12 червня 1933 року в Запорожжя був отриманий перший алюміній, а підприємство стало самим великим алюмінієвим заводом у Європі. Саме в цей день злитки запорізького металу алюминщики пронесли по центральному проспекті міста, зробивши звичайний червневий день усенародним святом.

Донині Залк -- єдиний підприємство з виробництва алюмінію в Україні, за роки свого існування ставшее унікальним, оскільки багато чого, що тут зроблено, було впроваджено й освоєне вперше.

За свою історію завод на Дніпрові 27 разів ставав першопрохідником у процесі впровадження нових технічних винаходів і технологій, освоєння нових видів виробів і виробництв. За свої досягнення підприємство кількаразове відзначено урядовими нагородами. Сьогодні виробнича потужність Залк дозволяє робити близько 100 тис. тонн первинного алюмінію.

Алюміній не даремно відзначений 13-м порядковим номером у періодичній системі Менделєєва. Десятиліття напружених досліджень те валили вчених у зневіру, то приносили радість перемог у вивченні властивостей і особливостей нового металу. Але, на жаль, вироблений тоді метал був дорогим і годив лише для виготовлення предметів розкоші. І якщо в 1900-м у рік одержували близько 8 тисяч тонн легкого металу, то через сто років обсяг його виробництва досяг 24 мільйонів тонн.

Оскільки допитливий людський розум не зупинився на досягнутому, подальше освоєння видобутку алюмінію розвивалося темпами, що прискорюються, і сьогодні уявити собі життя без нього насправді дуже важко. Адже саме цей легкий метал зробив максимально швидкими морські кораблі і залізничні перевезення.

Перший штучний супутник Землі і перший радянський надзвуковий літак Ту-144 минулого зроблені з алюмінієвого сплаву. І алюміній одержав свою другу назву -- крилатий метал.

Доля розпорядилася так, що саме в Запорожжя алюмінієва промисловість країни проходила всі етапи свого становлення.

Алюмінієве виробництво було ще дуже молодий і постійно розвивається галуззю у світі, і навіть його лідери -- французи й американці -- не могли з упевненістю сказати, яким способом краще одержувати алюміній, як оптимизировать технологічний процес по всьому ланцюжку.

Перед радянськими пионерами-алюминщиками стояла непроста задача -- максимально удосконалити технологічний процес з урахуванням перспектив розвитку кольорової металургії. Побудувати не просто копію французького заводу, а цілий комбінат із трьох заводів (електродного, глиноземного й електролізного), що в той час було безпрецедентним кроком.

Народившись у роки першої п'ятирічки завдяки електроенергії Дніпрогесу, Дніпровський алюмінієвий завод (ДАЗ) був самим великим алюмінієвим підприємством у Європі і другим у світі після канадського заводу "Арвида" з первісною потужністю 20 тисяч тонн алюмінію в рік. І в наступні роки завод неухильно набирав темпи виробництва.

Велика Вітчизняна війна порушила, але не зруйнувала планів металургів. Коли в липні 1941 року гітлерівські війська дійшли до Запорожжя і планували взяти місто за 2--3 дні, частини Червоної Армії й ополченці стримували натиск ворога більш 40 днів, даючи можливість працівникам промислових підприємств демонтувати й евакуювати устаткування заводів на схід. У Каменск-Уральский також минулого вивезені всі запаси металу і сировини, евакуйовані фахівці.

Лівобережна частина Запорожжя була звільнена від окупантів 14 жовтня 1943 року. На правом бережу ще йшли бої, а на Дазе уже велися відбудовні роботи. Точніше, зруйноване до підстави підприємство довелося відбудовувати заново. В наступні роки завод не припиняв розвиватися.

У 1990 році на комбінаті почалася корінна реорганізація. ДАЗ був перетворений у Запорізький виробничий алюмінієвий комбінат (Залк), до складу якого ввійшли алюмінієвий завод, Глухівський кар'єр кварцитів, будівельно-монтажне керування. Не усі удалося виконати з наміченої в 1993 році програми розвитку виробництва, але саме головне -- змогли зберегти завод.

У вересні 1994 року Залк став відкритим акціонерним товариством. Незважаючи на надзвичайно важку економічну кризу пострадянського періоду, через п'ять років колишні плани стали реальністю: у 1999 році був прийнятий в експлуатацію Запорізький завод електротехнічної катанки, довершене будівництво першої черги фольгопрокатного виробництва.

У ході приватизації підприємства в 2001 році переможцем проведеного Фондом держмайна України тендера з продажу 68,01% акцій ОАО "Залк" стало ЗАТ "Автоваз-инвест". Зараз Залк входить до складу ОК "Росіянин алюміній".

Приналежність Залка до могутнього "Русалу" -- гарантія перспектив, але в українського виробника проблем не зменшилося.

Досить стабільна робота підприємства була застопорена скасуванням диференційованого тарифу на електроенергію в лютому 2005 року, після чого ціна на електроенергію відразу підскочила на 5 копійок за кіловат/година. На даний момент близько 70% собівартості продукції -- вартість електроенергії. Керівництво комбінату констатувало, що негативна рентабельність виробництва змушує призупинити всі програми розвитку підприємства. Залк у 2007 році знизив чистий прибуток на 20,6% у порівнянні з 2006-м. 5 червня 2008 року акціонери на своїх зборах вирішили направити чистий прибуток у розмірі 75,58 млн. грн. на розвиток виробництва.

1.3Стан Запорізького алюмінієвого комбінату в наші дні

2.1 Біохімія і мінералогія алюмінію

Алюміній - найпоширеніший у земній корі метал. На його частку приходиться 5,5-6,6 мол. частки % чи 8 мас. %. Головна маса його зосереджена в алюмосилікатах. Надзвичайно розповсюдженим продуктом руйнування утворених ними гірських порід є глина, основний склад якої відповідає формулі Al₂O_3.2Si_2.2H₂O. З інших природних форм перебування алюмінію найбільше значення мають боксит Al₂O₃^.x₂O і мінерали корунд Al₂O₃ і кріоліт Al_3.3Na.

В даний час у промисловості алюміній одержують електролізом розчину глинозему Al₂O₃ у розплавленому кріоліті. Al₂O₃ повинний бути досить чистим, оскільки з виплавленого алюмінію домішки віддаляються на превелику силу. Температура плавлення Al₂O₃ близько 2050^ос, а кріоліту - 1100^ос. Електролізу піддають розплавлену суміш кріоліту і Al₂O₃, що містить близько 10 мас % Al₂O₃, що плавиться при 960^ос і має електричну провідність, щільністю і в'язкістю, найбільше благоприятствующими проведенню процесу. При додаванні Al₃, Ca₂ і Mg₂ проведення електролізу виявляється можливим при 950^ос.

У періодичній системі алюміній знаходиться в третьому періоді, у головній підгрупі третьої групи. Заряд ядра +13. Електронна будівля атома 1s₂2s₂2p₆3s₂3p₁. Металевий атомний радіус 0,143 нм, ковалентний - 0,126 нм, умовний радіус іона Al³⁺ - 0,057 нм. Енергія іонізації Al - Al⁺ 5,99 ев.

Найбільш характерний ступінь окислювання атома алюмінію +3.Негативний ступінь окислювання виявляється рідко. В зовнішньому електронному шарі атома існують вільні d-подуровни. Завдяки цьому його координаційне число в з'єднаннях може дорівнювати не тільки 4 (AlCl^4-, Al^4-, алюмосилікати), але і 6 (Al₂O₃,[Al(OH₂)₆]³⁺).

У виді простої речовини алюміній - сріблисто-білий, досить твердий метал із щільністю 2,7 г/см³ (т.пл. 660^ос, т. стосів. ~2500^ос). Кристалізується в гранецентрированной кубічним ґратам. Характеризується високою тягучістю, теплопровідністю й електропровідністю ( щоскладає 0,6 електропровідності міді). З цим зв'язане його використання у виробництві електричних проводів. При однаковій електричній провідності алюмінієвий провід важить удвічі менше мідного.

На повітрі алюміній покривається найтоншої (0,00001 мм), але дуже щільною плівкою оксиду, що охороняє метал від подальшого окислювання і придающей йому матовий вид. При обробці поверхні алюмінію сильними окислювачами (конц. HNO₃, K₂Cr₂O₇) чи анодним окислюванням товщина захисної плівки зростає. Стійкість алюмінію дозволяє виготовляти з нього хімічну апаратуру і ємності для збереження і транспортування азотної кислоти.

Алюміній легко витягається в дріт і прокочується в тонкі аркуші. Алюмінієва фольга (товщиною 0,005 мм) застосовується в харчовій і фармацевтичній промисловості для упакування продуктів і препаратів.

Основну масу алюмінію використовують для одержання різних сплавів, поряд з гарними механічними якостями характеризующихся своєю легкістю. Найважливіші з них - дюралюміній (94% Al, 4% Cu, по 0,5% Mg, Mn, Fe і Si), силумін (85 - 90% Al, 10 - 14% Sk, 0,1% Na) і ін. Алюмінієві сплави застосовуються в ракетній техніці, в авиа-, авто-, судо- і приладобудуванні, у виробництві посуду й у багатьох інших галузях промисловості. По широті застосування сплави алюмінію займають друге місце після сталі і чавуна.

Алюміній, крім того, застосовується як легуюча добавка до багатьом сплавам для додання їм жаростійкості.

При накалюванні дрібно роздробленого алюмінію він енергійно згоряє на повітрі. Аналогічно протікає і взаємодія його із сіркою. З хлором і бромом з'єднання відбувається вже при звичайній температурі, з йодом - при нагріванні. При дуже високих температурах алюміній безпосередньо з'єднується також з азотом і вуглецем. Навпроти, з воднем він не взаємодіє.

Стосовно води алюміній цілком стійкий. Але якщо механічним шляхом чи амальгамуванням зняти дія оксидної плівки, що охороняє, то відбувається енергійна реакція:

2Al + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂

Сильно розведені, а також дуже концентровані HNO3 і H2SO4 на алюміній майже не діють (на холоду), тоді як при середніх концентраціях цих кислот він поступово розчиняється. Чистий алюміній досить стійкий і стосовно соляної кислоти, але звичайний технічний метал у ній розчиняється.

Алюміній помітно розчиняється в розчинах солей, що мають унаслідок їхнього гідролізу кислу чи лужну реакцію, наприклад, у розчині Na₂CO₃.

У ряді напруг він розташовується між Mg і Zn. В усіх своїх стійких з'єднаннях алюміній трехвалентен.

З'єднання алюмінію з киснем супроводжується величезним виділенням тепла (1676 кдж/моль Al₂O₃), значно більшим, ніж у багатьох інших металів. У виді цього при накалюванні суміші оксиду відповідного металу з порошком алюмінію відбувається бурхлива реакція, що веде до виділення з узятого оксиду вільного металу. Метод відновлення за допомогою Al (алюмотермія) часто застосовують для одержання ряду елементів (Cr, Mn, V, W і ін.) у вільному стані.

Алюмотермією іноді користаються для зварювання окремих сталевих частин, зокрема стиків трамвайних рейок. Застосовувана суміш (“терміт”) складається звичайно з тонких порошків алюмінію і Fe₃O₄. Підпалюється вона за допомогою запала із суміші Al і Ba₂. Основна реакція йде по рівнянню:

8Al + 3Fe₃O₄ = 4Al₂O₃ + 9Fe + 3350 кдж

Причому розвивається температура близько 3000^ос.

Оксид алюмінію являє собою білу, дуже тугоплавку (т. пл. 2050^ос) і нерозчинну у воді масу. Природний Al₂O₃ (мінерал корунд), а також отриманий штучно і потім сильно прожарений відрізняється великою твердістю і нерозчинністю в кислотах. У розчинний стан Al₂O₃ (т.зв. глинозем) можна перевести сплавкою з лугами.

Звичайно забруднений оксидом заліза природний корунд унаслідок своєї надзвичайної твердості застосовується для виготовлення шліфувальних кіл, брусків і т.д. У дрібно роздробленому виді він за назвою наждаку служить для очищення металевих поверхонь і виготовлення наждакового папера. Для тією же цілей часто користаються Al₂O₃, одержуваним сплавкою бокситу (технічна назва - алунд).

Прозорі пофарбовані кристали корунду - червоний рубін - домішка хрому - і синій сапфір - домішка титана і заліза - дорогоцінні камені. Їх одержують так само штучно і використовують для технічних цілей, наприклад, для виготовлення деталей точних приладів, каменів у годинник і т.п. Кристали рубінів, що містять малу домішку Cr₂O₃, застосовують як квантові генератори - лазерів, що створюють спрямований пучок монохроматичного випромінювання.

Al(OH)₃ являє собою об'ємистий студенистый осад білого кольору, практично нерозчинний у воді, але легко розчиняється в кислотах і сильних лугах. Він має, отже, амфотерний характер. Однак і основні й особливо кислотні його властивості виражені досить слабко. У надлишку NH₄OH гидроксид алюмінії нерозчинимо. Одна з форм дегидратированного гидроксида - алюмогель використовується в техніку як адсорбент.

При взаємодії із сильними лугами утворяться відповідні алюмінати:

NaOH + Al(OH)₃ = Na[Al(OH)₄]

Алюмінати найбільш активних одновалентних металів у воді добре розчинні, але через сильний гідроліз розчини їх стійкі лише при наявності достатнього надлишку лугу. Алюмінати, що виробляються від більш слабких основ, гидролизованы в розчині практично нацело і тому можуть бути отримані тільки сухим шляхом (сплавкою Al₂O₃ з оксидами відповідних металів). Утворяться метаалюминаты, по своєму складі виробляються від метаалюминиевой кислоти HAl₂. Більшість з них у воді нерозчинно.

З кислотами Al(OH)₃ утворить солі. Похідні більшості сильних кислот добре розчинні у воді, але досить значно гидролизованы, і тому розчини їх показують кислу реакцію. Ще сильніше гидролизованы розчинні солі алюмінію і слабких кислот. Унаслідок гідролізу сульфід, карбонат, ціанід і деякі інші солі алюмінію з водяних розчинів одержати не вдається.

У водяному середовищі аніон Al³⁺ безпосередньо оточений шістьма молекулами води. Такий гидратированный іон трохи диссоциирован за схемою:

[Al(OH₂)₆]³⁺ + H₂O = [Al(OH)(OH₂)₅]²⁺ + OH₃⁺

Константа його дисоціації дорівнює 1^.10^-5,тобто він є слабкою кислотою (близької по силі до оцтового). Октаэдрическое оточення Al³⁺ шістьма молекулами води зберігається й у кристаллогидратах ряду солей алюмінію.

Алюмосилікати можна розглядати як силікати, у яких частина кремниекислородных тетраедрів Si₄^4- замінена на алюмокислородные тетраедри Al₄^5-. З алюмосилікатів найбільш поширені польові шпати, на частку яких приходиться більш половини маси земної кори. Головні їхні представники - мінерали

ортоклаз K₂Al₂Si₆O₁₆ чи K₂O^.Al₂O_3.6Si₂

альбіт Na₂Al₂Si₆O₁₆ чи Na₂O^.Al₂O_3.6Si₂

анортит CaAl₂Si₂O₈ чи Ca^.Al₂O_3.2Si₂

Деякі алюмосилікати мають пухку структуру і здатні до іонного обміну. Такі силікати - природні й особливо штучні - застосовуються для водоумягчения. Крім того, завдяки своїй сильно розвитий поверхні, вони використовуються як носіїв каталізаторів, тобто як матеріали, що просочуються каталізатором.

Галогениды алюмінію в звичайних умовах - безбарвні кристалічні речовини. У ряді галогенидов алюмінію Al₃ сильно відрізняється по властивостях від своїх аналогів. Він тугоплавок, мало розчиняється у воді, хімічно неактивний. Основний спосіб одержання Al₃ заснований на дії безводного HF на Al₂O₃ чи Al:

Al₂O₃ + 6HF = 2Al₃ + 3H₂O

З'єднання алюмінію з хлором, бромом і йодом легкоплавкі, дуже реакционноспособны і добре розчинні не тільки у воді, але й у багатьох органічних розчинниках. Взаємодія галогенидов алюмінію з водою супроводжується значним виділенням теплоти. У водяному розчині усі вони сильно гидролизованы, але на відміну від типових кислотних галогенидов неметалів їхній гідроліз неповний і оборотний. Будучи помітно летучими вже при звичайних умовах, AlCl₃, AlBr₃ і Al₃ димлять у вологому повітрі (унаслідок гідролізу). Вони можуть бути отримані прямою взаємодією простих речовин.

Щільності пар AlCl₃, AlBr₃ і Al₃ при порівняно невисоких температурах більш-менш точно відповідають подвоєним формулам - Al₂Hal₆. Просторова структура цих молекул відповідає двом тетраедрам із загальним ребром. Кожен атом алюмінію зв'язаний з чотирма атомами галогену, а кожний з центральних атомів галогену - з обома атомами алюмінію. З двох зв'язків центрального атома галогену одна є донорно-акцепторної, причому алюміній функціонує як акцептор.

З галогенидными солями ряду одновалентних металів галогениды алюмінію утворять комплексні з'єднання, головним чином типів M₃[Al₆] і M[AlHal₄] (де Hal - хлор, чи бром йод). Схильність до реакцій приєднання взагалі сильно виражена в розглянутих галогенидов. Саме з цим зв'язане найважливіше технічне застосування AlCl₃ як каталізатор (при переробці нафти і при органічних синтезах).

З фторалюминатов найбільше застосування (для одержання Al, F₂, емалей, скла й ін.) має кріоліт Na₃[Al₆]. Промислове виробництво штучного кріоліту засновано на обробці гидроксида алюмінію плавиковою кислотою і содою:

2Al(OH)₃ + 12HF + 3Na₂CO₃ = 2Na₃[Al₆] + 3CO₂ + 9H₂O

Хлоро-, бромо- і иодоалюминаты виходять при сплавці тригалогенидов алюмінію з галогенидами відповідних металів.

Хоча з воднем алюміній хімічно не взаємодіє, гідрид алюмінію можна одержати непрямим шляхом. Він являє собою білу аморфну масу складу (Al₃)_n. Розкладається при нагріванні вище 105^ос з виділенням водню.

При взаємодії Al₃ з основними гідридами в ефірному розчині утворяться гідроалюмінати:

Li + Al₃ = Li[Al₄]

Гидридоалюминаты - білі тверді речовини. Бурхливо розкладаються водою. Вони - сильні восстановители. Застосовуються (особливо Li[Al₄]) в органічному синтезі.

Сульфат алюмінію Al₂(SO₄)_3.18H₂O виходить при дії гарячої сірчаної кислоти на оксид чи алюмінію на каолін. Застосовується для очищення води, а також при готуванні деяких сортів папера.

Алюмокалиевые квасцы KAl(SO₄)_2.12H₂O застосовуються у великих кількостях для дубления шкір, а також у фарбувальній справі як протравлення для бавовняних тканин. В останньому випадку дія квасцов заснована на тім, що утворяться внаслідок їхнього гідролізу гидроксид алюмінію відкладається у волокнах тканини в мелкодисперсном стані і, адсорбируя барвник, міцно утримує його на волокні.

З інших похідних алюмінію варто згадати його ацетат (інакше - уксуснокислую сіль) Al(CH₃COO)₃, використовуваний при фарбуванні тканин (як протравлення) і в медицині (примочки і компреси). Нітрат алюмінію легко розчинний у воді. Фосфат алюмінію нерозчинимо у воді й оцтовій кислоті, але розчинний у сильних кислотах і лугах.

Незважаючи на наявність величезних кількостей алюмінію в бруньках, рослинах, як правило, містять мало цього елемента. Ще значно менше його зміст у тваринних організмах. У людини воно складає лише десятитысячные частки відсотка по масі. Біологічна роль алюмінію не з'ясована. Токсичністю з'єднання його не володіють.

2.2 Класифікація алюмінію по ступені чистоти і його механічні властивості