Aluminium

Aluminium ist ein vielseitig einsetzbarer Werkstoff, der in vielen Bereichen der Wassertechnik und auch in industriellen Anlagen zum Einsatz kommt. Dies liegt an der guten chemischen Beständigkeit und der physiologischen Unbedenklichkeit von Aluminium, die es ermöglicht den Werkstoff sowohl in der chemischen Industrie, als auch in Trinkwasserleitungen einzusetzen.

Gewinnung und Herstellung von Aluminium

Aluminium wird aus dem Mineral Bauxit gewonnen. Bauxit ist ein Sedimentgestein, das hauptsächlich aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), Eisenoxid (z. B. Eisen(III)-oxid (Fe₂O₃)) und anderen Verunreinigungen wie Siliziumoxid (SiO₂) besteht. Die Gewinnung von Aluminium aus Bauxit erfolgt in mehreren Schritten.

Zunächst wird Bauxit in einem Raffinerieprozess zerkleinert und mit Natronlauge unter hohem Druck und Temperatur vermischt. Dabei entsteht ein chemischer Prozess, bei dem Aluminiumoxid und Natriumaluminat aus dem Bauxit extrahiert werden. Diese beiden Verbindungen werden dann voneinander getrennt.

Das gewonnene Aluminiumoxid wird dann in einem Elektrolyseprozess in Aluminium umgewandelt. Dazu wird das Aluminiumoxid in geschmolzenem Kryolith (einem Salz) gelöst und in einem Elektrolyseofen bei hohen Temperaturen und mit Hilfe von Strom umgewandelt.

Aluminium ist das dritthäufigste Element auf der Erde und das häufigste Metall. Es kommt in der Erdkruste in großen Mengen vor und macht etwa 8% der Erdkruste aus. Die größten Vorkommen von Bauxit, dem Ausgangsmaterial für Aluminium, finden sich in Australien, Guinea und Brasilien.

Welche Eigenschaften hat Aluminium?

Aluminium zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit, Härte und Korrosionsbeständigkeit aus. Es ist zudem sehr leicht und hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Aufgrund seiner leichten Verarbeitbarkeit, kann es leicht in verschiedene Formen gebracht werden. Aluminium ist nicht magnetisch, physiologisch unbedenklich und besitzt ein geringes Gewicht, weshalb es sich für den Einsatz in Schlauchkupplungen eignet. Hier können auch große Durchmesser noch realisiert werden.

Der Temperaturbereich reicht von -30°C bis +80°C. Bei höheren Temperaturen kann das Aluminium seine Festigkeit verlieren. In diesem Fall sollten andere Materialien wie Edelstahl oder Messing in Erwägung gezogen werden.

Kann Aluminium für die Trinkwasserversorgung eingesetzt werden?

Ja, Aluminium ist für die Trinkwasserversorgung geeignet, da es ungiftig und korrosionsbeständig ist. Es wird in der Trinkwasserindustrie häufig für Rohrleitungen und Schlauchleitungen eingesetzt. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass Aluminium in der Wasserindustrie nur eingesetzt werden sollte, wenn es den entsprechenden Normen und Vorschriften wie z. B. DVGW entspricht, da auch die Dichtungen entsprechend für die Trinkwasserversorgung ausgelegt sein müssen. Bei Feuerwehrkupplungen für die Trinkwasserversorgung haben sich Dichtungen aus FKM (Viton®) etabliert.

Was ist der Unterschied zwischen gegossenen und geschmiedeten Aluminium-Schlauchkupplungen?

Gegossene Aluminium Schlauchkupplungen werden durch das Gießen von flüssigem Aluminium in eine Form hergestellt, während geschmiedete Aluminium Schlauchkupplungen durch das Schmieden von Aluminiumblöcken hergestellt werden. Der Hauptunterschied zwischen beiden Methoden liegt in der Dichte des Materials. Geschmiedetes Aluminium ist dichter als gegossenes Aluminium und bietet dadurch eine höhere Festigkeit und Belastbarkeit.

Der Unterschied zwischen geschmiedeten und gegossenen (Druckguss) Schlauchkupplungen ist dabei enorm. Tests haben ergeben, dass geschmiedete Feuerwehrkupplungen den bis zu 4-fachen Druck aushalten, bevor die Anschlüsse herausbrechen. Das Schmieden ist allerdings mit mehr Aufwand verbunden, als das Gießen, weshalb die Kupplungen meist etwas teurer sind.

Umweltauswirkungen

Wie alle Materialien, hat auch Aluminium Auswirkungen auf die Umwelt, insbesondere auf die Luft, das Wasser und den Boden, welche durch die Gewinnung, Herstellung, Verwendung und Entsorgung von Aluminium entstehen.

Einige der Umweltauswirkungen sind:

1. Luftverschmutzung: Die Aluminiumherstellung kann zur Freisetzung von Treibhausgasen führen, insbesondere CO2. Es kann auch Stickoxide, Schwefeldioxide und andere flüchtige organische Verbindungen freisetzen, die zur Luftverschmutzung beitragen.

2. Wasserverschmutzung: Die Aluminiumproduktion erfordert große Mengen an Wasser, und die Entsorgung von Abwasser aus der Aluminiumherstellung kann dazu führen, dass Schwermetalle wie Aluminium, Blei und Quecksilber ins Wasser gelangen. Dies kann negative Auswirkungen auf die Wasserqualität und die Ökosysteme haben.

3. Bodenverschmutzung: Die Entsorgung von Abfallprodukten aus der Aluminiumherstellung kann zur Verschmutzung des Bodens beitragen. Aluminium und andere Schwermetalle können in den Boden gelangen und die Bodenqualität beeinträchtigen. Pro Tonne Aluminium fallen etwa 1,5 Tonnen umweltschädlichen Rotschlamms an. Die darin enthaltene Natronlauge wird heute wiederverwertet.

4. Energieverbrauch: Die Aluminiumherstellung erfordert große Mengen an Energie, insbesondere für den Elektrolyseprozess (bis zu 14.000 kWh pro 1 t Aluminium). Dies kann dazu führen, dass große Mengen an fossilen Brennstoffen verbraucht werden, was zur Freisetzung von Treibhausgasen beiträgt.

5. Entsorgung: Aluminium kann gut recycelt werden, aber wenn es in Deponien entsorgt wird, kann es viele Jahre dauern, bis es abgebaut ist. Dies kann zur Verschmutzung von Boden und Grundwasser beitragen.

Insgesamt kann die Herstellung, Verwendung und Entsorgung von Aluminium erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt haben. Es ist wichtig, sich die Auswirkungen bewusst zu machen und Maßnahmen zu ergreifen, um diese Auswirkungen zu reduzieren, z.B. durch Recycling, Reduzierung des Energieverbrauchs oder ersetzen der Energie durch Erneuerbare Energien und eine verbesserte Abfallentsorgung.