Artigliere Nordberg
Evento e usi
L'alluminio è il metallo più abbondante nella crosta terrestre, dove si trova in combinazione con ossigeno, fluoro, silice, ecc., ma mai allo stato metallico. La bauxite è la principale fonte di alluminio. È costituito da una miscela di minerali formata dall'erosione di rocce contenenti alluminio. Le bauxiti sono la forma più ricca di questi minerali alterati, contenenti fino al 55% di allumina. Alcuni minerali lateritici (contenenti percentuali più elevate di ferro) contengono fino al 35% di Al2O3· I depositi commerciali di bauxite sono principalmente gibbsite (Al2O3· 3H2O) e boehmite (Al2O3· H2O) e si trovano in Australia, Guyana, Francia, Brasile, Ghana, Guinea, Ungheria, Giamaica e Suriname. La produzione mondiale di bauxite nel 1995 è stata di 111,064 milioni di tonnellate. La gibbsite è più facilmente solubile in soluzioni di idrossido di sodio rispetto alla boemite ed è quindi preferita per la produzione di ossido di alluminio.
L'alluminio è ampiamente utilizzato nell'industria e in quantità maggiori rispetto a qualsiasi altro metallo non ferroso; la produzione mondiale di metallo primario nel 1995 è stata stimata a 20,402 milioni di tonnellate. È legato con una varietà di altri materiali tra cui rame, zinco, silicio, magnesio, manganese e nichel e può contenere piccole quantità di cromo, piombo, bismuto, titanio, zirconio e vanadio per scopi speciali. I lingotti di alluminio e leghe di alluminio possono essere estrusi o lavorati in laminatoi, filiere, fucine o fonderie. I prodotti finiti sono utilizzati nella cantieristica navale per allestimenti interni e sovrastrutture; l'industria elettrica per fili e cavi; l'edilizia per infissi, tetti e rivestimenti; industria aeronautica per cellule e rivestimento di aeromobili e altri componenti; industria automobilistica per carrozzerie, blocchi motore e pistoni; illuminotecnica per elettrodomestici e attrezzature per ufficio e nel settore della gioielleria. Una delle principali applicazioni del foglio è nei contenitori per bevande o alimenti, mentre il foglio di alluminio viene utilizzato per l'imballaggio; una forma di particolato fine di alluminio viene impiegata come pigmento nelle vernici e nell'industria pirotecnica. Gli articoli realizzati in alluminio sono spesso dotati di una finitura superficiale protettiva e decorativa mediante anodizzazione.
Il cloruro di alluminio è utilizzato nel cracking del petrolio e nell'industria della gomma. Fuma nell'aria per formare acido cloridrico e si combina in modo esplosivo con l'acqua; di conseguenza, i contenitori devono essere tenuti ben chiusi e protetti dall'umidità.
Composti di alluminio alchilico. Questi stanno diventando sempre più importanti come catalizzatori per la produzione di polietilene a bassa pressione. Presentano un rischio tossico, di ustione e di incendio. Sono estremamente reattivi con aria, umidità e composti contenenti idrogeno attivo e quindi devono essere mantenuti sotto una coltre di gas inerte.
Pericoli
Per la produzione di leghe di alluminio, l'alluminio raffinato viene fuso in forni alimentati a petrolio oa gas. Viene aggiunta una quantità regolata di induritore contenente blocchi di alluminio con una percentuale di manganese, silicio, zinco, magnesio, ecc. La massa fusa viene quindi miscelata e fatta passare in un forno di attesa per il degassamento facendo passare o argon-cloro o azoto-cloro attraverso il metallo. L'emissione di gas risultante (acido cloridrico, idrogeno e cloro) è stata associata a malattie professionali e si dovrebbe prestare molta attenzione affinché controlli ingegneristici appropriati catturino le emissioni e impediscano anche che raggiungano l'ambiente esterno, dove possono anche causare danni. La scoria viene rimossa dalla superficie della massa fusa e posta in contenitori per ridurre al minimo l'esposizione all'aria durante il raffreddamento. Un fondente contenente sali di fluoruro e/o cloruro viene aggiunto al forno per favorire la separazione dell'alluminio puro dalle scorie. Possono essere sprigionati fumi di ossido di alluminio e fluoruro, per cui anche questo aspetto della produzione deve essere attentamente controllato. Potrebbero essere richiesti dispositivi di protezione individuale (DPI). Il processo di fusione dell'alluminio è descritto nel capitolo Industria della lavorazione dei metalli e lavorazione dei metalli. Nelle officine di fusione può verificarsi anche l'esposizione all'anidride solforosa.
Un'ampia gamma di diverse forme cristalline di ossido di alluminio viene utilizzata come materia prima per fonderie, abrasivi, refrattari e catalizzatori. Una serie di rapporti pubblicati tra il 1947 e il 1949 descriveva una fibrosi interstiziale progressiva e non nodulare nell'industria degli abrasivi di alluminio in cui venivano lavorati ossido di alluminio e silicio. Questa condizione, nota come malattia di Shaver, era rapidamente progressiva e spesso fatale. L'esposizione delle vittime (lavoratori che producono alundum) è stata a un fumo denso comprendente ossido di alluminio, silice libera cristallina e ferro. I particolati erano di una gamma di dimensioni che li rendeva altamente respirabili. È probabile che la preponderanza della malattia sia attribuibile agli effetti polmonari altamente dannosi della silice libera cristallina finemente suddivisa, piuttosto che all'ossido di alluminio inalato, sebbene l'esatta eziologia della malattia non sia compresa. La malattia di Shaver è principalmente di interesse storico ora, poiché non sono stati fatti rapporti nella seconda metà del 20 ° secolo.
Recenti studi sugli effetti sulla salute di esposizioni ad alto livello (100 mg/m3) agli ossidi di alluminio tra i lavoratori impegnati nel processo Bayer (descritto nel cap Industria della lavorazione dei metalli e lavorazione dei metalli) hanno dimostrato che i lavoratori con più di venti anni di esposizione possono sviluppare alterazioni polmonari. Questi cambiamenti sono clinicamente caratterizzati da gradi minori, prevalentemente asintomatici, di alterazioni restrittive della funzione polmonare. Gli esami radiografici del torace hanno rivelato opacità piccole, scarse, irregolari, in particolare alle basi polmonari. Queste risposte cliniche sono state attribuite alla deposizione di polvere nel paraenchima polmonare, che era il risultato di esposizioni professionali molto elevate. Questi segni e sintomi non possono essere paragonati alla risposta estrema della malattia di Shaver. Va notato che altri studi epidemiologici nel Regno Unito riguardanti esposizioni diffuse all'allumina nell'industria della ceramica non hanno prodotto alcuna prova che l'inalazione di polvere di allumina produca segni chimici o radiografici di malattia o disfunzione polmonare.
Gli effetti tossicologici degli ossidi di alluminio rimangono di interesse a causa della sua importanza commerciale. I risultati degli esperimenti sugli animali sono controversi. Un ossido di alluminio particolarmente fine (da 0.02 μm a 0.04 μm), cataliticamente attivo, non comunemente usato in commercio, può causare alterazioni polmonari negli animali dosati mediante iniezione direttamente nelle vie aeree polmonari. Non sono stati osservati effetti a dosi inferiori.
Va inoltre notato che la cosiddetta "asma da potroom", che è stata frequentemente osservata tra i lavoratori nelle operazioni di lavorazione dell'alluminio, è probabilmente attribuibile alle esposizioni ai flussi di fluoruro, piuttosto che alla stessa polvere di alluminio.
La produzione di alluminio è stata classificata come gruppo 1, situazione nota di esposizione cancerogena umana, dall'Agenzia internazionale per la ricerca sul cancro (IARC). Come per le altre malattie sopra descritte, la cancerogenicità è molto probabilmente attribuibile alle altre sostanze presenti (ad esempio, idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e polvere di silice), anche se il ruolo esatto delle polveri di allumina semplicemente non è compreso.
Alcuni dati sull'assorbimento di alti livelli di alluminio e danni ai tessuti nervosi si trovano tra gli individui che necessitano di dialisi renale. Questi alti livelli di alluminio hanno provocato danni cerebrali gravi, persino fatali. Questa risposta, tuttavia, è stata osservata anche in altri pazienti sottoposti a dialisi ma che non avevano un livello di alluminio cerebrale elevato simile. Gli esperimenti sugli animali non hanno avuto successo nel replicare questa risposta cerebrale, o malattia di Alzheimer, che è stata postulata anche in letteratura. Gli studi epidemiologici e clinici di follow-up su questi problemi non sono stati definitivi e nessuna prova di tali effetti è stata osservata nei numerosi studi epidemiologici su larga scala dei lavoratori dell'alluminio.