సంగ్రహ ఆంధ్ర విజ్ఞాన కోశము/మొదటి సంపుటము/అల్యూమినియము
అల్యూమినియము (స్ఫటము) :- ఉనికి ప్రకృతిలో ఆమ్లజని, సైకతము (Silicon) తరువాత అల్యూ మినియము సమృద్ధిగా దొరకును. భూమి యొక్క గట్టిగా నున్న పై భాగమున అది 7.4 శాతము ఉండును.
అల్యూమినియము యొక్క ముఖ్య ఖనిజములను ఈ క్రింది విధముగా వర్గీకరింప వచ్చును.
1. సైకతీయములు (శైలితములు) :- అల్యూమినియము చాలవరకు సైకతీయముల రూపమున దొరకును. వానిలో అన్నిటికంటే ముఖ్యమైనది కయొలిన్ (ప్రమృత్). పొటాశీయ అభ్రకము, పొటాశీయ భూ స్ఫటికము.(Potash felspar) 2. ఆమ్లజనిదములు ;- బాక్సైట్ (స్ఫోదిజము) అనునది అల్యూమినియము యొక్క ఆమ్లజనిద ఖనిజములలో అన్నిటికంటె విరివిగా దొరకును. వాణిజ్య సంబంధమగు అల్యూమినియము అంతయు ఈ మూలాధారము నుండి లభించుచున్నది. కురువిందము (వర్ణరహితము), కెంపు (మాణిక్యము-ఎరుపు), ఇంద్రనీలము (నీలిరంగు) మరకతము (ఆకుపచ్చ) అనునవి ముఖ్యమయిన ఇతర ఆమ్లజనిద ఖనిజములు.
వీటికి నుందరత, ప్రకాశము, ఉండుటచే ఈ ఖనిజములు రత్నములుగా ఉపయోగపడుచున్నవి. స్ఫటామ్లజనీధము యొక్క (Alluminium oxide) అపరిశుద్ధ రూపమగు కురువిందశీల పొడి చాల గట్టిగా నుండును. అది రాపిడిచేయు పదార్థముగా ఉపయోపడుచున్నది.
3. స్ఫటీయములు :- కొన్ని ధాతు స్ఫటీయములు కూడ ప్రకృతిలో దొరకును. అవి "భ్రాజా స్ఫటీయములు" (Spinels) అనబడును.
4. ఇతరములు :-సహజముగా దొరకు స్ఫట ఖనిజములు -వైడూర్యము, క్షాసృతిజము (cryolite) స్ఫాశ్మము (alunite or alum stone)
అల్యూమినియము యొక్క ధాతునిస్సారణము (Extraction) : సామాన్యమగు రేగడి మట్టినుండి అల్యూమిన ధాతు నిస్సారణముచేయు విధానము కష్టమైనది. 1886 వ సం. న ఛార్లెస్ మార్టిన్ హాల్ అను అమెరికను రసాయన శాస్త్రజ్ఞుడు బాక్సైడు (స్ఫోడిజము) అను ఖనిజమునుండి విద్యుత్కరణ విధానమున అల్యూమినియమును తయారు చేసెను. ఈ విధానము రెండు దశలలో జరుగును.
(1) స్వచ్ఛమైన స్ఫటకామ్లజనిదమును (అల్యూమినా) తయారు చేయుట. (2) స్ఫట కామ్లజనిదము యొక్క విద్యుత్కరణము.
1. స్వచ్ఛ స్ఫటకాన్ల జనిదమును తయారుచేయుట :ఇనుము యొక్క ఆమ్లజనిదము, ఇసుక, స్ఫోడిజములో నుండు ముఖ్యమగు కలుషములు, స్ఫోడిజమును పరిశుద్ధము చేయుటకు రెండు విధము లగు ప్రక్రియలను ఉపయోగింతురు.
బేయరు ప్రక్రియ : బాగుగా చూర్ణము చేయబడిన స్ఫోడిజము గాఢ దాహకసోడా ద్రావణమున కరిగింపబడును. స్ఫట కామ్లజనిదము కరిగి, ఇనుప ఆమ్లజనిదము కరుగక నిలచిపోవును. దానిని వడపోత పోయుదురు. ఈ
ద్రావణములో సజలీకరణము (dilute) చేసిన స్వచ్ఛ స్ఫటకామ్లజనిదము లభించును.
సెర్పెక్ ప్రక్రియ : ఈ ప్రక్రియలో ఖనిజమును కర్బనముతో కలిపి నత్రజని వాయు ప్రవాహమున 1800 ల ఉష్ణప్రమాణమున వేడి చేయుదురు. అప్పుడు స్ఫట నత్రిదము (Alluminium Nitride) ఏర్పడును. దానిని నీటిచే విశ్లేషించినచో అల్యూమినియము యొక్క ఉదజామ్ల జనిదము వచ్చును.
2. స్ఫటకామ్ల జవిదము యొక్క విద్యుత్కరణము (Electrolysis): స్వచ్ఛమగు అల్యూమినా లేక స్ఫటకామ్ల జనిదమును క్షాసృతిజము (Cryolite) తో కలిపి ఒక ఇనుప తొట్టిలో విద్యుత్కరణము చేయుదురు. దీనిలో కర్బన విద్యుద్వారములను ఉపయోగింతురు. విద్యుదంశ్యము (విద్యుత్కరణము చేయబడు పదార్థము) యొక్క ఉపరి తలమును కొంత కారుబొగ్గుతో కప్పియుంచెదరు. విద్యుదంశిక (Electrolytic) కోశములో కరిగిన అల్యూమిని యమును అడుగు భాగముననుండి బయటికి తీసెదరు,
అల్యూమినియమును శుద్ధిచేయుట : అల్యూమినియము హూవ్ ప్రక్రియచే శుద్ధి చేయబడును. విద్యుదంశిక కోశము (Electrolytic cell) యొక్క అడుగు భాగమున రాగి, అల్యూమినియము, సైకతము యొక్క ధాతు సమ్మేళనము ఉండును. అది ధనధ్రువమార్గముగా (Anode) పనిచేయును. మధ్యపొర సోడియ, అల్యూమిన భార ప్లవదము (Barium) లు కరగి కలిసిన సమ్మేళనమును కలిగియుండును. అది విద్యుదంశ్యము (Electrolyte) గా పనిచేయును. విద్యుత్ప్రవాహము కరిగిన లవణ మిశ్రమమునుండి అల్యూమిన అయనులను విడుదలచేయును. ఈ విధముగ విడుదల యైన స్వచ్ఛమగు అల్యూమినియము పైకి లేచును. అదే సమయమున ముతుక అల్యూమిన సమ్మేళనమునుండి సమాన ప్రమాణములో అల్యూమినియము ద్రావణములో చేరును. ముతుక అల్యూమినియము అడుగుపొరలో ప్రవేశపెట్టబడును.
అల్యూమినియముయొక్క ధర్మములు : భౌతిక ధర్మములు : ఇది నీలిడాలుతో వెండివలె తెల్ల గానుండు ధాతువు. దీని తారతమ్యసాంద్రత 2.7. తేలిక గానండు లోహమగుటచే దానిని విమాన నిర్మాణమునకును, దాని ఇంజను భాగములను చేయుటకును ఉపయోగింతురు. దీని విస్తార్యత హెచ్చుగా నుండుటచే, దీనిని చాల పలుచని రేకుగా సాగకొట్టవచ్చును. ఇది చాల హెచ్చు జిగి గల లోహము. ఉష్ణ విద్యుత్తులకు అల్యూమినియము వాహకము.
రసాయన ధర్మములు : సాధారణ ఉష్ణోగ్రతకు అల్యూమినియముపై ఎట్టి చర్యయును లేదు. ఎందుచేతననగా పలుచని ఆమ్లజనిదవుపొర ఈ ధాతువుపై ఏర్పడి దానిని కాపాడుచుండును. ఆమ్లజని గల వాతావరణములో అల్యూ మినియమును వేడిచేసినచో, అది మండి, స్ఫట కామ్లజనిదమును ఇచ్చును. అందుచే స్ఫట కామ్లజనిదముతో ఉక్కును అతుకు ప్రక్రియలో అల్యూమినియము ఉపయోగపడును.
ఉపయోగములు : అల్యూమినియము చవుకగాదొరకు ధాతువగుటచేతను, సులభముగా హరించనిది అగుట చేతను ఇండ్లలో పాత్రసామానులు చేయుటకు ఉపయోగింపబడుచున్నది. అల్యూమినియము యొక్క చూర్ణమును అవిసె నూనెలో మరిగించి అల్యూమినము పూతగా నుపయోగింతురు. అల్యూమినియము మంచి విద్యుద్వాహక మగుటచే, దానిని ప్రసార రేఖలకును, డైనమో యంత్రములలోను, మోటారులలోను, కదలుచున్న తీగ చుట్టలు చుట్టుటకును ఉపయోగింతురు.
ఈ దిగువ పేరొనిన అల్యూమిన మిశ్రలోహములు ఉపయోగకరములైనవి:
మాగ్నాలియం (మగ్నస్ఫటము) :- అల్యూమినియముతో తరిమెన దొడ్డిపై పనిచేయుట కష్టము; ఎందుచేత ననగా అది పనిముట్లకు అంటుకొనుచుండును. ఈదోషము లేకుండ చేయుటకు అల్యూమినియముతో 2 శాతము మగ్నమును కలుపుదురు. అల్యూమినియమును, మగ్నమును కలిసిన మిశ్రలోహము 'మాగ్నాలియం' అనబడును. దీనితో తరిమెన దొడ్డిపై పనిచేయుటకు ఉపయోగపడును. ఇది చవుకరకపు త్రాసులు చేయుటకును ఉపయోగపడును.
అల్యూమినియపు కంచు :- 5 శాతము మొదలు 12 శాతము అల్యూమినియమును రాగితో కలిపినచో అది శీఘ్రముగా కరిగి కలిసిపోవును, దానికి ప్రకాశ వంతమగు బంగారు కాంతి ఉండును. అది హరించిపోదు. అది ఫోటో చట్రములు చేయుటకును, ఇతర అలంకరణపు పనులకును ఉపయోగపడును. ఫ్రెంచి ప్రభుత్వము వారు ఈ మిశ్రలోహమును నాణెములు చేయుటకు ఉపయోగించు చున్నారు.
స్థిరస్ఫటము (డ్యురాలుమిన్) :- దీనిలో 95 శాతము అల్యూమినియము, మిగిలినది రాగి, మగ్నము, మాంగ నము ఉండును. ఇది సముద్రపుటోడల నిర్మాణమునకును శస్త్రచికిత్ఛోపకరణములు చేయుటకును ఉపయోగపడును.
అల్యూమినియము స్ఫట తాప విధానమునందు కూడ ఉపయోగపడును.
గోల్డష్మిట్ యొక్క స్ఫటతాస ప్రక్రియ :- క్రుమము (Chromium), మాంగనము వంటి ధాతువుల యొక్కయు టంకము, సైకతమువంటి అధాతువుల యొక్కయు, ఈ ధాతువులు ఇనుము కలిసిన అయోమాంగనము, అయోక్రుమము వంటి మిశ్రలోహముల యొక్కయు కర్బన రహితము లగు నమూనాలను సంపాదించుటకై గోల్డుష్మిట్ విధానము ఉపయోగింప బడును. హెచ్చు ఉష్ణోగ్రతలలో అల్యూమినియమునకు తనకంటే తక్కువ ధనాత్మక విద్యుల్లక్షణముగల ధాతువులను వాటి ఆమ్ల జనిదములనుండి వేరుచేయు శక్తి కలదు. ఈ క్రియలో ఉష్ణ విసర్జనము చాల బలముగా నుండుటచే వేరు చేయబడిన ధాతువు కరగి ద్రవరూపమున లభించును. ఈ ప్రక్రియ స్ఫటా కామ్ల జనిదముతో ఉక్కును అతుకుటకును, సముద్రము పై ఓడలను మరమ్మతు చేయుటకును వినియోగింపబడును.
స్ఫటకామ్ల జనిదము :- ఇది 'అల్యూమినా' అనబడును. స్ఫోడిజమును (Bauxite) ధనురాకారపు విద్యుత్కో లిమిలో 3000° ల ఉష్ణోగ్రత వద్ద కరగించి పెద్ద మొత్తముపై స్ఫటవిందము (స్ఫటము+కురువిందము) అను కృత్రిమ మగు ఒరపిడి రాతిని ఉత్పత్తి చేయుదురు, అది సహజమగు కురువిందముకంటె కఠినముగా నుండును. అది ఆత్మవహము లగు బండ్ల కవాటికలను (volves) ఉక్కుతో చేయబడిన ఇతర యంత్రభాగములను తరిమెన పట్టుటకును ఒరపిడి చక్రములను తయారు చేయుటకును ఉపయోగింపబడును. అది వక్రీభవన (Refractory) పదార్థముగా కూడ ఉపయోగపడును.
ఖనిజ కురువింద రూపమున స్ఫటకామ్ల జనిదము ఒరపిడి చేయుటకును, మెరుగు పెట్టుటకును చాల ఉపయోగింప బడును. ఇప్పుడు సూక్ష్మముగా చూర్ణము చేయబడిన అల్యూమినా, ఒక రంగు పదార్ధములతో కృత్రిమ రత్నములు తయారుచేయబడు చున్నవి.
అల్యూమిన ఉదజామ్ల జనిదము నీటిని శుభ్రపరచు విధానమున ఆతంచన ప్రక్రియ (Coagulation process పేరుకొనునట్లు చేయుటకును, కాగితమును సజ్జీకరణము చేయుటకును, వస్త్రములను జలప్రవేశ నిరోధకములుగా చేయుటకును ఉపయోగింపబడును. అది వస్త్రములకు రంగు వేయుటయందును, వానిపై క్యాలికో ముద్రణము చేయుటలో వర్ణస్థాపకముగా ఉపయోగపడును; రంగు చక్కెరను విరంజనము చేయుటకుగూడ అది ఉపయోగించును.
రంగువేయుటలో స్ఫటసంయోగద్రవ్యముల ఉపయోగము :- రంజక ద్రవ్యములలో ఉన్ని, పట్టువంటి జంతు సంబంధమగు పోగులకు నేరుగా రంగువేయుటకు వీలగును. కాని ఉద్భిజ సంబంధమగు పోగులకు “వర్ణస్థాపకములు" అను కొన్ని పదార్థములలో ముంచిన తరువాతనే రంగు వేయుదురు. వస్త్రమును మొదట స్ఫట సంయోగ ద్రవ్య ద్రావణములో ముంచెదరు. తరువాత రంగు వేయుదురు. దీనివలన వస్త్రమునకు రంజక ద్రవ్యము పట్టును. ఇట్టి స్ఫట సంయోగ ద్రవ్యములను “వర్ణస్థాపకములు" అందురు.
పటిక ; రెండుధాతువుల ద్విలవణము 24 అణువుల నీటిని స్పటిక జలముగా కలిగియున్నచో అది 'పటిక' అన బడును. పొటాశియము, అల్యూమినియముల, గంధకితములచే నేర్పడిన ద్విలవణమును 'పొటాష్ పటిక' లేక 'సాధా రణ పటిక' అందురు.
పటిక తయారుచేయుటకు పొటాళియ, అల్యూమినియ గంధకితముల అణుప్రమాణములను, మరగుచున్న నీటిలో కరగించి, చల్లారనిచ్చినచో పటిక స్ఫటికములు వేరుగా నేర్పడును.
పటిక తెల్లగా, స్ఫటికాకారమున నుండు పదార్థము. వేడిచేసినచో అది కరిగి, స్ఫటిక జలమును పోగొట్టుకొని కాల్చిన పటికగా మారును. అది అల్యూమినియ గంధకితముగా నుపయోగపడును.
స్ఫటసైకతీయములు : ప్రమృత్తు (Kaolin), పొటాశీయ భూస్ఫటికము, అభ్రకము -ఇది స్ఫట సైకతీయములకు ఉదాహరణములు. విస్తారముగ దొరకునట్టియు, అధికముగ ఉపయోగింపబడునట్టియు, అల్యూమినియము యొక్క సంయోగద్రవ్యమే రేగడిమట్టి. రేగడిమట్టి జిగటగా సాగును. కాల్చినచో నది గట్టిపడును. ఈ కారణములచే నది పోతపోయు వస్తువులకు ఉపయోగపడును.
అల్యూమినియమును గుర్తించుట : స్ఫట సంయోగ ద్రవ్యమును సోడియ కర్బనితముతో మిశ్రమము చేసి కఱ్ఱబొగ్గుపై ఆమ్లజని హారకమగు జ్వాలలో వేడి చేసిన చో తెల్లని విలక్షణమగు అవశేషము వచ్చును. దానిని తరువాత మణిశిలా నత్రిత ద్రావణపు చుక్కతో తడిపి మరల ఎక్కువగా కాల్చినచో నీలిరంగుగల పదార్థమేర్పడును.
అల్యూమినియముగల ద్రావణమునకు సోడియ ఉదజామ్లజనిదముగాని, పొటాశియ ఉదజామ్లజనిదముగాని కలిపినచో, అల్యూమినియము, అల్యూమినియ ఉదజామ్లజనిదముగా అవక్షేపము నొందును. అది అమ్మోనియా హరిదములో కరగును,
డి. హ.
[[వర్గం:]]