El aluminio (Al) es un metal ligero de color blanco plateado que ocupa el tercer lugar entre los elementos más abundantes de la corteza terrestre, solo superado por el oxígeno y el silicio. Sin embargo, debido a su alta reactividad química, nunca se presenta de forma natural en estado metálico puro. En cambio, se encuentra en compuestos, principalmente en el mineral de bauxita, una mezcla de óxidos de aluminio hidratados que incluye gibbsita (Al(OH)₃), boehmita (AlO(OH)) y diásporo.
El proceso de refinado en dos etapas
El viaje desde la bauxita en bruto hastaEl aluminio de alta pureza implicados procesos industriales distintos.
La primera etapa es el proceso Bayer, desarrollado en 1888. La bauxita triturada se mezcla con una solución caliente de hidróxido de sodio a presión, disolviendo los minerales que contienen aluminio y dejando atrás impurezas como óxidos de hierro y sílice. La solución de aluminato de sodio resultante se filtra para eliminar el residuo de lodo rojo, se le añaden cristales de hidróxido de aluminio y se calcina a aproximadamente 1100 °C para producir alúmina blanca pura, u óxido de aluminio (Al₂O₃). Actualmente, más del 90 % de la alúmina mundial se produce mediante este método.
La segunda etapa es el proceso Hall-Héroult. La alúmina tiene un punto de fusión superior a 2000 °C, lo que hace que la electrólisis directa sea poco práctica. La solución consiste en disolver Al₂O₃ en criolita fundida (Na₃AlF₆), lo que reduce la temperatura de operación a unos 950-1000 °C. A continuación, se hace pasar una corriente eléctrica a través de la mezcla. El aluminio fundido se acumula en el fondo (el cátodo), mientras que el oxígeno se combina con los ánodos de carbono para formar CO₂. Este método electrolítico sigue siendo el único proceso industrial para producir aluminio primario, obteniendo un metal con una pureza del 99,5-99,8 %.
¿Qué elementos contiene el aluminio?
El aluminio puro en sí mismo consiste únicamente en el elemento Al, con un número atómico de 13 y un peso atómico de aproximadamente 26,98 g/mol. El aluminio de pureza comercial (98,8–99,7% Al) contiene trazas menores de hierro y silicio como impurezas naturales. Sin embargo, la mayoríaLas aplicaciones dependen de aleaciones de aluminio.donde se añaden intencionadamente elementos específicos para adaptar las propiedades mecánicas.
Para aplicaciones estructurales, la serie 6000 (por ejemplo, la 6061) utiliza magnesio y silicio como elementos de aleación principales, típicamente entre un 0,8 % y un 1,2 % de Mg y entre un 0,400 % y un 0,8 % de Si. Esta aleación ofrece un excelente equilibrio entre resistencia moderada, buena soldabilidad y maquinabilidad superior.
Para aplicaciones que requieren alta resistencia, la serie 7000 (por ejemplo, la 7075) incorpora zinc y cobre como principales elementos de aleación, con aproximadamente un 5,16 % a un 0,1 % de Zn y un 1,2 % a un 2,0 % de Cu. El tratamiento térmico T6 de la aleación 7075 ofrece casi el doble de resistencia a la tracción que la aleación 6061-T6, lo que la convierte en el material ideal para componentes estructurales aeroespaciales y de alto rendimiento.
Las aleaciones comerciales suelen contener trazas de cromo, manganeso y titanio, elementos que influyen en el refinamiento del grano y la resistencia a la corrosión. Comprender la composición elemental precisa de cada aleación es fundamental para seleccionar el material adecuado según los requisitos específicos de mecanizado o fabricación.
Fecha de publicación: 13 de mayo de 2026