Impuls Chemie 4, Schulbuch

Rohstoffe unserer Erde 7 Roheisenabstich Ein Stahlkonverter üssiges Eisen + Schrott Schlacke Abstich Sauersto anze Alle zwei bis vier Stunden wird zuerst die Schlacke, dann das Roheisen „abgestochen“. Die Schlacke wird zur Herstellung verschiedener Baustoffe verwendet. Roheisen enthält rund 4 % Kohlenstoff sowie andere Verunreinigungen. Es ist spröde und kann nur als Gusseisen verwendet werden. Der größte Teil des Roheisens wird zu Stahl weiterverarbeitet, den man schmieden, walzen, schweißen oder zu Drähten ziehen kann. Wie wird aus Roheisen Stahl erzeugt? Bei der Stahlerzeugung muss der Kohlenstoffanteil des Roheisens herabgesetzt werden. Dazu wird weltweit das 1949 von österreichischen Forschern entwickelte LD-Verfahren verwendet. Es ist nach den beiden österreichischen Stahlwerken Linz und Donawitz benannt. Rostfreien Stahl erhält man durch Zugabe anderer Metalle (zB Chrom, Nickel). Es gibt nahezu 1 000 verschiedene Arten von Stahl. Stahl hat unzählige Verwendungsmöglichkeiten, zB für Nägel, Konservendosen, Werkzeuge, Bohrer oder Eisenbahnschienen. Beim LD-Verfahren wird reiner Sauerstoff unter hohem Druck auf die Roheisenschmelze geblasen. Der Kohlenstoffgehalt wird so zwischen 0,5 % und 1,7 % eingestellt. Welche Eigenschaften hat Aluminium? Das silberweiße Leichtmetall Aluminium ist sehr gut dehn- und verformbar. Es lässt sich zu feinen Drähten ziehen und zu dünnen Blechen und feinen Folien walzen. Deshalb findet es für Profile, Rohre, Kochgeschirr, im Fahrzeugbau und in der Luftfahrt Verwendung. Aluminium hat eine niedrige Schmelztemperatur (660 °C) und ist einer der besten Wärme- und Stromleiter. An der Luft überzieht es sich mit einer schützenden Oxidschicht . Aluminium kommt nie als Element, sondern immer in Verbindungen wie Bauxit, Feldspat, Glimmer und Kryolith vor. Wie wird Aluminium gewonnen? Reines Aluminium wird mithilfe der Schmelzflusselektrolyse hergestellt. Aus dem Aluminiumerz Bauxit wird Aluminiumoxid (Tonerde, Al 2 O 3 ) gewonnen. Zur Senkung des hohen Schmelzpunktes von 2 050 °C auf 950 °C wird der Tonerde Kryolith (Na 3 AlF 6 ) zugegeben. Bei der Elektrolyse wird mit einer Spannung von 5 V und Stromstärken bis zu 300000 A gearbeitet. Am negativen Pol (Kohlewanne) scheidet sich flüssiges Aluminium ab. Der positive Pol besteht aus Kohleblöcken, an denen der Sauerstoff sofort zu CO und CO 2 reagiert. Dabei werden die Kohleblöcke verbraucht. Bei der Aluminiumgewinnung wird sehr viel Energie benötigt: für nur 1 kg Aluminium 14 kWh elektrische Energie. Bei der Wiederverwertung ( Recycling ) können bis zu 90 % der Energie gespart werden, noch dazu ist der Schadstoffausstoß viel geringer. Das Leichtmetall Aluminium wird mithilfe der Schmelzflusselektrolyse aus Tonerde gewonnen. M M Schmelzflusselektrolyse von Tonerde Grafitanoden Kohlekathode Al Stromschiene Tonerde- kruste CO + CO 2 Tonerde Kryolith 5 Volt 150 kA Die weltweit größten Bauxit- vorkommen sind in Australien, Guinea und Brasilien. In Ranshofen (OÖ) werden jährlich insgesamt 230000 Tonnen Aluminiumwalz- und Aluminium- gussprodukte erzeugt. 69 Nur z Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv