Aluminium

Primäraluminium (Herstellung aus Mineralien)

Ca. zwei Drittel des europäischen Aluminiumbedarfs wird durch Primäraluminium gedeckt. Primäraluminium wird elektrolytisch aus einer Aluminiumoxidschmelze hergestellt. Da diese aus den auf der Erde allgegenwärtigen Alumosilicaten nur schwer isoliert werden kann, erfolgt die großtechnische Gewinnung aus dem relativ seltenen, silikatärmeren Bauxit. Zur Gewinnung von reinem Aluminiumoxid aus Silikaten gibt es seit langem Vorschläge, deren Anwendung allerdings nicht wirtschaftlich möglich ist.

Das im Erz enthaltene Aluminiumoxid/-hydroxid-Gemisch wird zunächst mit Natronlauge aufgeschlossen (Bayer-Verfahren, Rohrreaktor- oder Autoklaven-Aufschluss), um es von Fremdbestandteilen wie Eisen- und Siliciumoxid zu befreien, und wird dann überwiegend in Wirbelschichtanlagen (aber auch in Drehrohröfen) zu Aluminiumoxid (Al₂O₃) gebrannt.

Der trockene Aufschluss (Deville-Verfahren) hat dagegen keine Bedeutung mehr. Dabei wurde feinstgemahlenes, ungereinigtes Bauxit zusammen mit Soda und Koks in Drehrohröfen bei rund 1200 °C kalziniert und das entstehende Natriumaluminat anschließend mit Natronlauge gelöst.

Die Herstellung des Metalls erfolgt in Aluminiumhütten durch Schmelzflusselektrolyse von Aluminiumoxid nach dem Kryolith-Tonerde-Verfahren (Hall-Héroult-Prozess). Zur Herabsetzung des Schmelzpunktes wird das Aluminiumoxid zusammen mit Kryolith geschmolzen (Eutektikum bei 963 °C). Bei der Elektrolyse entsteht an der den Boden des Gefäßes bildenden Kathode Aluminium und an der Anode Sauerstoff, der mit dem Graphit (Kohlenstoff) der Anode zu Kohlenstoffdioxid und Kohlenstoffmonoxid reagiert. Die Graphitblöcke, welche die Anode bilden, brennen so langsam ab und werden von Zeit zu Zeit ersetzt. Die Graphitkathode (Gefäßboden) ist gegenüber Aluminium inert. Das sich am Boden sammelnde flüssige Aluminium wird mit einem Saugrohr abgesaugt.

Aufgrund der hohen Bindungsenergie durch die Dreiwertigkeit des Aluminiums und der geringen Atommasse ist der Prozess recht energieaufwendig. Pro produziertem Kilogramm Rohaluminium müssen 12,9 bis 17,7 Kilowattstunden an elektrischer Energie eingesetzt werden. Eine Reduzierung des Strombedarfs ist nur noch in geringem Ausmaß möglich, weil die Potentiale für energetische Optimierungen weitgehend erschlossen sind. Aluminiumherstellung ist daher nur wirtschaftlich, wenn billige Elektroenergie zur Verfügung steht.

Bauxit-Produktion in Tausend Tonnen

Rang	Land	Produktion 2019	Produktion 2020	Reserven
1	Australien Australien	105.000	104.000	5.300.000
2	China Volksrepublik Volksrepublik China	70.000	92.700	1.000.000
3	Guinea-a Guinea	67.000	86.000	7.400.000
4	Brasilien Brasilien (Aluminiumindustrie in Brasilien)	34.000	31.000	2.700.000
5	Indonesien Indonesien	17.000	20.800	1.200.000
6	Indien Indien	23.000	20.200	660.000
7	Jamaika Jamaika	9.020	7.550	2.000.000
8	Russland Russland	5.570	5.570	500.000
9	Kasachstan Kasachstan	5.800	5.000	160.000
10	Saudi-Arabien Saudi-Arabien	4.050	4.310	180.000
11	Vietnam Vietnam	4.000	3.500	5.800.000

Die nachfolgende Tabelle zeigt die Aluminiumproduktion 2019 und 2020 und die maximal mögliche Produktionsleistung der Hüttenwerke nach Ländern.

Angaben in Tausend Tonnen

Rang	Land	Produktion 2019	Produktion 2020	Kapazität
1	China Volksrepublik Volksrepublik China	35.000	37.100	41.300
2	Indien Indien	3.640	3.560	4.060
3	Russland Russland	3.640	3.640	43.020
4	Kanada Kanada	2.850	3.120	3.270
5	Vereinigte Arabische Emirate Vereinigte Arabische Emirate	2.600	2.520	2.700
6	Australien Australien	1.570	1.580	1.720
7	Norwegen Norwegen	1.400	1.330	1.430
8	Bahrain Bahrain	1.370	1.550	1.550
9	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten	1.093	1.012	1.790
10	Island Island	845	860	890

Sekundäraluminium (Herstellung durch Aluminium-Recycling)

Um Aluminium zu recyceln, werden Aluminiumschrotte und „Krätzen“ in Trommelöfen eingeschmolzen. „Krätze“ ist ein Abfallprodukt bei der Verarbeitung von Aluminium und bei der Herstellung von Sekundäraluminium. Krätze ist ein Gemisch aus Aluminiummetall und feinkörnigen Oxidpartikeln und wird beim Schmelzen von Aluminium bei 800 °C aus dem Aluminiumoxid der normalen Aluminiumkorrosion und als Oxidationsprodukt (Oxidhaut) beim Kontakt von flüssigem Aluminium mit Luftsauerstoff gebildet. Damit beim Aluminiumgießen keine Aluminiumoxidpartikel in das Gussteil gelangen, wird die Krätze durch Kratzvorrichtungen von der Oberfläche des Metallbads abgezogen.

Um die Bildung von Krätze zu verhindern, wird die Oberfläche der Schmelze mit Halogenidsalzen (rund zwei Drittel NaCl, ein Drittel KCl und geringe Mengen Calciumfluorid CaF₂) abgedeckt (siehe dazu Aluminiumrecycling). Dabei entsteht als Nebenprodukt Salzschlacke, die noch ca. 10 Prozent Aluminium enthält, die, entsprechend aufbereitet, als Rohstoff für mineralische Glasfasern dient.

Allerdings wird an der Herstellung von Sekundäraluminium kritisiert, dass beim Recycling pro Tonne jeweils 300 bis 500 Kilogramm Salzschlacke, verunreinigt mit Dioxinen und Metallen, entstehen; deren mögliche Wiederverwertung ist aber Stand der Technik.

Physikalische Eigenschaften

Chemische Eigenschaften

Das reine Leichtmetall Aluminium hat aufgrund einer sich sehr schnell an der Luft bildenden dünnen Oxidschicht ein stumpfes, silbergraues Aussehen. Diese passivierende Oxidschicht macht reines Aluminium bei pH-Werten von 4 bis 9 sehr korrosionsbeständig. Die Oxidschicht ist etwa 0,05 µm dick. Sie schützt vor weiterer Oxidation, ist aber bei der elektrischen Kontaktierung und beim Löten hinderlich. Durch elektrische Oxidation (Eloxieren) oder auf chemischem Weg kann eine 5 bis 25 µm dicke Schicht erzeugt werden.

Die Oxidschicht kann mittels Komplexbildungsreaktionen aufgelöst werden.

Aluminium geht in neutraler chloridischer Lösung einen sehr stabilen und wasserlöslichen Neutralkomplex ein. Die folgende Reaktionsgleichung veranschaulicht dies:

${displaystyle mathrm {Al_{2}O_{3}(s)+2 Cl^{-}(aq)+3 H_{2}O(l)longrightarrow 2 [Al(OH)_{2}Cl](aq)+2 OH^{-}(aq)} }$

Dies geschieht vorzugsweise an Stellen, wo die Oxidschicht des Aluminiums bereits geschädigt ist. Es kommt dort zu Lochfraßkorrosion: Löcher entstehen. Kann die chloridische Lösung dann an die freie Metalloberfläche treten, so laufen andere Reaktionen ab. Aluminium-Atome können unter Komplexierung oxidiert werden:

${displaystyle mathrm {Al(s)+4 H_{2}O(l)+Cl^{-}(aq)longrightarrow [Al(OH)_{2}Cl](aq)+3 e^{-}+2 H_{3}O^{+}(aq)} }$

Liegen in der Lösung Ionen eines edleren Metalls (→elektrochemische Spannungsreihe) vor, so werden sie reduziert und am Aluminium abgeschieden. Auf diesem Prinzip basiert die Reduktion von Silberionen, die auf der Oberfläche von angelaufenem Silber als Silbersulfid vorliegen, hin zu Silber.

Aluminium reagiert heftig mit wässriger Natriumhydroxidlösung (NaOH) (und etwas weniger heftig mit wässriger Natriumcarbonatlösung) unter Bildung von Wasserstoff. Diese Reaktion wird in chemischen Rohrreinigungsmitteln genutzt. Die Reaktion von Aluminium mit NaOH läuft in zwei Schritten ab: der Reaktion mit Wasser und die Komplexierung des Hydroxids zu Natriumaluminat.

Bei der Reaktion mit Wasser

${displaystyle {ce {2 Al + 6 H2O -> 2 Al(OH)3 + 3 H2}}}$

entsteht zunächst Aluminiumhydroxid.

In der Regel wird anschließend die Oberfläche getrocknet; dabei wird das Hydroxid in das Oxid umgewandelt:

${displaystyle {ce {2 Al(OH)3 -> Al2O3 + 3 H2O}}}$

Dies passiert aber nicht bei der Reaktion von Aluminium in wässriger Natronlauge.

Nun folgt der 2. Schritt, die Komplexierung des Hydroxids zu Natriumaluminat:

${displaystyle mathrm {Al(OH)_{3}+Na^{+}+OH^{-} longrightarrow Na^{+}+Al(OH)_{4}^{-}} }$

Durch die Komplexierung wird das gallertartige Hydroxid wasserlöslich und kann von der Metalloberfläche abtransportiert werden. Dadurch ist die Aluminiumoberfläche nicht mehr vor dem weiteren Angriff des Wassers geschützt und Schritt 1 läuft wieder ab.

Mit dieser Methode lassen sich – ebenso wie bei der Reaktion von Aluminium mit Säuren – pro zwei Mol Aluminium drei Mol Wasserstoffgas herstellen.

${displaystyle {ce {2 Al + 6 HCl -> 2 AlCl3 + 3 H2}}}$

Aluminium reagiert bei Zimmertemperatur mit Brom; hierbei entstehen Flammen. Das entstehende Aluminiumbromid reagiert mit Wasser unter Bildung von Aluminiumhydroxid und Bromwasserstoffsäure.

${displaystyle {ce {AlBr3 + 3 H2O -> Al(OH)3 + 3 HBr}}}$

Quecksilber und Aluminium bilden Aluminiumamalgam. Wenn Quecksilber direkt mit Aluminium zusammenkommt, d. h., wenn die Aluminiumoxidschicht an dieser Stelle mechanisch zerstört wird, frisst Quecksilber Löcher in das Aluminium; unter Wasser wächst dann darüber Aluminiumoxid in Gestalt eines kleinen Blumenkohls. Quecksilber wird in der Luftfahrt deshalb als Gefahrgut und „ätzende Flüssigkeit“ gegenüber Aluminiumwerkstoffen eingestuft.

Mit Salzsäure reagiert Aluminium sehr heftig unter Wasserstoffentwicklung. Von Schwefelsäure wird es langsam aufgelöst. In Salpetersäure wird es passiviert.

In Pulverform (Partikelgröße kleiner 500 µm) ist Aluminium vor allem dann, wenn es nicht phlegmatisiert ist, wegen seiner großen Oberfläche sehr reaktiv. Aluminium reagiert dann mit Wasser unter Abgabe von Wasserstoff zu Aluminiumhydroxid. Feinstes, nicht phlegmatisiertes Aluminiumpulver wird auch als Pyroschliff bezeichnet. Nicht phlegmatisierter Aluminiumstaub ist explosionsgefährdet und größere Mengen können sich bei Luftkontakt selbst entzünden. Die Verbrennungsenthalpie beträgt dabei 823,95 kJ·mol⁻¹.

${displaystyle {ce {4 Al + 3 O2 -> 2 Al2O3}}}$

Zum Löschen von brennendem Aluminiumstaub darf kein Wasser (Knallgasbildung), Kohlendioxid, Stickstoff und keine Löschpulver der Brandklassen A, B oder C eingesetzt werden. Geeignete Feuerlöschmittel sind Löschpulver der Brandklasse D, trockener Sand und Zement, trockene Abdecksalze, trockene rostfreie Graugussspäne und poröses Hohlglasgranulat wie Pyrobubbles.

Konstruktionswerkstoff allgemein

Aluminium weist eine hohe spezifische Festigkeit auf. Verglichen mit Stahl sind Bauteile aus Aluminium bei gleicher Festigkeit etwa halb so schwer, weisen jedoch ein größeres Volumen auf. Deshalb wird es gern im Leichtbau verwendet, also dort, wo es auf geringe Masse ankommt, die zum Beispiel bei Transportmitteln zum geringeren Treibstoffverbrauch beiträgt, vor allem in der Luft- und Raumfahrt. Im Kraftfahrzeugbau gewann es aus diesem Grund an Bedeutung; hier standen früher der hohe Materialpreis, die schlechtere Schweißbarkeit sowie die problematische Dauerbruchfestigkeit und die Verformungseigenschaften bei Unfällen (geringes Energieaufnahmevermögen in der sogenannten Knautschzone) im Wege. Die Haube des Washington-Denkmals, ein 3 kg schweres Gussstück, galt bis 1884 als eines der größten Aluminiumwerkstücke. Beim Bau von kleinen und mittleren Schiffen und Booten wird die Korrosionsbeständigkeit von Aluminium gegenüber Salzwasser geschätzt. Der Fahrzeugbau (inklusive Schiffen, Flugzeugen und Schienenfahrzeugen) machte 2010 mit ca. 35 Prozent den größten Anteil an der weltweiten Verwendung von Aluminium aus.

In Aluminiumlegierungen werden Festigkeiten erreicht, die denen von Stahl nur wenig nachstehen. Daher ist die Verwendung von Aluminium zur Gewichtsreduzierung überall dort angebracht, wo Materialkosten eine untergeordnete Rolle spielen. Insbesondere im Flugzeugbau und in der Weltraumtechnik sind Aluminium und Duraluminium weit verbreitet. Der größte Teil der Struktur heutiger Verkehrsflugzeuge wird aus Aluminiumblechen verschiedener Stärken und Legierungen genietet.

Fahrzeugbau

Bei Fahrzeugen spielt deren Masse eine Rolle: Je leichter ein Fahrzeug ist, desto geringer ist der Treibstoffverbrauch. In Deutschland werden knapp 50 % des Aluminiums im Fahrzeugbau verwendet (Stand: 2015).

Autos

Bei Autos werden Aluminiumwerkstoffe verwendet für verschiedene Motor­komponenten – darunter der Motorblock, die Zylinderkolben für die spezielle Kolbenlegierungen existieren, die Zylinderköpfe – wo vor allem die geringe Wärmeausdehnung und Korrosionsanfäligkeit sowie die hohe Warmfestigkeit ausschlaggebend sind; zusammen mit der guten Gießbarkeit, da diese Komponenten üblicherweise gegossen werden. Weitere Anwendungen bei Fahrzeugen sind für Gehäuse von Getrieben, als Wärmeabschirmung und als Wärmetauscher – bei den letzten beiden in Form von Reinaluminium. Im Fahrwerk wird Aluminium genutzt als Schmiedeteile für Hinterachsen, Achsträger, Querlenker und Räder. In der Karosserie wird Aluminium verwendet für Türen, Motorhauben, Stoßfänger und Kotflügel, sowie in der Rohwagenstruktur.

Nutzfahrzeuge

Bei Nutzfahrzeugen wird Aluminium angewandt für Bordwände, Ladebordwände, Aufbauten, zur Ladungssicherung, Druckluftbehälter, Treibstofftanks und als Unterbauschutz. Der Leichtbau mit Aluminium wird bei Nutzfahrzeugen stark durch die gesetzliche Maximallast pro Achse beeinflusst: Bei geringerem Fahrzeuggewicht ist eine höhere Nutzlast möglich.

Schienenfahrzeuge

Bei Schienenfahrzeugen wird ebenfalls Aluminium verwendet. Voraussetzung waren dafür zwei wichtige andere Entwicklungen: Bestimmte Schweißverfahren die für Aluminiumwerkstoffe geeignet sind (WIG-Schweißen / MIG-Schweißen) in den 1950ern und das Strangpressen von Großprofilen. Die Verwendung von Aluminium hat die gesamte Bauweise von Schienenfahrzeugen verändert. Bis etwa 1970 waren Konstruktionen aus Stahlrohren üblich, danach vermehrt verschweißte Profile aus Aluminium.

Flugzeuge

Bereits in der Anfangsphase der Luftfahrt wurden Aluminiumwerkstoffe genutzt, 1903 beispielsweise Magnalium für die Beschläge eines Flugzeuges, das noch größtenteils aus Holz, Draht und Tuch bestand. Das erste flugfähige Ganzmetallflugzeug stammt aus dem Jahre 1915, bestand allerdings aus Stahlblechen in Schalenbauweise. Die entscheidende Entwicklung zur Verwendung von Aluminium im Flugzeugbau stammt von 1906 von Alfred Wilm, der mit dem Duraluminium eine aushärtbare Aluminium-Kupfer-Legierung fand, die sehr hohe Festigkeiten aufweist und sich daher ausgezeichnet für den Leichtbau eignet. Genutzt werden für Flugzeuge AlCu und AlZnMg. Die Gesamtmasse von Flugzeugen geht zu 60 % auf Aluminium zurück. Die Verbindung der aus Blechen gestanzten, geschnittenen oder getriebenen, aus dem Vollen gefrästen oder aus Profilen bestehenden Werkstücke erfolgt meist durch Nieten, da die meistverwendeten Werkstoffe schlecht schweißbar sind.

Fahrräder

Bei Sport- und Alltagsrädern, hat Aluminium bei vielen Bauteilen Stahl abgelöst. Bei Felgen gab es im Rennsport auch Holzfelgen, bevor sich Alufelgen durchsetzten – diese sind griffiger für Bremsbacken, verschleißen jedoch dabei. Alurahmenrohre wurden zuerst – um 1970 – mit Epoxidkleber gefügt, später geschweißt. Bei Gepäcksträgern und Seitenständern kommt Alu als Draht, Guss und Rohr vor. Lenker, Vorbau, Bremsgriffe, Kurbeln und Ketten-Schaltwerk sind seit langem typisch aus Alu. Kotschützer sind häufig aus kunststoffumhülltem Alu.

Elektrotechnik

Verpackung und Behälter

In der Verpackungsindustrie wird Aluminium zu Getränke- und Konservendosen sowie zu Aluminiumfolie verarbeitet. Dabei macht man sich die Eigenschaft der absoluten Barrierewirkung gegenüber Sauerstoff, Licht und anderen Umwelteinflüssen zunutze. Ausschlaggebend für die Verwendung von Aluminium als Verpackung ist nicht die geringe Dichte, sondern die gute Verarbeitbarkeit durch Walzen und die Ungiftigkeit. Dünne Folien werden in Stärken von sechs Mikrometern hergestellt und dann zumeist in Verbundsystemen eingesetzt, beispielsweise in Tetra Paks. Kunststofffolien können durch Bedampfen mit Aluminium mit einer dünnen Schicht versehen werden, welche dann eine hohe (aber nicht vollständige) Barrierefunktion aufweist. Grund dieser Barrierewirkung ist nicht das reine Aluminium, sondern die Passivschicht aus Böhmit. Wird diese verletzt, so kann Gas ungehindert durch den Werkstoff Aluminium strömen. Genutzt werden meist Reinaluminium, AlMn (Legierungen mit Mangan) und AlMg (Legierungen mit Magnesium).

Aus Aluminium werden Kochtöpfe und andere Küchengeräte, wie die klassische italienische Espressokanne, sowie Reise- und Militär-Geschirr hergestellt.

Aluminium wird für eine Vielzahl von Behältern und Gehäusen verarbeitet, da es sich gut durch Umformen bearbeiten lässt. Gegenstände aus Aluminium werden häufig durch eine Eloxalschicht vor Oxidation und Abrieb geschützt.

Druckgasflaschen aus Aluminium sind eher selten, denn Taucher brauchen Ballast und im Bereich Feuerwehr wurden Leichtstahlflaschen durch solche aus Faserverbund ersetzt, zunehmend ohne Alu-Liner.

2017 entfielen 17 % der europäischen Aluminiumverwendung auf Verpackungen.

• Getränkedose

Optik und Lichttechnik

Aluminium wird aufgrund seines hohen Reflexionsgrades als Spiegelbeschichtung von Oberflächenspiegeln, unter anderem in Scannern, Kraftfahrzeug-Scheinwerfern und Spiegelreflexkameras aber auch in der Infrarotmesstechnik eingesetzt. Es reflektiert im Gegensatz zu Silber Ultraviolettstrahlung. Aluminium-Spiegelschichten werden meist durch eine Schutzschicht vor Korrosion und Kratzern geschützt.

Architektur und Bauwesen

Weitere Anwendungen

In der Raketentechnik enthält der Treibstoff von Feststoffraketen bis zu 30 Prozent Aluminiumpulver, das bei der Verbrennung viel Energie freisetzt. Aluminium wird in Feuerwerken (s. a. Pyrotechnik) verwendet, wo es je nach Körnung und Mischung für farbige Effekte sorgt. Auch in Knallsätzen findet es oft Verwendung.

Bei der Aluminothermie wird Aluminium zur Gewinnung anderer Metalle und Halbmetalle verwendet, indem das Aluminium zur Reduktion der Oxide genutzt wird. Ein wichtiges Verfahren der Aluminothermie ist die Thermitreaktion, bei der Aluminium mit Eisen(III)-oxid umgesetzt wird. Bei dieser stark exothermen Reaktion bildet sich bei Temperaturen von bis zu 2500 °C flüssiges Eisen, das zum aluminothermischen Schweißen genutzt wird, beispielsweise zum Fügen von Bahngleisen. Für Laborzwecke wird auch die Reduktionswirkung von Aluminiumamalgam eingesetzt.

Aluminium dient als Pigment für Silber- und Goldbronze. Farbig eloxiert ist es Bestandteil vieler Dekorationsmaterialien wie Flitter, Geschenkbänder und Lametta. Zur Beschichtung von Oberflächen wird es beim Aluminieren verwendet.

Heizelemente von Bügeleisen und Kaffeemaschinen werden aus Aluminium geformt.

Bevor es gelang, Zinkblech durch Titanzusatz als so genanntes Titanzink verarbeitbar zu machen, wurde vielfach Aluminiumblech für Dachelemente wie Dachrinnen eingesetzt. Auch Fassadenpaneele, Dachschindeln und Wellblech werden aus Aluminium gefertigt. Siehe Leichtdach

Wegen seiner hohen Wärmeleitfähigkeit wird Aluminium als Werkstoff für stranggepresste Kühlkörper und wärmeableitende Grundplatten verwendet. Aluminium-Elektrolytkondensatoren verbauen Aluminium als Elektrodenmaterial und Gehäusewerkstoff, weiters wird es zur Herstellung von Antennen und Hohlleitern verwendet.

Aluminium kommt in einigen Legierungen vor. Neben den Aluminiumlegierungen die überwiegend aus Aluminium bestehen, kommt es noch vor in den Kupferlegierungen Aluminiumbronze, Aluminiummessing, Isabellin, zu etwa gleichen Teilen Al und Kupfer in der Devardaschen Legierung, als Hauptlegierungselement für Magnesiumlegierungen sowie in Alnico und Sendust, zwei Eisenlegierungen mit besonderen magnetischen Eigenschaften. In vielen Titanlegierungen kommt ebenfalls Aluminium vor, insbesondere in Ti-6Al-4V, der Sorte die etwa 50 % aller Titanlegierungen ausmacht. Dort ist Aluminium mit sechs Massenprozent enthalten.

Gießen

Das Gießen von Aluminium wird als Aluminiumguss bezeichnet. Es gehört aufgrund seines vergleichsweise geringen Schmelzpunktes von 660 °C (Gusseisen etwa 1150 °C, Stahl 1400 °C bis 1500 °C) und seiner guten Gießbarkeit zu den häufig in der Gießerei verwendeten Werkstoffen. AlSi, spezielle Gusslegierungen mit Silicium, haben sogar Schmelzpunkte um 577 °C. Der Massenanteil von Aluminium aller in Gießereien erzeugten Produkte beträgt etwa 11 % (Gusseisen 76 %, Stahlguss 9 %) und ist damit in der Gießerei das mit Abstand wichtigste Nichteisenmetall (NE-Metalle) noch vor Kupfer mit 1,5 %. Der Anteil am NE-Metallguss von Aluminium beträgt etwa 87 %. In Deutschland wurden 2011 etwa 840.000 Tonnen Aluminium in Gießereien verarbeitet; Etwa 76 % des Nichteisenmetall-Gusses wird von der Automobilbranche abgenommen.

Aus dem niedrigen Schmelzpunkt folgt ein geringer Energieeinsatz beim Schmelzvorgang sowie eine geringere Temperaturbelastung der Formen. Aluminium eignet sich grundsätzlich für alle Gussverfahren, insbesondere für Druckguss beziehungsweise Aluminiumdruckguss, mit denen kompliziert geformte Teile gefertigt werden können. In der Gießerei werden besondere Aluminiumgusslegierungen verarbeitet, größtenteils die Aluminium-Silicium-Legierungen. In den Hüttenwerken werden dagegen meist Knetlegierungen erzeugt, die zur Weiterbearbeitung durch Walzen, Schmieden und Fließpressen gedacht sind. Diese werden in den Hüttenwerken zu Barren (Blockguss) oder zu Rundbarren vergossen, die theoretisch endlos sein können (Strangguss). Seit den 1930er Jahren kommt der Strangguss vermehrt zum Einsatz. Dafür gibt es spezielle Anlagen die bis zu 96 Rundbarren gleichzeitig herstellen können mit Gießlängen zwischen 3 und 7 Metern teils bis zu 10 Metern. Die Durchmesser liegen bei 75 bis 700 mm. Bleche werden manchmal durch Gießen direkt auf eine Walze hergestellt, die die Schmelze kühlt. Das Rohblech wird danach direkt kaltgewalzt ohne Warmwalzen, was Kosten von bis zu 60 % spart.

Umformende Verfahren

Etwa 74 Prozent des Aluminiums wird durch Umformen bearbeitet. Hierzu zählt unter anderem das Walzen, Schmieden, Strangpressen und Biegen.

Rein- und Reinstaluminium lässt sich wegen der niedrigen Festigkeit gut umformen und verfestigt sich bei Kaltumformung, wobei große Formänderungen möglich sind. Die Verfestigung lässt sich durch Rekristallisationsglühen beseitigen. Knetlegierungen mit AlMg und AlMn erreichen ihre höhere Festigkeit durch die Legierungselemente und durch Kaltverformung. Die aushärtbaren Legierungen AlMgSi, AlZnMg, AlCuMg und AlZnMgCu scheiden bei Umformung festigkeitssteigernde Phasen aus; sie lassen sich relativ schwierig umformen.

Walzen

Gegossene Barren werden häufig durch Walzen weiterverarbeitet, entweder zu dicken Platten die anschließend durch Fräsen zu Endprodukten werden, zu Blechen die durch Stanzen und Biegen weiterverarbeitet werden oder zu Folien. Beim Walzen ändert sich die Mikrostruktur der Werkstoffe: Kleine kugelförmige Bestandteile die häufig nach dem Gießen vorliegen, werden plattgedrückt und in die Länge gezogen. Das Gefüge wird dadurch einerseits feiner und gleichmäßiger, andererseits aber auch Richtungsabhängig. Die Kapazität einer Aluminium-Warmwalzanlage liegt bei etwa 800.000 Tonnen pro Jahr. Verarbeitet werden Barren mit bis zu 30 Tonnen Masse. Sie haben Abmessungen von bis zu 8,7 Metern Länge, 2,2 Metern Breite und 60 cm Dicke. Noch größere Barren können technisch verarbeitet werden, die Gefügequalität nimmt dann aber ab. Nach dem Warmwalzen liegt der Werkstoff meist mit Dicken von etwa 20 bis 30 mm vor. Anschließend folgt das Kaltwalzen auf Enddicke. Kaltwalzwerke haben Kapazitäten von 300.000 bis 400.000 Jahrestonnen. Verbundwerkstoffe können durch Walzplattieren hergestellt werden. Dabei wird ein- oder zweiseitig eine Schicht aus einem anderen Werkstoff aufgebracht. Häufig wird auf korrosionsanfälliges Kernmaterial eine Schicht aus korrosionsbeständigem Reinaluminium aufgebracht.

Strangpressen

Aluminium lässt sich durch Strangpressen in komplizierte Konstruktionsprofile formen; hierin liegt ein großer Vorteil bei der Fertigung von Hohlprofilen (für Fensterrahmen, Stäbe, Balken), Kühlkörper­profilen oder in der Antennentechnik. Die Herstellung von Halbzeug oder Bauteilen geschieht aus Vormaterial wie Walzbarren, Blech oder Zylindern. Aluminiumlegierungen lassen sich deutlich besser strangpressen als andere Werkstoffe, weshalb ein großer Teil des Aluminiums mit diesem Verfahren verarbeitet wird. Dabei wird das Ausgangsmaterial durch ein hohles Werkzeug gepresst. Es entsteht Endlosmaterial das in der gewünschten Länge abgesägt wird. Es können auch komplizierte Querschnitte hergestellt werden, beispielsweise Hohlprofile oder welche mit Hinterschneidungen. Der Querschnitt ist allerdings über die Länge konstant. Mit hochfesten Legierungen sind große Mindestwanddicken erforderlich und das Pressen dauert lange, weshalb eher die mittelfesten, aushärtbaren Legierungen bevorzugt werden. Die Aushärtung wird meist direkt im Anschluss durchgeführt. Beim Strangpressen wird der Werkstoff auf Temperaturen von etwa 450 bis 500 °C erwärmt um die Umformbarkeit zu erhöhen, was gleichzeitig zum Lösungsglühen genutzt wird. Direkt nach dem Strangpressen wird das Werkstück durch Luft oder Wasser stark abgekühlt und so abgeschreckt, was zu höheren Festigkeiten führt.

Sonstige

Ein Mischverfahren aus Gießen und Schmieden ist Cobapress, welches speziell für Aluminium ausgelegt ist und häufig in der Automobilbranche genutzt wird.

Spanende Verfahren

Zum Zerspanen zählt das Drehen, Bohren und Fräsen. Aluminiumwerkstoffe sind gut spanbar. Ihre genauen Eigenschaften hängen jedoch von der Legierung und Gefügezustand ab. Zu beachten ist, dass die bei der Bearbeitung auftretenden Temperaturen schnell im Bereich des Schmelzpunktes liegen können. Bei gleichen Schnittparametern wie bei Stahl resultiert bei Aluminium allerdings eine geringere mechanische und thermische Belastung. Als Schneidstoff wird oft Hartmetall für untereutektische oder Diamant für die stark verschleißenden übereutektischen Legierungen verwendet. Auch Eloxalschichten erhöhen den Werkzeug-Verschleiß durch ihre Härte.

Die beim Schleifen und Polieren von Aluminium entstehenden Stäube sind brennbar und stellen unter Umständen ein Explosionsrisiko dar. Wenn Aluminiumstaub mit Wasser in Berührung kommt, bildet sich Wasserstoff, der in schlecht belüfteten Räumen ebenfalls explosionsfähige Gemische mit Luft bilden kann.

Schweißen und Löten

Grundsätzlich sind alle Aluminium-Werkstoffe zum Schweißen geeignet, wobei jedoch reines Aluminium zu Poren in der Schweißnaht neigt. Außerdem neigt die Aluminiumschmelze zu Reaktionen mit der Atmosphäre, weshalb fast immer unter Schutzgas geschweißt wird. Gut geeignet sind das MIG- und Plasmaschweißen sowie das WIG-Schweißen. Bei Letzterem wird bei Nutzung von Wechselstrom das Edelgas Argon als Schutzgas verwendet, und bei Gleichstrom Helium.

Für das Laserschweißen eignen sich sowohl Kohlendioxid- als auch Festkörperlaser, allerdings nicht für alle Legierungen. Wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit erstarrt die Schmelze sehr schnell, sodass die Schweißnaht zu Poren und Rissen neigt. Das Widerstandspunktschweißen erfordert, verglichen mit Stahl, höhere elektrische Ströme und kürzere Schweißzeiten sowie teilweise spezielle Geräte, da die handelsüblichen Schweißgeräte für Stahl nicht dafür geeignet sind. Für das Elektronenstrahlschweißen eignen sich alle Legierungen, jedoch neigen Magnesium und Zinn zum Verdampfen während des Schweißvorgangs. Lichtbogenhandschweißen wird nur noch selten verwendet, meist zur Gussnachbesserung. Löten gestaltet sich wegen der sich bildenden Oxidschicht an Luft schwierig. Genutzt werden sowohl Hart- als auch Weichlöten mit speziellen Flussmitteln. Alternativ kann Aluminium ohne Flussmittel mit Ultraschall gelötet werden, dabei wird die Oxidschicht mechanisch während des Lötvorganges aufgebrochen.

Aluminium im menschlichen Körper

Aluminium gelangt durch die Nahrung und durch das Atmen in den menschlichen Körper, aber auch entsprechende kosmetische Produkte und Arzneimittel wie Antazida tragen zur Aufnahme bei. In der Luft sind etwa 0,005–0,18 µg Al pro Kubikmeter (µg/m³) enthalten, in Städten und Industriegebieten ist die Konzentration erhöht (0,4–8,0 µg/m³). In Trinkwasser kommen etwa 0,1 mg Al pro Liter (mg/l) vor, dieser Wert wird vereinzelt in manchen Städten auch überschritten (bis zu 1 mg/l). Aluminium ist kein essentielles Spurenelement und gilt für die menschliche Ernährung als entbehrlich. Im menschlichen Körper befinden sich durchschnittlich etwa 50 bis 150 Milligramm Aluminium. Diese verteilen sich zu ungefähr 50 Prozent auf das Lungengewebe, zu 25 Prozent auf die Weichteile und zu weiteren 25 Prozent auf die Knochen. Infolgedessen ist Aluminium ist normaler Bestandteil des menschlichen Körpers.

99 bis 99,9 Prozent der üblicherweise in Lebensmitteln aufgenommenen Menge von Aluminium (10 bis 40 mg pro Tag) werden unresorbiert über den Kot wieder ausgeschieden. Chelatbildner (Komplexbildner) wie Citronensäure können die Resorption auf 2 bis 3 Prozent steigern. Die Aufnahme von Aluminiumsalzen über den Magen-Darm-Trakt ist gering; sie variiert aber in Abhängigkeit von der chemischen Verbindung und ihrer Löslichkeit, dem pH-Wert und der Anwesenheit von Komplexbildnern. Man schätzt, dass 1 ‰ beziehungsweise 3 ‰ des in der Nahrung beziehungsweise im Trinkwasser erhaltenen Aluminiums im Magen-Darm-Trakt absorbiert werden.

Von dort gelangt es in zahlreiche Gewebe und ins Blut. Im Blut ist Al³⁺ überwiegend (zu etwa 80 %) an Transferrin gebunden. 16 Prozent liegen als [Al(PO₄)(OH)]⁻, 1,9 Prozent als Citrat-Komplex, 0,8 Prozent als Al(OH)₃ und 0,6 Prozent als [Al(OH)₄]⁻ vor. Das Blut Neugeborener enthält bereits Aluminiumionen, die aus dem maternalen Kreislauf stammen. Die Serumkonzentrationen von etwa 6–10 μg/l entspricht in etwa der von Erwachsenen. Durch das Blut gelangen wasserlösliche Aluminiumsalze auch in das Gehirn: Die Passage an der Blut-Hirn-Schranke geschieht durch Endozytose mittels Transferrin-Rezeptor und durch aktiven, ATP-abhängigen Transport des Citrates. Dies wurde tierexperimentell mittels radioaktiv markierten Aluminiums des Isotops ²⁶Al, das in der Natur nicht vorkommt, nachgewiesen.

Die Eliminierung von in den Organismus gelangten wasserlöslichen Aluminiumsalzen erfolgt innerhalb weniger Tage vorwiegend durch die Nieren über den Urin, weniger über den Kot. Die Halbwertszeit im Blut beträgt hierbei 8 Stunden. Bei Dialysepatienten mit einer eingeschränkten Nierenfunktion besteht daher ein erhöhtes Risiko einer Akkumulation im Körper (Gehirn, Knochen) mit toxischen Effekten, etwa Knochenerweichungen und Schäden des Zentralnervensystems; zusätzlich sind Dialysepatienten aufgrund für sie notwendiger pharmazeutischer Produkte (Phosphatbinder) einer höheren Aluminiumzufuhr ausgesetzt. Aluminium, das nicht über die Nieren ausgeschieden wird, gelangt in die Knochen. Dort wird es vergleichsweise sehr langsam eliminiert (Halbwertszeit mehrere Jahre), so dass man durch Modellschätzungen annimmt, dass etwa 1–2 % der resorbierten Dosis sich im Körper anhäufen. In einem Leben häufen sich etwa 35 bis 50 mg Aluminium im Körper an.

Pflanzen

Aluminium in Form verschiedener Salze (Phosphate, Silikate) ist Bestandteil vieler Pflanzen und Früchte, denn gelöste Al-Verbindungen werden durch Regen aus den Böden von den Pflanzen aufgenommen, bei Säurebelastung der Böden infolge sauren Regens ist dies vermehrt der Fall (siehe dazu Waldschäden).

Ein großer Teil des Bodens auf der Welt ist chemisch sauer. Liegt der pH-Wert unter 5,0, werden Al³⁺-Ionen von den Wurzeln der Pflanzen aufgenommen. Dies ist bei der Hälfte des bebaubaren Lands auf der Welt der Fall. Die Ionen schädigen insbesondere das Wurzelwachstum der Feinwurzeln. Wenn die Pflanze nicht Aluminium-tolerant ist, steht sie dann unter Stress. Zahlreiche Enzyme und signalübertragende Proteine sind betroffen; die Folgen der Vergiftung sind noch nicht vollständig bekannt. In sauren metallhaltigen Böden ist Al³⁺ das Ion mit dem größten Potenzial zur Schädigung. Von der Modellpflanze Arabidopsis sind Transgene bekannt, die deren Aluminium-Toleranz heraufsetzen und auch bei Kulturpflanzen sind tolerante Sorten bekannt.

Der saure Regen hat beispielsweise in Schweden in den 1960er Jahren die Seen übersäuert, wodurch mehr Al³⁺-Ionen in Lösung gingen und empfindliche Fische verendeten. In Norwegen wurde dieser Zusammenhang bei einem Forschungsprojekt in den 1970er Jahren festgestellt.

Bei pH-Werten über 5,0 ist Aluminium als polymeres Hydroxykation an der Oberfläche von Silicaten gebunden. Bei pH-Werten von 4,2 bis 5 steigt Anteil von mobilen Kationen.

Bei Erhöhung der Schwefelsäurekonzentration durch sauren Regen bildet sich Aluminiumhydroxysulfat:

${displaystyle mathrm {Al(OH)_{3}+ H_{2}SO_{4} ightarrow Al(OH)SO_{4}+2 H_{2}O} }$

In Lebensmitteln

Die meisten Lebensmittel enthalten Aluminium in Spurenmengen. Unverarbeitete pflanzliche Lebensmittel enthalten durchschnittlich weniger als 5 mg/kg in der Frischmasse. Dabei streuen die Werte aufgrund unterschiedlicher Sorten, Anbaubedingungen und Herkunft in erheblichem Maße. So weisen beispielsweise Salat und Kakao deutlich höhere Durchschnittswerte auf. Zwischen 5 und 10 mg/kg finden sich in Brot, Kuchen, Backwaren, einer Vielzahl von mehlhaltigen Speisen, einigen Gemüsearten oder Würsten. Schwarzer Tee kann Gehalte von bis zu 1042 mg/kg in der Trockenmasse aufweisen. Jedoch ist dort das Aluminium an schlecht absorbierbaren Polyphenolen gebunden, so dass eine Aufnahme im Magen-Darm-Trakt erschwert wird. Einen hohen Aluminiumgehalt weisen Kräuter und Gewürze auf, beispielsweise Thymianblätter. Im europäischen Vergleich zeigen sich Schwankungen, was vermutlich auf eine unterschiedlich hohe Aluminiumgrundbelastung und Verwendung von aluminiumhaltigen Zusatzstoffen zurückzuführen ist.

Beim Kochen oder Aufbewahren in Aluminiumgeschirr oder in Alufolie kann es (außer bei sauren Lebensmitteln) nach einer Schätzung zu einer maximalen zusätzlichen Aufnahme von 3,5 mg/Tag/Person kommen. Bei sauren Lebensmitteln wie Sauerkraut oder Tomaten können aufgrund der Säurelöslichkeit wesentlich höhere Werte erreicht werden. Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) rät von der Zubereitung und Lagerung von insbesondere sauren und salzigen Lebensmitteln in unbeschichteten Aluminiumgefäßen oder Alufolie ab. Hohe Belastungen fallen beispielsweise dann an, wenn Fisch oder Fleischgerichten mit Zitrone oder anderen sauren Zutaten in Aluminiumschalen oder -folien angerichtet und über längere Zeit hoch erhitzt werden.

Trink- und Mineralwässer weisen mit durchschnittlich 0,2–0,4 mg/l im Gegensatz zur Nahrung geringe Gehalte auf und leisten somit einen kleinen Beitrag zur täglichen Aluminium-Aufnahme. Ein Liter Trinkwasser darf in Deutschland, Österreich und der Schweiz nicht mehr als 0,2 mg Aluminium enthalten.

Nach einer Schätzung nimmt der erwachsene Europäer im Durchschnitt zwischen 1,6 und 13 mg Aluminium pro Tag über die Nahrung auf. Dies entspricht einer wöchentlichen Aufnahme von 0,2 bis 1,5 mg Aluminium pro kg Körpergewicht bei einem 60 kg schweren Erwachsenen. Die großen Unsicherheiten beruhen auf den unterschiedlichen Ernährungsgewohnheiten und der variablen Gehalte an Aluminium in den Lebensmitteln, auch innerhalb eines Landes aufgrund verschiedener Erhebungen. Falls Säuglinge mit Fertignahrung ernährt werden, kann die Aluminiumkonzentration im Blut bei 15 μg/l liegen. Eine mögliche gesundheitliche Schädigung ist nicht bekannt.

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (Efsa) nennt eine tolerierbare wöchentliche Aufnahme (TWI) von 1 mg Aluminium pro kg Körpergewicht. Vor 2008 nannte sie einen TWI von 7 mg Al je kg Körpergewicht. Wegen der möglichen Akkumulation im Körper zieht die Efsa als Maß den TWI der tolerierbaren täglichen Aufnahme (TDI) vor.

Aluminium ist als Lebensmittelzusatzstoff unter der Bezeichnung E 173 ausschließlich als Farbmittel für Überzüge von Zuckerwaren und als Dekoration von Kuchen und Keksen erlaubt. Weiterhin ist Aluminium zum Färben von Arzneimitteln und Kosmetika zugelassen. Bei der Untersuchung von Laugengebäck (Brezeln, Stangen, Brötchen) aus Bäckereien wurde Aluminium nachgewiesen, das in das Lebensmittel gelangt, wenn bei der Herstellung von Laugengebäck Aluminiumbleche verwendet werden.

Während Bier in Aluminiumfässern transportiert wird, hat sich für den Weintransport der Werkstoff Aluminium nicht durchgesetzt. Ein kurzfristiger Kontakt schadet nicht, doch können nach längerem Kontakt Weinfehler in Geruch und Geschmack oder als Trübung auftreten, vor allem beim offenen Stehen an der Luft.

Alzheimer-Krankheit

Aluminium wurde kontrovers als Faktor im Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit in Verbindung gebracht. Es ist jedoch unklar, ob die Aluminium-Akkumulation eine der Folgen der Alzheimer-Krankheit ist, oder ob Aluminium in ursächlichem Zusammenhang mit der Alzheimer-Krankheit zu sehen ist. So wäre es auch möglich, dass sich Aluminium erst nach der Entstehung von Alzheimer in den erkrankten Gehirnregionen ansammelt. Das Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR) hat mehrmals, zuletzt 2020, die Einschätzung abgegeben, dass eine kausale Verbindung zwischen Aluminium und der Alzheimer-Krankheit nicht belegt ist. Bei der Risikobewertung von Aluminium ist es jedoch grundsätzlich wichtig, die Gesamtaufnahme über die verschiedenen Eintragspfade wie Lebensmittel oder aluminiumhaltige Produkte für den Lebensmittelkontakt zu betrachten.

Mittlerweile sieht man bei Aluminium keine oder nur eine zu vernachlässigende Rolle bei der Entstehung der Alzheimer-Krankheit.

Brustkrebs

Ebenfalls kontrovers wurde die Rolle aluminumhaltiger Deodorants bzw. Antitranspirantien auf Basis von Aluminiumchlorohydrat bei der Entstehung von Brustkrebs diskutiert., dieser Verdacht wurde aber nicht bestätigt. Wie viel Aluminiumsalz tatsächlich in den Körper gelangen kann, hängt von mehreren Faktoren wie den Aluminiumsalzgehalt in Deos (Menge variiert von 0,2 bis 5,8 Prozent) oder die Häufigkeit der Verwendung ab. Der Wissenschaftliche Ausschuss Verbrauchersicherheit der Europäischen Kommission schloss 2020 aufgrund neuer Daten, dass die Verwendung von nicht zu sprühenden Deodorants und Transpirantien mit bis zu 6,25 % Aluminiumanteil sowie Sprüh-Deodorants und -Transpirentien mit bis zu 10,60 % sicher sind. Das BfR teilte diese Einschätzung, basierend auf drei Studien aus 2016 und 2019: Gesundheitliche Beeinträchtigungen durch den regelmäßigen Gebrauch von Aluminiumchlorohydrat-haltigen Antitranspirantien sind nach gegenwärtigem wissenschaftlichen Kenntnisstand unwahrscheinlich. So liegt die Bioverfügbarkeit des aufgetragenen Aluminiums bei 0,00192 %, deutlich geringer als bei den bisher angenommenen 0,014 %.

Abbau

Durch den Abbau des Erzes Bauxit werden große Flächen in Anspruch genommen, die erst nach einer Rekultivierung wieder nutzbar werden. Um eine Tonne Aluminium herzustellen, werden vier Tonnen Bauxit benötigt. Dies erzeugt zehn Tonnen Abraum. Zudem entstehen bei der Herstellung des Aluminiumoxids nach dem Bayer-Verfahren ca. drei Tonnen von eisenreichem alkalischen Rotschlamm, der kaum wiederverwertet wird und dessen Deponierung oder sonstige „Entsorgung“ große Umweltprobleme aufwirft (siehe entsprechende Abschnitte unter Rotschlamm und Bauxitbergbau in Australien).

Herstellung

Die Herstellung von Aluminium ist sehr energieaufwendig. Allein für die Schmelzflusselektrolyse zur Gewinnung eines Kilogramms Aluminium werden je nach Errichtungsdatum und Modernität der Anlage zwischen 12,9 und 17,7 kWh elektrische Energie benötigt. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur verursachte die Aluminiumproduktion im Jahr 2022 weltweit fast 270 Millionen Tonnen direkte CO₂-Emissionen.

Bei der Stromerzeugung für die Produktion von einem Kilogramm Aluminium werden im deutschen Kraftwerkspark 8,4 kg CO₂ freigesetzt, im weltweiten Durchschnitt etwa 10 kg.

Wenn auf CO₂-emissionsarme Wasserkraft zurückgegriffen werden kann, ist die Bilanz wesentlich günstiger. Hierzu zählen Länder wie Brasilien, Kanada, Venezuela oder Island. Auf Island besteht zudem die Möglichkeit, neben der Wasserkraft auch auf Erdwärme als Energiequelle zuzugreifen. Allerdings ist auch bei Verwendung von Elektrizität aus vollständig regenerativen Energien die Produktion von Aluminium nicht CO₂-frei, da der bei der Schmelzflusselektrolyse entstehende Sauerstoff mit dem Kohlenstoff der Elektroden zu CO₂ reagiert. Die Verbrauchswerte für Roh-Aluminium erhöhen sich durch Transport- und Verarbeitungsanteile für das Wiederaufschmelzen, Gießen, Schleifen, Bohren sowie Polieren auf 16,5 kg CO₂ pro kg Aluminium-Konsumgut.

Recycling

Die europaweite Recyclingrate von Aluminium liegt bei 67 Prozent. In Österreich gelangen (laut einer Studie aus dem Jahr 2000) 16.000 Tonnen Aluminium pro Jahr über Verpackungen in den Konsum. Ebenso enden 16.000 Tonnen Aluminium im Hausmüll ohne wiederverwendet zu werden. Dabei sind u. a. auch Aluminiumhaushaltsfolien enthalten, die ansonsten nicht als „Verpackung“ gelten. Aluminium liegt nach der Müllverbrennung in der Asche noch metallisch vor und macht in Europa durchschnittlich 2,3 Prozent der Asche aus. In der EU werden durchschnittlich 70 Prozent des in der Bodenasche enthaltenen Aluminiums zurückgewonnen.

Aluminium ist gut wiederzuverwenden, wenn die Reststoffe streng getrennt erfasst und gereinigt werden (Aluminiumrecycling, Recycling-Code-41 (ALU)). Aluminium ist besser rezyklierbar als Kunststoffe, aufgrund des Downcycling-Effekts bei nicht sortenreiner Erfassung jedoch etwas schlechter wiederverwertbar als Stahl. Beim Aluminiumrecycling wird nur 5 Prozent der Energiemenge der Primärproduktion benötigt.

Energieeinsparung gegenüber anderen Werkstoffen

Durch Leichtbau mit Aluminiumwerkstoffen (beispielsweise Aluminiumschaum, Strangpressprofile) wird Masse von beweglichen Teilen und Fahrzeugen und infolgedessen auch Treibstoff eingespart.

Aluminium ist durch seine Selbstpassivierung korrosionsbeständiger als Eisen und erfordert weniger Korrosionsschutzmaßnahmen.

Nachweis mittels Kryolithprobe

Die Probelösung wird alkalisch gemacht, um Aluminium als Aluminiumhydroxid Al(OH)₃ zu fällen. Der Niederschlag wird abfiltriert und mit einigen Tropfen Phenolphthalein versetzt, dann gewaschen, bis keine Rotfärbung durch Phenolphthalein mehr vorhanden ist. Wenn anschließend festes Natriumfluorid (NaF) auf den Niederschlag gestreut wird, verursachen Hydroxidionen, die bei der Bildung von Kryolith Na₃[AlF₆] freigesetzt werden, eine erneute Rotfärbung des Phenolphthaleins.

Nachweis als fluoreszierender Morinfarblack

Die Probe wird mit Salzsäure (HCl) versetzt und eventuell vorhandenes Aluminium somit gelöst. Anschließend wird die Probelösung mit Kaliumhydroxid (KOH) stark alkalisch gemacht. Gibt man nun einige Tropfen der Probelösung zusammen mit der gleichen Menge Morin-Lösung auf eine Tüpfelplatte und säuert anschließend mit konzentrierter Essigsäure (Eisessig, CH₃COOH) an, so ist unter UV-Strahlung (λ = 366 nm) eine grüne Fluoreszenz beobachtbar. Der Nachweis ist dann sicher, wenn diese Fluoreszenz bei Zugabe von Salzsäure wieder verschwindet.

Grund hierfür ist, dass Al(III) in neutralen sowie essigsauren Lösungen in Verbindung mit Morin eine fluoreszierende kolloidale Suspension bildet.