Tagtäglich kommen wir auch hier in Ägypten mit Profilen aus Aluminium in Kontakt. Sei es beim Auto, sei es bei unseren Möbeln oder bei Fenstern und Türen. Auch in der Waffentechnik wird Aluminium in verschiedenster Form verwendet. Wie oft haben wir uns aber Gedanken gemacht, wie solche Profile überhaupt hergestellt werden. Wie wir später erfahren werden, wird Aluminium auch in gewalzter Form als Bleche, Bänder oder Folie verwendet. Unter anderem wären die Luftfahrt, die Raumfahrt usw. ohne diesen Werkstoff nicht denkbar. Die nachfolgenden Ausführungen sollen dazu beitragen, etwas mehr über Aluminium und seine Verarbeitungsmöglichkeiten zu erfahren.

Aluminium ist aufgrund seiner chemischen Beständigkeit, seiner Eigenschaften, aber auch seiner geringen Dichte ein sehr wichtiger Werkstoff. Seine Bedeutung nimmt ständig zu. Weltweit wurden 2014 über 100 Millionen Tonnen Aluminium hergestellt, davon über die Hälfte Primäraluminium, der Rest Sekundäraluminium (zu den einzelnen Begriffen komme ich später). Aluminium ist nach  Sauerstoff und Silicium mit einem Anteil von 7.5 % das dritthäufigste Element der Erdkruste und damit das häufigste Metall. Es kommt aber in der Erdkruste nicht als reines Metall vor, sondern nur in gebundener Form. Es sind über 1100 aluminiumhaltige Mineralien bekannt, unter anderem Korund und seine Varietäten Rubin (rot) oder Saphir (verschiedenfarbig je nach Beimengen anderer Metalloxide). Das einzige wirtschaftlich bedeutende Ausgangsmaterial für die Herstellung von Aluminium ist das Bauxit, welches in großen Mengen in Südfrankreich, Guinea, Ungarn, Brasilien, Australien und anderen Ländern abgebaut wird. Der Name Bauxit stammt von dem Gebiet, in dem es zum ersten Mal abgebaut wurde (Les Baux in Südfrankreich). Bauxit enthält je nach Abbaugebiet ungefährt 60 % Aluminiumhydroxid, etwa 30 % Eisenoxid und Siliciumdioxid.

Bei der Herstellung unterscheidet man (wie oben bereits erwähnt) zwischen Primär- und Sekundärmetallen. Ersteres wird aus Bauxit gewonnen, letzteres aus Aluminiumschrott durch Recycling. Die Herstellung von Primärmetall benötigt etwa 20mal mehr Energie als die Herstellung von Sekundärmetall. Es verwundert deshalb nicht, warum weltweit so viel Effort zum Sammeln von gebrauchtem Aluminium aufgewendet wird.

Reines Aluminium (Primärmetall) wird in zwei Schritten hergestellt: Im ersten Schritt wird das im Tagbau gewonnene und zerkleinerte Bauxit in einen Autoklaven überführt und bei einem Druck von zirka 6 Bar und einer Temperatur von ungefähr 150 Grad mit 35-prozentiger Natronlauge verrührt. Durch Hinzufügen von Impfkristallen entsteht  schlussendlich Aluminiumhydroxid. Das sich ebenfalls im Bauxit befindliche Eisenoxid wird als sogenannter Rotschlamm durch Filtration abgetrennt. Das Aluminiumhydroid wird in einem Ofen bei ungefähr 1.400 Grad erhitzt (Calcinierung) und es entsteht am Ende Aluminiumoxid, auch Tonerde genannt. Dieses weiße Pulver eignet sich ideal zum Verschiffen an Orte mit einem großen Angebot an elektrischer Energie.

Ägypten bezieht jährlich weit über 100.000 Tonnen Tonerde. Die auf Schiffen ankommende Tonerde wird im Hafen von Safaga am Roten Meer entladen und zur Weiterverarbeitung nach Nag Hamadi in der Nähe von Luxor transportiert. In den Hütten der „Egyptalum“ wird dann die Tonerde mit Kryolith (Na3AlF6) und andern Fluoriden vermischt und in eine Eisenwanne, die mit Grafit als Kathode ausgekleidet ist, gegeben. Mit dieser Mischung wird der Schmelzpunkt der reinen Tonerde von über 2.000  Grad  auf  unter  1.000  Grad  herabgesetzt.  Die Anode besteht aus Grafitzylindern, die in die Mischung aus Tonerde und Kryolith getaucht werden. Bei diesem als Elektrolyse bezeichneten Prozess wird  enorm viel Energie benötigt. Zwar ist die Spannung nur etwa 5-6 Volt, die Stromstärke liegt jedoch bei 100-150 000 Ampere. Bei diesem Prozess wird die Tonerde in Aluminium und Sauerstoff aufgespalten. Das entstehende Aluminium lagert sich in flüssiger Form auf dem Wannenboden ab, wo es von Zeit zu Zeit mit einer Art Staubsauger abgesogen und der weiteren Verarbeitung zugeführt wird. Der beim Prozess freiwerdende Sauerstoff verbindet sich mit dem Kohlenstoff der Anode zu Kohlenmonoxid und -dioxid und wird über Filter, welche die Fluoride zurückhalten, an die Umwelt abgegeben. Sowohl Anode wie auch Tonerde und die abfiltrierten Fluorverbindungen werden kontinuierlich dem Prozess zugeführt und der Betrieb solange ohne Unterbruch weitergeführt, bis die Grafitverkleidung der Eisenwanne erneuert werden muss.Die Lebensdauer der Eisenwannen beträgt mehrere Jahre. Die größte Gefahr besteht in einer mehrstündigen Stromunterbrechung, welche nicht überbrückt werden kann. Dann verfestigt sich das flüssige Aluminium und der Stromfluss  zwischen Anode und Kathode ist nicht mehr möglich. Die ganze Eisenwanne muss dann ausgebaut und ersetzt werden. Wenn man weiß, dass in Hütten Dutzende von solchen Wannen stehen, dann kann man ermessen, wie hoch der Schaden im Falle eines nicht kurzfristig überbrückbaren Stromausfalls sein kann.

Das flüssige Metall wird je nach Verwendungszweck entweder direkt oder in beheizte Warmhalteöfen vergossen. In diesen Öfen werden dem flüssigen Metall Legierungsmetalle zugefügt. Damit wird erreicht, dass ein Metall mit höherer Festigkeit, verbesserter chemischer Beständigkeit oder anderen verbesserten Eigenschaften entsteht. Anschließend wird das flüssige Metall je nach  weiterer Verwendung zu Walzbarren oder Pressbolzen vergossen. Erstere können Gewichte von mehreren Tonnen erreichen. Die Walzbarren werden auf etwas über 500 Grad erwärmt, bevor sie dann auf  riesigen Warmwalzstraßen mehrmals durch mehrere Walzen geführt werden. Dabei entstehen Platten von mehreren Millimetern Dicke, die weiter als Warmwalzplatten zu Konstruktionsteilen verwendet werden. Die andere Möglichkeit ist, die Walzbarren auf etwa 2 mm herunterzuwalzen und aufzurollen. Solche sogenannten Coils können mehrere Tonnen schwer sein. Das Material solcher Coils wird dann auf Kaltwalzstraßen weiter herunter zu Blechen oder gar zu Aluminiumfolie von einigen tausendstel Millimeter Dicke gewalzt.

Statt zu Walzbarren kann Aluminium, wie oben erwähnt, auch zu Pressbolzen vergossen werde. Man kann sich diese Pressbolzen auch als Stangen verschiedenster Länge und unterschiedlichster Durchmesser vorstellen. Solche Pressbolzen werden dann in einem Presswerk auf zum Teil riesigen Pressen zu Profilen verarbeitet. Dazu wird der Pressbolzen auf über 500 Grad aufgewärmt und durch Öffnungen gepresst, die aus einer dicken Stahlplatte (Matrize) herauserodiert wurden. Die Form dieser Öffnungen entspricht in etwa der Form des herzustellenden Profils. Es entstehen Profilstränge von bis zu 50 Metern Länge. Je nach Komplexität des Profilquerschnitts müssen einige Profile auf Richtmaschinen nachgerichtet werden. Die Konstruktion einer Matrize verlangt ein enormes Know-how. Je besser eine Matrize konstruiert ist, umso geringer ist der Richtaufwand für ein Profil. Damit entscheidet sich oft auch, wie rentabel ein Profilauftrag für ein Presswerk ausfällt.

Aluminiumprofile sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Sie begegnen uns auf Schritt und Tritt. Wir finden sie im Haus, im Auto (Tür- und Fensterrahmen), an Brückenkonstruktionen usw. Auch im militärischen Bereich wird Aluminium in den verschiedensten Formen verwendet. Bei all diesen Anwendungen kommen die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Aluminium und seinen Legierungen zum Tragen (leicht, zum Teil hohe Festigkeit, leicht verformbar, korrosionsbeständig).

In Ägypten kennen wir die ganze Verarbeitungspalette: Von der Tonerde bis zum fertigen Profil oder Walzprodukt. Diese  Betriebe  generieren  tausende  Arbeitsplätze und  machen  Ägypten  zum Teil vom Ausland unabhängig. Der ganze Aluminiumboom in Ägypten begann mit dem Bau des Assuan-Staudamms und der damit produzierten Elektrizität.

Aber eben, alles hat seine zwei Seiten: Auf der einen Seite die produzierte elektrische Energie, auf der anderen Seite der nicht mehr vom Nil verteilte und im Stausee abgelagerte Nährschlamm. Aber die Meinungen zu diesem Thema gehen weit auseinander. Auch ich bin in dieser Frage gespalten und werde wahrscheinlich auch gespalten bleiben, und das ist doch gut so.

Quellen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Aluminium/letzter Zugriff: 13.2.2016