nhôm được ứng dụng nhiều trong ngành vận tải, kỹ thuật, xây dựng và đóng gói ở Hoa Kỳ, Tây Âu cùng với Nhật Bản.
Cho đến nay, nhôm đã dần quen thuộc với toàn bộ người dân trên thế giới. Không chỉ trong các ngành xây dựng, kỹ thuật mà nhôm còn được ứng dụng nhiều trong đời sống sinh hoạt của người dân chúng ta.
Đặc điểm và tính chất nổi bật của nhôm
Bên cạnh khái niệm nhôm là gì thì chúng ta cũng cần nắm bắt tính chất của kim loại này để sử dụng một cách hiệu quả nhất. Chi tiết về tính chất vật lý, hoá học của nhôm như sau:
Tính chất vật lý
Về tổng quan, nhôm có vẻ bề ngoài thay đổi từ trắng bạc đến xám xỉn. Khối lượng riêng của kim loại là 2,70g/cm3. So với phần lớn kim loại ngoài thị trường thì nhôm thấp hơn nhiều lần. Nhôm có khả năng dẫn điện và nhiệt tốt.
Vỏ electron
Dựa theo các thông tin chính thống từ trang website Wiki:
Trong 01 nguyên tử nhôm sẽ có 13 electron. Các electron này sắp xếp theo cấu hình [Ne]3s2 3p1. So với các 3 ion hoá đầu tiên, ion hoá thứ 4 thường có năng lượng thấp hơn. Trong các phản ứng hoá học, nguyên tử nhôm thường có xu hướng nhường 3 electron ngoài cùng.
Bán kính của 01 nguyên tử nhôm thường là 143 pm. Khi chúng ta loại bỏ đi 3 electron ngoài cùng thì bán kính của nguyên tử nhôm giảm xuống còn 39 pm. Trong môi trường nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn, các nguyên tử nhôm sẽ di chuyển và tạo thành hệ tinh thể lập phương tâm mặt. Do đó, ở điều kiện này, nhôm được đánh giá là một kim loại đặc biệt.
Hệ tinh thể trong nhôm có điểm chung với rất nhiều kim loại điển hình như chì và đồng. Tuy nhiên, hệ thống này thường sẽ không được áp dụng đồng thời với các nguyên tố khác trong cùng nhóm như bor, thali hay gali, indi….
Đồng vị của nhôm
Khi tìm hiểu nhôm là gì, tính chất vật lý của kim loại, chúng ta nhất thiết phải hiểu về đồng vị của nhôm. Bởi vì, trong nhôm có đồng vị AI là một đồng vị nguyên thuỷ. Đây cũng là đồng vị duy nhất còn tồn tại trên Trái Đất ở phân dạng hiện tại kể từ khi Trái Đất được hình thành.
Do đó, các tài liệu khoa học kết luận rằng, nhôm là một nguyên tố đơn nhân. Trong lượng nguyên tử nhôm tiêu chuẩn giống với trọng lượng nguyên tử của đồng vị. Đây cũng chính là lý do mà nhôm được ứng dụng rộng rãi trong các máy móc chụp cộng hưởng từ hạt nhân.
Chu kỳ bán rã của đồng vị Ai thường kéo dài 717.000 năm. Ngoài đồng vị AI, các đồng vị còn lại trong kim loại nhôm đều mang tính phóng xạ. Số khối của các đồng vị còn lại dao động từ 21 đến 43. Các đồng vị này đều có chu kỳ bán rã dưới 1 giờ đồng hồ.
Tính chất hóa học
Đánh giá tổng quan về nhôm là gì, nhiều nhà khoa học đã đưa ra các dẫn chứng chứng thực rằng, nhôm là kim loại có tính khử mạnh, phản ứng tốt với nhiều chất khác nhau. Tính khử của kim loại này biểu hiện rất rõ. Tuy nhiên, trên bề mặt nhôm người ta thường thấy lớp màng oxi AL2O3. Nhờ có lớp oxi này, nhôm trở nên bền hơn trong không khí và khi tiếp xúc với nước ở nhiệt độ thường.
Chi tiết hơn về tính chất hoá học của nhôm như sau:
- Tác dụng với phi kim: Nhôm có thể phản ứng trực tiếp cùng với rất nhiều phi kim ở ngưỡng nhiệt cao như O2, Halogen, Lưu Huỳnh. Hợp chất được tạo thành sau phản ứng thường là nhôm AIN, AL2S3, AIX3..
- Tác dụng với axit: Nhôm phản ứng với hầu hết các loại axit như axit không chứa tính oxi hoá (HCL, H2SO4), axit có tính oxi hoá (HNO3, H2SO4 đặc nóng), thụ hoá cùng với HNO3 đặc nguội.
- Tác dụng với oxit kim loại – Phản ứng nhiệt nhôm: Nhôm có thể khử oxi của rất nhiều kim loại yếu hơn nó như F3, Cr, Mn. Các phản ứng này về cơ bản được gọi là phản ứng nhiệt nhôm. Trong quá trình phản ứng, nhiệt được toả ra rất nhiều, làm nóng chảy sản phẩm. Phản ứng nhiệt nhôm này thường được ứng dụng nhiều trong công cuộc hàn đường ray tàu hoả.
- Tác dụng với nước: Nhôm có phản ứng với nước khi ở nhiệt độ cao, lớp oxit trên bề mặt bị phá vỡ. Lúc đó, nhôm có thể bị ăn mòn.
Quy trình sản xuất nhôm từ quặng
Quy trình sản xuất nhôm từ quặng khởi nguồn từ việc khai thác các loại đá boxit từ lòng đất. Sau đó, áp dụng công nghệ Bayer và công nghệ Hall Heroult để tạo ra nhôm
Cụ thể các giai đoạn của quy trình sản xuất nhôm như sau:
Giai đoạn 1: Sản xuất Alumina
Lúc này, quặng boxit được nghiền nhỏ và hoà tan cùng với dung dịch Natri Hidroxit đặc nóng. Toàn bộ các tạp chất có trong quặng như oxit, sắt, titan oxi được lắng xuống tạo thành một lớp bùn đỏ.
Kỹ sư sản xuất sẽ tách lớp bùn đỏ ra ngoài và lọc lấy phần Alumina tinh khiết. Tiếp đó, dùng dung dịch Natri Aluminat pha loãng và làm sạch. Tiếp tục thêm hạt mầm Al(OH)3 để kích thích quá trình kết tủa của nhôm Hidroxit
Kết thúc giai đoạn 1 bằng cách nung Alumina ở nhiệt độ cao khoảng chừng 1100 – 1200 độ C. Kết quả thu được là Alumina tinh khiết dưới dạng bột màu trắng.
Giai đoạn 2: Nóng chảy Alumina bằng công nghệ Hall – Heroult
Hoà tan Alumina trong Criolit nóng chảy ở ngưỡng nhiệt độ từ 950 – 980 độ C. Dùng thùng thép và các lớp than chì là thiết bị điện phân.
Khi dòng điện đi qua các lớp than chì, tất cả các ion Al 3+ (từ Al 2 O 3 ) di chuyển về catot và bị khử thành nhôm kim loại. Ion O 2− di chuyển về anot và bị oxi hóa thành khí O2. Sau đó, kết hợp phản ứng cùng than chì cực dương tạo thành CO2 và CO. Cuối cùng, nhôm kim loại nóng chảy lắng xuống đáy thùng điện phân.
Ứng dụng của nhôm và hợp kim nhôm trong đời sống và sản xuất
Nhôm được ứng dụng hầu hết trong đời sống và sản xuất của người dân trên toàn thế giới. Trong tất cả các ngành nghề đều có sự đồng hành của nhôm. Cụ thể ứng dụng của kim loại nhôm là gì, mời các bạn theo dõi dưới đây:
Ngành xây dựng
Chắc chắn rồi! Đây là ứng dụng dễ thấy nhất của nhôm đúng không? Khi nhìn vào một ngôi nhà đang xây hay đã hoàn thiện, chúng ta sẽ bắt gặp ngay hình ảnh của nhôm kim loại. Chúng thường được ứng dụng nhiều trong cửa sổ, làm vật liệu bao phủ, dây điện hay mái nhà di động…
Đặc tính của nhôm chính nhẹ, kháng ăn mòn và đáp ứng được nhiều tính năng kỹ thuật. Hơn nữa, chất liệu kim loại này lại rẻ hơn thép rất nhiều. Chính vì thế, người dân đều chuộng sử dụng nhôm.
Ngành giao thông vận tải
Không riêng ngành xây dựng, trong ngành giao thông vận tải, có không ít người phải thốt lên rằng ứng dụng của nhôm là gì? Hợp kim nhôm là gì? Chất liệu này vì sao được sử dụng rộng rãi như vậy. Bởi lẽ, nhôm có đặc tính nhẹ, có khả năng chịu lực tốt, không tiêu hao quá nhiều nhiên liệu…
Cụ thể ứng dụng của nhôm trong ngành giao thông vận tải như sau:
- Trong ngạch hàng không vũ trụ: Nhôm được dùng để chế tạo thân máy bay, cánh máy bay cùng với các bộ phận động cơ khác nhau. Bên cạnh đó, nhôm cũng được dùng trong công cuộc chế tạo thân của những vệ tinh nhân tạo hay bình chứa nhiên liệu hydro lỏng. Sự góp sức của nhôm giúp cho máy bay có tầm bay tốt hơn, giảm mức nhiên liệu được tiêu thụ.
- Ngành ô tô: Tất cả bộ phận như khung xe, thân xe, hệ thống treo, bánh xe… đều được cấu tạo từ chất liệu chính là nhôm. Thêm vào đó, nhôm còn được dùng trong hệ thống truyền động, hộp số, ống nạp do có khả năng tản nhiệt tốt, trọng lượng nhẹ. Các loại thùng xe tải, thùng xe bồn hay moóc xe sơ mi rơ cũng đều được làm từ nhôm
- Đường sắt: Nhôm được ứng dụng nhiều trong thiết kế toa xe, thân tàu.
Hàng tiêu dùng
Trong ngành hàng tiêu dùng, nhôm xuất hiện một cách dày đặc. Chúng ta có thể thấy nhôm ở:
- Trên các bao bì thực phẩm và đồ uống: Ví dụ như lon bia, nước ngọt, giấy bạc nhôm, hộp đựng các loại thực phẩm đông lạnh,…
- Nhôm xuất hiện trong các dụng cụ nhà bếp: Nồi, chảo, ấm đun nước, khay nước, khuôn bánh….
- Trong các vật dụng gia đình: Khung tranh, tay nắm cửa, đèn trang trí…
- Các phân loại đồ cá nhân: Vỏ điện thoại, máy tính bảng, bình giữ nhiệt
- Nhôm trong các đồ dùng thể thao, giải trí: Khung xe đạp, gậy leo núi, ván trượt, fly cam…
Khi được hỏi ứng dụng nhôm là gì trong ngành hàng tiêu dùng, đại đa số các bạn trẻ đều nghĩ ngay đến vật dụng trong bếp đúng không? Chính xác là vậy, nhôm đặc biệt được sử dụng nhiều vì có tính dẫn nhiệt tốt, không tiêu tốn nhiều năng lượng.
Ngành điện & điện tử
Vậy, trong ngành điện tử, ứng dụng của nhôm là gì? Trong ngành này, nhôm có ưu thế là cho khả năng dẫn điện tốt và trọng lượng nhẹ. Chính vì thế, nó thường được ứng dụng trong:
- Sản xuất dây cáp điện: Nhôm được dùng trong các đường dây truyền tải mạng internet. Vì trọng lượng nhẹ nên nó có thể giảm tối đa tải trọng cột điện
- Tụ điện: Chúng ta thường thấy tấm foil nhôm mỏng trong sản xuất điện cực, tụ điện
- Làm bộ phận tản nhiệt: Nhôm được ứng dụng trong các bộ phận tản nhiệt của máy tính, đèn led cùng với thiết bị công suất cao…
- Dùng để thiết kế vỏ thiết bị điện tử: Ví dụ như vỏ laptop, vỏ smartphone, vỏ router…
- Khung pin và vỏ pin: Nhôm được dùng trong làm vỏ bảo vệ pin của xe điện
Ngành công nghiệp
Trong ngành công nghiệp, nhôm cũng được đánh giá là có vai trò cốt lõi. Nó được dùng trong sản xuất cơ khí chế tạo. Ví dụ như làm các chi tiết máy móc, phụ tùng, vỏ máy, trục, bánh răng. Bởi nhôm có trọng lượng nhẹ, dễ gia công giúp giảm tối đa các khoản phí sản xuất
Thêm vào đó, nhôm cũng được dùng trong công nghiệp tái tạo năng lượng như sản xuất khung pin mặt trời, làm tuabin gió…Ngoài ra, nhôm cũng được dùng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm và hoá chất. ứng dụng dễ nhận thấy nhất của chất liệu này trong ngành là làm bồn chứa, đường ống, thiết bị trao đổi nhiệt…
Ứng dụng khác
Ngoài những ứng dụng trên, nhôm còn được sử dụng trong rất nhiều ngành đặc thù. Cụ thể về ứng dụng nhôm là gì trong các ngành này như sau:
- Y tế: Nhôm được dùng trong sản xuất các dụng cụ phẫu thuật, khung giường bệnh..
- Quân sự: Nhôm xuất hiện trong các vỏ đạn, bộ phận vũ khí quân sự nhẹ nhưng lại có độ bền tốt
- Quảng cáo: Nhôm được dùng cho mục đích làm khung biển quảng cáo, biển hiệu, hộp đèn…
Có thể thấy rằng, nhôm được ứng dụng một cách rộng rãi và linh hoạt trong các ngành nghề. Sự góp mặt của nhôm làm cho cuộc sống của chúng ta thêm phần đa dạng và tiện lợi hơn.
Một số câu hỏi thường gặp về kim loại nhôm
Liên quan tới kim loại nhôm là gì, nhiều người cũng có thắc mắc rằng:
Nhôm có bị gỉ sét không? Tại sao?
Đáp: Không! Nhôm thường không bị rỉ sét. Bởi trên bề mặt nhôm thường có lớp oxit mỏng. Từ đó, giúp nhôm có khả năng chống ăn mòn vô cùng tốt, bền bỉ trong nhiều môi trường nước, không dễ bị gỉ sét.
Tái chế nhôm mang lại những lợi ích gì?
Đáp: Tái chế nhôm phế liệu giúp tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường, tiết kiệm tối đa tài nguyên thiên nhiên và tăng hiệu quả kinh tế trong các ngành nghề.
Nhôm và hợp kim nhôm khác nhau như thế nào?
Đáp: Nhôm là kim loại nguyên chất, có độ tinh khiết cao, mềm, dẻo, dễ uống và cho khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt ấn tượng. Độ bền của nó không quá cao. Trong khi đó, hợp kim nhôm được tạo từ nhiều nguyên tố kim loại khác nhau. Độ cứng và độ bền của hợp kim nhôm thường cao, dễ gia công đúc, cán…
Những loại phế liệu nhôm nào phổ biến nhất?
Đáp: Có 4 loại nhôm phổ biến nhất là nhôm loại 1,2,3 và nhôm tạp, nhôm dính sơn/tạp chất.
Lời Kết
Trên đây là chi tiết các thông tin lý giải về nhôm là gì. Hiện, Phế liệu Sao Việt đang là đơn vị thu mua nhôm phế liệu toàn quốc với giá cao, uy tín và chất lượng. Đơn vị thu mua mọi loại nhôm phế liệu với giá cao nhất thị trường, minh bạch quy trình và thanh toán nhanh chóng. Nếu quý khách có nhôm phế liệu cần thanh lý, hãy liên hệ ngay tới Phế liệu Sao Việt để được hỗ trợ nhé!
Tôi là Nguyễn Lài – Biên tập viên Content tại Phế liệu Sao Việt. Tôi sẽ cung cấp cho bạn những kiến thức bổ ích cùng các thông tin thị trường mới nhất trong lĩnh vực phế liệu toàn quốc. Hy vọng sẽ giúp bạn nắm rõ thị trường phế liệu, cập nhật mỗi ngày.
