3 Chemisches Verhalten von Aluminium
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Facharbeit Aluminiumherstellung und dessen Verwendung in der Verpackungsindustrie Steffen Witt Clausthal-Zellerfeld, den 3. Mai 1999 Inhalt Facharbeit Aluminiumherstellung und dessen Verwendung in der Verpackungsindustrie Steffen Witt 1 Inhalt 2 Einleitung 2 1 3 2 Allgemeines 1.1 Geschichte des Aluminiums 3 1.2 Verwendung von Aluminium 4 1.3 Zukunft des Aluminiums 5 Aluminiumherstellung 2.1 Erze und Vorkommen 6 2.2 Aluminiumgewinnung 6 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 3 Herstellung von Aluminiumoxid ..................................................................................................... 6 Schmelzflußelektrolyse ................................................................................................................... 7 Bilanz der Gewinnung von 1 t Aluminium ...................................................................................... 9 Umweltbelastungen bei der Aluminium- Gewinnung ................................................................... 10 Chemisches Verhalten von Aluminium 3.1 Die Oxidschicht des Aluminiums 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 4 6 11 11 Versuch: Das Verhalten des Aluminiums in Metallsalz-Lösungen ............................................... 12 Versuch: Das Verhalten des Aluminiums gegenüber von Säuren ................................................. 13 Versuch: Eloxieren von Aluminium .............................................................................................. 13 Verwendung von eloxierten Aluminium ....................................................................................... 15 Aluminiumverpackung 16 4.1 Verbundverpackungen 16 4.2 Recycling von Aluminiumverpackungen 18 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3 Aussortieren von Aluminium mittels der Wirbelstromtechnik ...................................................... 18 Wiedergewinnung von Aluminium mittels der Pyrolyse ............................................................... 20 Recycling von Verbunden mit Hilfe von Pulpern .......................................................................... 21 Versuch: Aluminium als Getränkeverpackung 23 5 Zusammenfassung 26 6 Literaturverzeichnis 27 7 Selbständigkeitserklärung 28 2 Einleitung In diesem Schuljahr 1998/99 schreibt der 12. Jahrgang zum erstenmal eine Facharbeit, die zwei Klausuren ersetzen wird. Dies war für mich zuerst einmal der Hauptgrund meiner Motivation, diese Facharbeit ordentlich zu schreiben. Für mich stand relativ schnell fest, daß ich die Facharbeit in Chemie und nicht in Mathematik schreiben würde. Ich wollte gerne etwas Praktisches machen, bei dem man auch experimentieren kann und nicht nur mit Formeln arbeiten muß. Außerdem kann man bei der Chemie seine Ergebnisse meiner Meinung nach meist anschaulicher präsentieren. Das Thema der Facharbeit befaßt sich mit dem Aspekt der „Elektrochemie“. Hier sprachen mich meist die Themen an, die großtechnisch eingesetzt werden. Meine engere Auswahl erfaßte Korrosionsschutz bei PKWs, Batterien, Akkus und die Herstellung von Aluminium. All diese Themen behandeln Sachverhalte, mit denen man im täglichen Leben sehr oft zu tun hat. Jedoch denkt man häufig nicht mehr über die aufwendige Herstellung oder die Besonderheit dieser Bereiche nach. Ich war einfach neugierig, wie denn solch großtechnische Verfahren, wie zum Beispiel Aluminiumherstellung oder Korrosionsschutz, genau funktionieren. Ich habe mich schließlich über die Aluminiumherstellung etwas informiert und fand das Thema recht interessant. Schließlich habe ich mich für die Aluminiumherstellung entschieden. Später kam dann noch der Bezug zur Verpackungsindustrie zustande. Dieser Zweig offenbarte noch ganz andere Ansichten. Somit lautet die Überschrift meiner Facharbeit: „Aluminiumherstellung und dessen Verwendung in der Verpackungsindustrie“. 2 1 Allgemeines Aluminium hat wesentliche Vorteile im Vergleich zu anderen Materialien: Enorme Stabilität Niedriges spezifisches Gewicht Beste Korrosionsbeständigkeit Hohe Verschleißfestigkeit Fast unendliche Formgebungsmöglichkeiten Breitgefächerte Palette der Oberflächenveredelung Toxikologisch unbedenklich - deshalb Einsatz in der Lebensmittelindustrie und Getränkeindustrie Oft recycelbar - energiesparend - umweltfreundlich 1.1 Geschichte des Aluminiums Aluminium wurde von der Menschheit relativ spät entdeckt, obwohl Aluminium das auf der Erde dritthäufigste Element ist. Die oberste Erdschicht wird Sial-Schicht genannt. Sial steht für Silizium und Aluminium. Es wurde jedoch so spät entdeckt, da es als unedles Metall nur schwer aus seinen Bindungen herauszulösen ist. So kommt es, daß Aluminium erst vor 150 Jahren entdeckt wurde. Der Engländer Davy stellte als erster 30 g Aluminium im Jahre 1827 her. Es war so kompliziert herzustellen, daß am Hofe Napoleons III. das teuerste Besteck nicht aus Gold, sondern aus Aluminium bestand. Bis heute ist der komplizierte Herstellungsprozeß geblieben, das Metall ist jedoch billiger geworden. Auf der Pariser Weltausstellung konnten Besucher 1855 das „Metall des Jahrhunderts“ bewundern: „Silber aus Ton“. Im Jahre 1911 gelang es zum erstenmal, Aluminium in Folienform auf Rollen herzustellen. Die Schokoladenhersteller waren die ersten, die von der neuartigen Verpackung profitierten. Seit 1919 gibt es Aluminiumtuben. 1924 folgten die ersten Aluminium-Flaschenverschlüsse. 1952 kam schließlich die Aluminium-Getränkedose auf den Markt. 1955 wurden AluminiumSpraydosen eingeführt. Seit Beginn der Sechziger Jahre wird Aluminium im Verbund mit anderen Materialien eingesetzt. 3 1.2 Verwendung von Aluminium Aluminium ist heute nach Eisen das wichtigste Gebrauchsmetall. Weltproduktion an Metallen (1984) Millionen Tonnen 1000 490,48 100 15,9 9,54 10 6,58 5,38 Zink Blei 1 Roheisen Aluminium Kupfer Quelle: [e] Zuerst einmal hat Aluminium in der Verkehrstechnik neue Möglichkeiten eröffnet. Es hilft indirekt beim Energiesparen, da Aluminium im Gegensatz zu Stahl 50% weniger Gewicht besitzt. Somit muß weniger Energie aufgewendet werden um das Gefährt fortzubewegen. Zum Beispiel verbraucht ein Auto auf 100 km 1l weniger Benzin, wenn es 100 kg leichter ist. Dies läßt sich erreichen, da heute z.B. Motorblöcke, Zylinderköpfe, Kühler und Felgen aus Aluminium bestehen. Ein weiterer erheblicher Vorteil ist die Verringerung der Erhaltungskosten. Aluminium rostet nicht. Auch in der Luftfahrt bringt es erhebliche Vorteile. Aluminium ermöglicht es, die Flugzeuge wesentlich leichter zu bauen. Somit können mehr Passagiere bei weniger Treibstoffverbrauch transportiert werden. Eine weitere Verwendung von Aluminium stellt die Bauindustrie dar. Fast 20% des hergestellten Aluminiums wird für die Bauindustrie verwendet. Zum einen besitzt Aluminium eine geringere Dichte als Stahl und zum anderen ist es leicht formbar und noch immer sehr stabil. Aluminium ermöglicht so zum Beispiel die Erstellung von riesigen Verglasungen an großen Dachkonstruktionen, moderner Einkaufspassagen und Freizeitanlagen. Im privaten Bereich ist es häufig bei Wintergarten-Anbauten zu sehen. Türrahmen und Fensterrahmen bleiben dank Aluminium formstabil und damit luftdicht und wärmedämmend. Des weiteren besitzt Aluminium eine fast unbegrenzte Lebensdauer, da es chemisch sehr beständig ist. 4 Dies stellt wieder einen weiteren Vorteil in den Städten dar. Trotz Smogs, starker Luftverschmutzung und sauren Regens bleibt die Oberfläche der Aluminiumbauten unverändert. Vor dem Haushalt hat das Aluminium auch keinen Halt gemacht. Töpfe und Pfannen sind aus dem Leichtmetall gebaut, da es Wärme gut leitet. Jedem wird wohl auch die Alu-Folie bekannt sein. Aluminium-Folie ist aus mehreren Gründen zur Aufbewahrung von Lebensmitteln geeignet. Zum einen reflektiert Alu-Folie Wärmestrahlung. Somit bleiben warme Speisen länger warm und kalte länger kalt. Des weiteren ist die Folie wasserundurchlässig. Lebensmittel bleiben also in Alu-Folie länger frisch. Außerdem stellt Aluminium kein Nährboden für Bakterien dar. 1.3 Zukunft des Aluminiums Trotz des hohen Aufwandes zur Herstellung von Aluminium (siehe 2.2.3 Seite 9), wird das Metall oft als das Metall des nächsten Jahrhunderts bezeichnet. In naher Zukunft werden viele Werkstoffe auf Aluminiumbasis hergestellt werden. Kennzeichnend ist dabei die Entwicklung sogenannter Metallschäume. Metallschäume werden hergestellt, indem man Aluminiumpulver unter hohem Druck mit einem ebenfalls pulverförmigen Treibmittel zu einer massiven Einheit zusammenpreßt. Anschließend wird das feste Stück bei 400°C im Ofen erhitzt. Dabei zersetzt sich das Treibmittel und setzt ein harmloses Treibgas frei. Es läuft ein ähnlicher Prozeß ab wie bei einem Brot beim Backen. Der fertige Alu-Schaum besteht zu 70%-80% aus Luft. Dadurch besitzt dieses Metall sehr gute Dämpfungseigenschaften. Die enthaltenen Gasbläschen sind etwa so groß wie die Bläschen in Badeschaum. Der fertige Schaum ist sehr leicht. Die Dichte liegt unter 1 g/cm3. Er ist geschlossenporig und damit schwimmfähig. Einen weiteren Fortschritt stellt die Entwicklung des Alu-Sandwiches dar. Dabei wird das aufschaumbare Material zwischen zwei solide Alu-Platten gepreßt. Das Sandwich wird gewalzt und kann in jede beliebige Form gebracht werden. Erst danach wird es in den Ofen geschoben, und das Material in der Mitte der Platten schäumt auf. Aluminium Sandwich; Quelle: [a] 5 Das fertig aufgeschäumte Stahlblech hat eine zehnmal höhere Stabilität als ein Stahlblech gleichen Gewichtes. Erste Probearbeiten im Automobilbau verheißen der Technik eine große Zukunft. Man darf also gespannt sein, was die Aluminium-Industrie in den nächsten Jahren für Neuigkeiten auf den Markt werfen wird. 2 Aluminiumherstellung 2.1 Erze und Vorkommen Aluminium ist nach Sauerstoff und Silizium das am häufigsten zu findende Element in der Erdkruste. Es kommt auf ca. 8%. Viele silicatische Steine enthalten Aluminium, wie zum Beispiel Kaolin und andere Tone, Nephalin, Leuzit, Labradorit, Andalusit und Alunit. All diese Stoffe könnte man zur Aluminiumherstellung benutzen. Im Moment jedoch sind noch genügend Erze vorhanden. Das bekannteste Erz, aus dem man Aluminium gewinnt, ist das Bauxit. Bauxit ist ein Verwitterungsgestein, welches 55-65% Al2O3 enthält. Unter anderem ist noch wasserhaltiges Eisen(III)-oxid, Kieselsäure, und Titanoxid enthalten. Chemisch läßt sich Bauxit am besten als Al2O3*H2O Komplex oder als AlO(OH) beschreiben. Die wichtigsten genutzten Bauxit-Vorkommen liegen in Südfrankreich, Ungarn, ehemaligem Jugoslawien, Griechenland, Rußland, Indien, Indonesien, Guyana, Brasilien und Westafrika (Goldküste). 2.2 Aluminiumgewinnung Aus dem Bauxit kann Aluminium nicht direkt durch die Reduktion mittels Kohle gewonnen werden, da das Metall eine starke Affinität zu Sauerstoff besitzt. Eine Temperatur von über 1800°C wäre erforderlich, um Aluminiumkarbid zu gewinnen. Somit läuft die Aufbereitung zweistufig ab. Dabei wird zunächst reines Aluminiumoxid hergestellt, das durch die Schmelzflußelektrolyse in Aluminium und Sauerstoff zerlegt wird. Es gibt jedoch einige Verfahren, die es ermöglichen, Aluminium direkt aus dem Erz zu gewinnen. Man setzt dem Bauxit ein Metall mit geringerer Affinität zum Sauerstoff und Kohlenstoff zu. Es könnte sich zum Beispiel um Silizium handeln. Man erhält nun bei dem reduzierenden Verschmelzen im Elektroofen eine Al-Vorlegierung mit dem Zusatzmetall. Durch verschiedene Verfahren kann nun reines Aluminium oder eine Legierung gewünschter Zusammensetzung hergestellt werden. 2.2.1 Herstellung von Aluminiumoxid Das wichtigste Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxid ist das Bayer-Verfahren. Dieses Verfahren ist so weit entwickelt und verfeinert worden, daß nun alle Bauxitqualitäten verarbeitet werden können. 6 Der Bauxit wird getrocknet, feingemahlen und mit der Aufschlußlauge NaOH bei 100-230°C behandelt. Dabei geht das Aluminium als Natriumaluminat in Lösung, während Eisenoxid, Titanoxid und Kieselsäure ungelöst bleiben und den sogenannten Rotschlamm bilden. Anschließend wird das Ganze filtriert. Um Aluminiumhydroxid auszufällen, wird die Lauge mit Aluminiumhydroxid geimpft und das Aluminiumhydroxid ausgerührt. Dieses wird abfiltriert und in Drehöfen geschüttet. In den Drehöfen herrscht eine Temperatur von 12001300°C. Somit wird das Aluminiumhydroxid entwässert und Al2O31 entsteht. Die Herstellung des reinen Aluminiumoxids ist erforderlich, da bei der anschließenden Schmelzflußelektrolyse sonst Eisen, Titan und Silizium in das Aluminiummetall gehen würden. 2.2.2 Schmelzflußelektrolyse Die Schmelztemperatur von Aluminiumoxid liegt bei 2045°C. Des weiteren leitet Al2O3 den Strom sehr schlecht. Zur Herstellung der Schmelze und zur Aufrechterhaltung der Arbeitstemperatur müßte man sehr viel Energie aufwenden. Dies würde das Verfahren jedoch unrentabel machen. Um also mit niedrigeren Temperaturen zu arbeiten, wird Aluminiumoxid in einer Schmelze aus Kryolith zersetzt. Kryolith ist ein Natrium-Aluminium-Fluorid2. Es ist jedoch nur ein abbauwürdiges Kryolithvorkommen in Grönland vorhanden. Deshalb wird Kryolith synthetisch hergestellt. Die Schmelze besteht also aus ungefähr 8% Al2O3 und 80% Kryolith. Der Rest besteht aus Aluminium- und Lithiumflourid. Diese Stoffe erhöhen die Leitfähigkeit und senken die Schmelztemperatur. Elektrolyseofen; [Quelle: (1)] 1 2 Al2O3 = „Tonerde“ Na3AlF6 = Natriumhexafluoroaluminat 7 Der Elektrolyseofen besteht aus einer mit Kohlenstoffsteinen ausgekleideten Eisenwanne. Dieser Kohlenboden bildet die Kathode. In ihr sind Stahlschienen zur Stromzufuhr eingelegt. Als Anoden dienen die von oben hineinragenden Blöcke. Diese Blöcke sind beweglich, so daß der Abstand zwischen Kathode und Anode reguliert und konstant gehalten werden kann. Es gibt zwei verschiedene Arten von Anoden. Zum einen wären da vorgebrannte Anoden aus reinen Ausgangsstoffen (Pechkoks, Petrolkoks, Reinstkoks) und zum anderen gibt es noch die selbstbackenden Anoden (Söderberg-Anoden). Die Söderberg-Anoden bestehen aus Kohlenstoffmasse, die in einem Aluminiummantel eingefüllt ist. Durch die Ofenhitze und dem Stromfluß wird die Masse „zusammengebacken“. Die Zerlegung des Aluminiumoxids in dieser Schmelze erfolgt bei 950-970°C. Al2O3 wird dabei ständig nachgesetzt. Die Schmelze bleibt erhalten, da ein Teil der elektrischen Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird. Die Zellspannung beträgt 4,5V bis 5V. In vereinfachter Form laufen folgende Vorgänge an den Elektroden ab: Kathode: 4 Al3+ + 12 e- 4 Al Anode: 3 C + 6 O2- 3 CO2 + 12 e- Gesamtreaktion: 2 Al2O3(s) + 3 C(s) 4 Al(s) + 3 CO2(g) R H m0 = 2160 kJ/mol3 = 0.594 kWh/mol4 Der freiwerdene Sauerstoff setzt sich bei der Zerlegung von Al2O3 an den Anoden zu Kohlenstoffmonoxid oder Kohlenstoffdioxid um. Da das flüssige Aluminium eine höhere Dichte besitzt als die Schmelze, lagert es sich am Boden der Wanne an und wird so zur Kathode. Die Schmelze schützt das Aluminium vor Oxidationen. Das geschmolzene Aluminium wird von Zeit zur Zeit abgesaugt und gelangt in Warmhalteöfen. In diesen werden Gase und restliche Fremdstoffe abgeschieden. Das Aluminium wird in Barren gegossen und ist bereit zum Abtransport. Aus 4 Tonnen Bauxit erhält man rund 2 t Al2O3 und daraus etwa 1 t Aluminium mit einem Reinheitsgrad von ca. 99.5%-99.9%. In den jetzt verwendeten Aluminiumöfen für Stromstärken bis zu 150.000 A liegt der Stromverbrauch bei 14-15 kWh5 je kg Aluminium. 3 2 Quellen aus den Büchern sprechen von H = 2160 kJ/mol. Eine Internetquelle von 835 kJ/mol. Ich habe mich nach den Quellen aus den Büchern gerichtet. 4 1 kJ = 2.79 * 10-4 kWh 5 Diese Angabe ist aus der Literatur entnommen. Bei eigener Rechnung liegt der theoretische Stromverbrauch bei ca. 22 kWh. 8 Zusammenfassung der Aluminiumherstellung; [Quelle: (1)] 2.2.3 Bilanz der Gewinnung von 1 t Aluminium Rohstoffe: 4.000 kg Bauxit 150 kg Natriumhydroxid 50 kg Kryolith 600 kg Kokselektroden 9 Energieverbrauch: Theoretischer Verbrauch: 1 t Aluminium entspricht 37.065 Mol Al. - Pro Mol benötigt man 2,160 MJ6 Reaktionsenthalpie. - Die Grundmenge an Energie ist also 80.060 MJ (= 22.020 kWh) Aluminium. Tatsächlicher Verbrauch: 136460 MJ ( = 37.530 kWh) Abtrennen von Al(OH)3 39.200 MJ ( = 10.780 kWh) Dampfwärme - Brennen von Al(OH)3 17.200 MJ ( = 4.730 kWh) Heizgas - Elektrolyse von Al2O3 80.060 MJ elektrischen Strom 100 Lohnstunden Arbeitsaufwand 1 t Aluminium kostet ca. DM 5000,- Energieversorgung der Aluminiumherstellung; [Quelle: (c)] 2.2.4 Umweltbelastungen bei der Aluminium- Gewinnung 1. Landschaftsschäden bei der Bauxitgewinnung (Brasilien). 2. Der basische Rotschlamm muß deponiert werden. Nur ein kleiner Teil findet als Katalysator bei der Ammoniaksynthese nach Haber-Bosch-Verfahren Verwendung. 3. Hoher Energieverbrauch. 4. Bei der Elektrolyse läßt sich die Freisetzung von Fluor und Fluorwasserstoff nicht vermeiden. Diese schädigen Pflanzen und Tiere in der Nähe der Aluminiumfabriken. 5. Freisetzung von CO und CO2. 6 1MJ = 1 MegaJoule = 106 Joule 10 6. Aluminium-Ionen sind vor allem für Mikroorganismen im Boden toxisch. Sie sind in großen Mengen aber auch pflanzen- und tiertoxisch. [Quelle: (1)] 3 Chemisches Verhalten von Aluminium Aluminium nimmt eine besondere Stellung zwischen den Metallen ein. Mit dem Normalpotential von –1,67 V gilt Aluminium als ein sehr unedles Metall. Aluminium reagiert jedoch zum Teil vollkommen anders, als man erwarten könnte. Nach der Redoxreihe und Spannungsreihe sollte Aluminium mit Metallsulfaten edler Metalle reagieren: Redoxreihe Jedoch reagiert Aluminium überhaupt nicht mit zum Beispiel Kupfersulfat-Lösung. Um so merkwürdiger ist es jedoch, daß Aluminium sehr stark mit Kupferchlorid-Lösung reagiert. Die Reaktion mit Kupferchlorid-Lösung zum Beispiel läuft unter starker Wärmeentwicklung und starker Gasentwicklung ab. Es liegt die Vermutung nahe, daß das Aluminium eine Oxidschicht an der Luft ausbildet, welche die Reaktion behindert. Ein einfacher Versuch bestätigt dies. Wenn man Aluminiumblech mit einem scharfen Gegenstand aufritzt und ca. 5 s in eine Metallsalz-Lösung hält (z.B. Kupfer(II)sulfat), scheidet sich an den aufgeritzten Stellen Metall ab. Aluminium reagiert sowohl mit Säuren als auch mit Basen. Deshalb bezeichnet man es als amphoter7. 3.1 Die Oxidschicht des Aluminiums Aluminium wird an der Luft mit einer 5 nm8 dünnen und durchsichtigen Oxidschicht überzogen. Diese Schicht erhöht das Elektrodenpotential des Aluminiums. Bei Messungen erhält man Werte, die zum Teil weit über dem tabellierten Wert von –1.67 V liegen: In Aluminiumsulfat-Lösung, c(Al2(SO4)3) = 1 mol/l, -0.28V, in Aluminiumchlorid-Lösung. C(AlCl3) = 1 mol/l, -0.5V. Durch das erhöhte Elektrodenpotential wird das darunterliegende Metall von weiterer Oxidation geschützt. Wegen dieser Schicht reagiert Aluminium trotz seines unedlen Charakters nicht mit Wasser. Auch mit einigen Metallsalzen edler Metalle reagiert das Aluminium nicht. Um dieses Phänomen weiter zu ergründen hilft folgender Versuch. 7 8 amphoter: griech. Zwitterhaft nm = Nanometer = 10-9 m 11 3.1.1 Versuch: Das Verhalten des Aluminiums in Metallsalz-Lösungen Geräte: Zwei 100-ml-Bechergläser, 2 Aluminiumbleche Chemikalien: Kupfersulfat-Lösung, c(CuSO4) = 1 mol/l; Kupfer(II)-chlorid-Lösung, c(CuCl2) = 1 Mol/l Durchführung: Das eine Becherglas wird mit der Kupfersulfat-Lösung und das andere mit KupferchloridLösung gefüllt. Anschließend stellt man die Aluminiumbleche in die Lösung. Beobachtung: In der Kupfersulfat-Lösung geschieht nichts. In der Kupferchlorid-Lösung löst sich das Aluminiumblech innerhalb kurzer Zeit unter heftiger Wärmeentwicklung. Außerdem tritt eine starke Gasentwicklung auf und man kann das Abscheiden rötlichen Kupfers bemerken. Das gesamte Aluminiumblech wird vom rötlichen Kupfer überzogen. Die ursprünglich blaue Kupferchlorid-Lösung ist nun grün gefärbt. Auswertung: Da Aluminium von einer dünnen Oxidschicht umgeben ist, reagiert die Kupfersulfat-Lösung nicht mit Aluminium. Die Kupferchlorid-Lösung hingegen reagiert sehr stark mit Aluminium, da die Chlorid-Ionen die Oxidschicht angreifen. Diese bilden dann stabile und wasserlösliche Komplexe in der Form von Al(OH)2Cl(aq). Al2O3(s) + 2 Cl-(aq) + 3 H2O(l) 2 Al(OH)2Cl(aq) + 3 e- + 2 OH-(aq) Wenn die Chlorid-Ionen dann schließlich die Metalloberfläche erreichen, läuft eine andere Reaktion ab: Al(s)+ Cl-(aq) + 4 H2O(l) Al(OH)2Cl(aq) + 3 e- + 2 H3O+(aq) Die Oxidschicht und das Aluminium werden jedoch nicht gleichmäßig angegriffen, sondern es zeichnet sich eine sogenannte Lochfraßkorrosion ab. Zuerst bilden sich kleine lokale, lochartige Anfressungen in den Oberflächen. Diese Löcher werden immer größer. Mit zunehmender Reaktionsdauer nimmt also auch die Oberfläche des Aluminiums zu. Dadurch läuft die Reaktion noch stärker ab. Ein anschließender Test hat gezeigt, daß, wenn die Oxidschicht erst einmal entfernt wurde, Aluminium auch mit Kupfersulfat wie erwartet reagierte. Durch die Oxidschicht ist das also Aluminium „passiviert“. Selbst die meisten alkalischen und sauren Lösungen zerstören den Schutzfilm nur langsam und reagieren dann mit dem Aluminium. 12 3.1.2 Versuch: Das Verhalten des Aluminiums gegenüber von Säuren Was für Metallsalz-Lösungen gilt, sollte auch für die entsprechenden Säuren gelten. Es wird also untersucht, wie sich Aluminium gegenüber Salz- und Schwefelsäure verhält. Geräte: Drei 100-ml-Bechergläser Chemikalien: Salzsäure, c(HCl) = 1 mol/l; Schwefelsäure, c(H2SO4) = 1 mol/l; konz. Schwefelsäure Durchführung: Man füllt jeweils ein Becherglas mit Salzsäure, Schwefelsäure und konzentrierter Schwefelsäure. Schließlich gibt man das Aluminiumblech in die Lösung. Beobachtung: Es findet keine Reaktion mit verdünnter und auch nicht mit konzentrierter Schwefelsäure statt. Bei der Salzsäure läßt sich eine leichte Gasentwicklung feststellen, welche sich langsam verstärkt Auswertung: Es tritt also hier das gleiche Phänomen, wie schon bei den Metallsalzen auf. Durch die Chlorid-Ionen in der Salzsäure reagieren diese mit Aluminium, Schwefelsäure hingegen reagiert gar nicht. Dabei ist zu beachten, daß konzentrierte Schwefelsäure oxidierend wirkt, so daß sich die Oxidschicht des Aluminiums sogar noch vergrößert. Es fällt noch auf, daß die Intensität der Salzsäure-Aluminium-Reaktion nicht so stark war wie bei der Kupferchlorid-Lösung. Kupfer bildet an der Oberfläche von Aluminium kleine Kupferpusteln. Kupfer besitzt eine geringere Stromdichte9 als Aluminium. Am Kupfer ist also die Überspannung für die Abscheidung von Wasserstoff deutlich geringer als am Aluminium. Überspannung bedeutet allgemein, daß die Zersetzungsspannung des Elektrolyten auch von der Art der Elektrode abhängt (experimentell bestimmte Zellspannung liegt über der theoretisch bestimmten). Da Kupfer durch keine Oxidschicht bedeckt ist, kommt es zu einer sehr schnellen Auflösung des Aluminiums aufgrund der Ausbildung eines Lokalelements. 3.1.3 Versuch: Eloxieren von Aluminium Um den natürlichen Schutzfilm des Aluminiums zu verstärken, verwendet man das EloxalVerfahren (elektrolytische Oxidation des Aluminiums). (Schülerversuch 25 min) 9 Quotient aus Stromstärke und Oberfläche 13 Geräte: Regelbare Gleichstromquelle, Kabelmaterial, Strommeßgerät, Multimeter, Becherglas (250 ml, hohe Form), Tuch, Schmirgelpapier Chemikalien: Aluminiumbleche, Kohleelektrode, 10%ige Schwefelsäure Skizze: [Quelle: (2)] Durchführung: Zwei Aluminiumbleche werden vorsichtig abgeschmirgelt, bis die Oberfläche glänzend ist. Eines der Bleche wird als Anode (Pluspol) und die Kohleelektrode als Kathode (Minuspol) geschaltet. Der Elektrolyt besteht aus 10%iger Schwefelsäure. Eine Stromstärke von 0,6 A wird mit der Hilfe des Strommeßgerätes eingestellt. Dieser soll 20 min lang fließen. Anschließend wird der Aluminiumstreifen abgespült und man vergleicht seine Oberfläche mit dem anderen Aluminiumstreifen. Zum Schluß überprüft man noch die Leitfähigkeit an den Oberflächen der Streifen mittels eines Multimeters. Beobachtung: Das elektrolysierte Blech hat einen dünnen, weißgrauen Belag. Beim Test der Leitfähigkeit hat das elektrolysierte Blech an der Oberfläche einen praktisch unendlichen Widerstand. Das frische Blech zeigt jedoch fast keinen Widerstand an. 14 Auswertung: Auf dem Aluminium hat sich durch die Elektrolyse eine Schicht aus Aluminiumoxid gebildet. Ein Teil des Elektrodenmaterials wird aufgelöst und es bildet sich ständig Aluminiumoxid. Aluminiumoxid ist ein sehr schlechter Leiter des Stroms. An den Elektroden laufen folgende Vorgänge ab: Kathode (-)-Pol: 2 H (aq) 2e H 2 ( g ) Anode (+)-Pol: 2SO42 (aq ) S 2 O82 (aq ) 2e (aufgrund der hohen Zersetzungsspannung nicht möglich) 1 H 2 O(l ) O2 ( g ) 2 H (aq) 2e 2 4 Al ( s) 3O2 ( g ) 2 Al 2 O3 ( s) 3.1.4 Verwendung von eloxierten Aluminium Beim Eloxal-Verfahren wird die Dicke der natürlichen Oxidschicht von 5 nm auf ca. 0.03 mm verstärkt. Es bildet sich eine Porenstruktur, welche unter dem Elektronenmikroskop ein wabenähnliches Aussehen ergeben. Wäscht man eloxiertes Aluminium in Wasser, wird ein Teil von dem Aluminiumoxid in Aluminiumhydroxid übergeführt. Die Poren bleiben erhalten. Man kann nun unterschiedliche Farbstoffe in die Poren einlagern. Somit kann man eine breite Skala von Farbtönen abdecken. Man benutzt häufig saure organische Farbstoffe, da diese mit Aluminiumoxid leicht Komplexbindungen eingehen. Somit sind die Farben sehr witterungs- und lichtbeständig. Man kann Aluminiumoxid mit heißem Wasserdampf bearbeiten. Dabei schließen sich die Poren und es entsteht ein Aluminiumhydroxid-Gel. Vorher eingelagerte Farbstoffe werden jetzt mit den Poren verschlossen. Bei hohen Temperaturen verdichtet sich die Schicht aufgrund von Quellungen. Diese Schicht ist mechanisch sehr widerstandsfähig und korrosionsbeständig. Da die Schicht durchsichtig ist, bleibt der Glanz erhalten. Die Schicht wird selbst von starken Säuren und Basen nicht mehr angegriffen. Der eloxierte Gegenstand läßt sich problemlos weiterverarbeiten. Die Schicht blättert nicht vom Grundmetall ab. 15 4 Aluminiumverpackung Aluminium findet man fast in allen Verpackungen. Reines Aluminium verwendet man zum Beispiel als Einpackfolie für Schokolade, Joghurt-Becherdeckel, Tuben, Servicegeschirr, Spraydosen, Katzenfutterdosen und Schraubverschlüssen. In Verbunden wird Aluminium in Getränkekartons, Kaffee-Vakuumverpackungen und Instantsuppentüten benutzt. Anwendungen von Aluminium im Verpackungsbereich 10% Tuben/Aerosoldosen 17% Nahrungsmittel/Getränkedosen 49% Kapseln/Schraubverschlüsse Dünne Bänder/Folien 24% [Quelle: (e)] 4.1 Verbundverpackungen Jede Verpackung, die aus zwei oder mehr Materialien besteht und sich nicht von Hand trennen läßt, wird „Verbund“ genannt. Die ersten Aluminiumverbundfolien wurden im zweiten Weltkrieg zunächst für den militärischen Bedarf entwickelt. Nach der Bestandsprobe unter ungewöhnlich harten Bedingungen ging auch die Industrie dazu über, für besonders empfindliche Güter Schutzfolien einzusetzen. Der besondere Vorteil der siegelfähigen Alu-Verbundfolien liegt darin, daß aufgrund der Siegelbarkeit eine Verpackung in fast beliebiger Größe möglich ist. Schutzverpackungen dieser Art bieten auch die Möglichkeit einer Unterdruckverpackung. 16 1954 begann eine Hamburger Molkerei mit dem Abfüllen von Sahne in tetraederförmige Verbundkartons. Der H-Milch-Karton mit Aluminiumschicht wurde 1969 in Deutschland eingeführt. Heutzutage ist die Technik so weit entwickelt, daß gerade mal 27 Gramm Verpackung ausreichen, um ein Liter Nahrungsmittel zu verpacken. Das bedeutet, daß nur 3% auf die Verpackung entfallen. Diese Relation schafft noch nicht einmal das Ei als optimale Verpackung der Natur. Bei einem Ei trägt die Schale 10% des Gesamtgewichtes. Verbundverpackungen bestehen zu 75 bis 80 Prozent aus Papier. Das Papier bildet den Kern und ist für die Stabilität zuständig. Als Kunststoff wird meistens Polyethylen benutzt. Dieses macht die Packung „dicht“. Aluminium dient zum Schutz des Produktes vor Licht (sehr wichtig bei Milch) und Sauerstoff. Die Aluminiumfolie ist gerade mal 0,0064 mm dick. Diese hauchdünne Aluminiumfolie wird auch nur bei Kartons für haltbare Produkte gebraucht. Bei zum Beispiel Frischmilch besteht die Verpackung nur aus Karton und Polyethylen. [Quelle: (d)] Die drei größten Getränkekartonhersteller sind Tetra Pak, SIG Combibloc GmbH und Elopak. Der Verbrauch an Verbundverpackungen betrug 549.218 Tonnen im Jahre 1997. Die Verwertungsmenge lag bei 420.246 Tonnen. 17 4.2 Recycling von Aluminiumverpackungen Aluminium ist ein Metall, welches aufgrund des teuren Herstellungsprozesses zu wertvoll ist, um es einfach wegzuwerfen. Aluminium muß aus den Abfällen zurückgewonnen werden. Ungefähr 30% des heute verarbeiteten Aluminiums stammt aus dem Recyclingprozeß. Zum Einschmelzen von Aluminium wird nur 5% der Energie benötigt, die zur seiner Herstellung nötig war. Aus dem Baubereich kommt ungefähr 70% des verwendeten Aluminiums zurück. Am schwierigsten ist Aluminium als Haushaltsverpackung zu recyceln. Verwertungsmenge der Aluminiumverpackungen 45 39,6 Tausend Tonnen 40 35,9 35 29,1 30 31,6 25 20 15 8,9 10 5 0,358 0 1992 1993 1994 1995 1996 1997 [Quelle: (c)] 4.2.1 Aussortieren von Aluminium mittels der Wirbelstromtechnik Das wirtschaftliche Aussortieren von Aluminium geschieht mit Hilfe von Wirbelstromscheidern. Diese werden auch Nichteisen (NE)-Abscheider genannt. Diese Technik wurde schon im Jahre 1889 von Thomas Alva Edison patentiert. Sie ist jedoch erst in den letzten zehn Jahren rentabel geworden. Die Wirbelstromtechnik trennt alle nichteisenhaltige Metalle wie Aluminium aus einem vorbeiziehenden Verpackungsstrom. Schnell rotierende Magnete erzeugen in den Aluminiumteilen einen Strom. Der wiederum erzeugt ein Magnetfeld in entgegengesetzter Ausrichtung zum Magnetfeld des NE-Abscheiders. Somit werden am Ende des Sortierbandes Aluminiumteile abgestoßen und über eine Trennwand hinweggeschleudert. Ein Wirbelstromscheider neueren Typs ermöglicht eine noch größere Erhöhung des aussortierten Aluminiums. Dabei wird das Aluminium nicht über eine Trennwand geschleudert, sondern durch einen rückwärts drehenden Magneten in die entgegengesetzte Richtung zum Hauptstrom zurückgeschleudert. 18 Ein Wirbelstromscheider erfaßt nicht nur Reinaluminium, sondern auch aluminiumhaltige Verbunde. Diese werden mittels eines „Detektionsgerät“ getrennt. Detektionsgerät; Quelle: [c] Ein Detektionsgerät erkennt das typische Lichtspektrum, das solche Kartons reflektieren, die mit Nahinfrarot bestrahlt werden. Der Computer verarbeitet diese Daten. Am Ende des Transportbandes befindet sich eine Ausblasanlage mit 30 Luftdüsen. Unabhängig von der Position der aluminiumhaltigen Verpackung werden diese gezielt erfaßt und in die entsprechenden Behälter katapultiert. 19 Zusammenfassung des Recyclings von Aluminiumverpackungen; [Quelle (c)] 4.2.2 Wiedergewinnung von Aluminium mittels der Pyrolyse Blankes und unbedrucktes Aluminium wird direkt eingeschmolzen. Lackiertes oder beschichtetes Aluminium muß jedoch zuerst von den anderen Materialien getrennt werden. Dabei hat sich das „Pyrolyseverfahren“ bewährt. Dabei werden die Reste mittels eines Schwelprozesses bei ca. 500°C in Gase überführt, welche an anderer Stelle zur Energieerzeugung des Recylingprozesses verwendet werden. Feste Pyrolyserückstände (Pyrolysekoks) werden durch Absieben getrennt. Recyceltes Aluminium besitzt einen breiten Abnehmerpreis. Das Material kann entweder erneut als Verpackung dienen oder findet in der Bau- und Fahrzeugindustrie Gebrauch. Bei der Herstellung von Neuware aus Sekundäraluminium lassen sich bis 95% der erforderlichen Energie sparen. Somit ist recyceltes Aluminium sehr wirtschaftlich. Recyceltes Aluminium nimmt bei der Herstellung von Neuware in Deutschland einen Anteil von 42 Prozent ein. 20 4.2.3 Recycling von Verbunden mit Hilfe von Pulpern Bis vor kurzem galten einige Verbunde als unzertrennlich. Heute gibt es jedoch Möglichkeiten, mit denen die einzelnen Bestandteile wiedergewonnen werden. Die aussortierten Verbunde werden in Ballenpressen zu 500 kg schweren Paketen zusammengepreßt. Nun stehen zwei Verfahren zu Verfügung, aus denen sich die einzelnen Materialien wieder zurückgewinnen lassen. Bei der ersten Variante fallen die Ballen in einen sogenannten Pulper, welcher ein großes Wasserbecken darstellt, in dem sich bei 40°C riesige Rotorblätter drehen. Die ganze Anlage ähnelt somit einem Küchenmixer. Durch die Reißwirkung des Rotors lösen sich die Verbunde auf und Wasser dringt in den Karton ein. Durch das Aufquellen des Kartons trennen sich der Kunststoff und das Aluminium. Der Papieranteil wird am Boden des Pulpers abgesaugt, ausgepreßt und auf einer Papiermaschine weiterverarbeitet. Danach wird das Becken neu befüllt. Bei der zweiten Variante wird ein Trommelpulper benutzt. Ein Trommelpulper kann kontinuierlich befüllt werden, was die Verwertungskapazität von 70 bis zu 170 Tonnen pro Tag erhöht. Ein Trommelpulper besteht aus einer Röhre von 20 bis 30 Meter Länge und einem Durchmesser von rund drei Meter. Die Trommel dreht sich langsam um die eigene Achse. Durch das Aufquellen der Kartons lösen sich die Stoffe voneinander. Da die Trommel leicht geneigt ist, werden die Stoffe in einen zweiten Teil der Trommel transportiert, wo die Papierfasern durch Löcher in der Trommelwand nach außen gespült werden. Das Papier kann man als Hygienepapiere, Papiertaschen, Wellpappen und Eierkartons verwenden. Die hauchdünnen Aluminium- und Kunststoffschichten können in Zementwerken verwertet werden. Das Polyethylen, ursprünglich aus Erdöl hergestellt, dient als Energielieferant. Mit seinem sehr hohen Heizwert kann es den üblicherweise eingesetzten Energielieferanten Steinkohle ersetzten und besitzt dank der Reinheit bessere Emissionswerte. Bauxit kann aus den Aluminiumfolien substituiert werden und verbessert die Abbindeeigenschaften des Zements. 21 Zusammenfassung des Recyclings von Verbunden; [Quelle: (c)] Tausend Tonnen Verwertungsmenge der Verbundverpackungen 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 444,8 420,2 296,5 51,7 78,3 4,614 1992 1993 1994 1995* 1996* 1997* [Quelle: (c)] 22 4.3 Versuch: Aluminium als Getränkeverpackung Allgemeines: Immer wieder wird erzählt, daß Aluminium toxikologisch vollkommen unbedenklich sei (Anmerkung: Al3+-Ionen sind in großen Mengen pflanzen- und tiertoxisch). Dies hört man jedenfalls immer wieder von den Aluminiumherstellern. Da man bei Aluminium oft nicht genau sagen kann, ob es denn nun mit einem Stoff reagiert (siehe Chemisches Verhalten von Aluminium Seite 11), habe ich mir überlegt, ob nicht irgendwelche Inhaltsstoffe in Getränken mit Aluminium reagieren werden. Schließlich werden bei der Färbung von eloxiertem Aluminium organische Säuren benutzt, die mit Aluminiumoxid leicht Komplexverbindungen eingehen. Fruchtsäfte werden zum Beispiel fast gar nicht in Aluminiumdosen verkauft Somit habe ich mir einen Versuch ausgedacht, bei dem ich feststellen kann, ob oder wieviel Aluminium sich in Lebensmittelgetränken löst. Ich bin also in den Supermarkt gegangen und habe viele verschiedene Getränke und Aluminiumfolie gekauft. Zu Hause habe ich nun die Getränke in Plastikbecher abgefüllt und in jeden Becher drei Aluminiumstreifen mit der Länge von 5 cm und der Breite von 1,5 cm gelegt. Das Ganze habe ich nun bei Zimmertemperatur für eine Woche stehengelassen, obwohl ich einige Bedenken hatte, ob denn die Säfte nicht verschimmeln würden. Das Risiko mußte ich jedoch eingehen, da eventuell durch die niedrige Temperatur im Kühlschrank Reaktionsprozesse mit dem Aluminium erheblich verlangsamt werden könnten. In der Schule habe ich die Proben mit einem Aluminiumtest untersucht. Mit diesem Test lassen sich Aluminium-Ionen empfindlich und weitgehend störungsfrei halbquantitativ bestimmen. Durchführung: Zuerst wird die Probe in einen 5 ml Meßbecher eingefüllt. Danach mißt man den pH-Wert und erhöht ihn mit Reagenz 1 (= 50%ige Kalilauge). Beim pH-Wert von 13 hört man auf und benutzt das Aluminium-Teststäbchen. Als nächstes gibt man Reagenz 2 hinzu, vergleicht schließlich das Teststäbchen mit einer Farbtabelle und bestimmt die Al3+ Konzentration. 23 Beobachtungen: Getränk Mezzo-Mix Wein pH-Wert am Anfang 3,7 4 Änderungen am Getränk Al3+-Konzentration [mg/l] Keine Änderung 10 Trübung 50 Credyt Orangensaft 4,1 Trübung, Anfänge von Zerstetzungen 20+ Juppy Traubensaft 3,6 Keine Änderung 10+ Fanta Limette 2,9 Trübung 0-10 Sprite 3.0 Keine Änderung 0-10 Apfel-Schorle * * * Ice-Tea Citron 3.2 Trübung 15 Punica Tea & Fruit 3.3 Trübung 25 Mineralwasser 6.8 Keine Änderung 0 Punica Melon Tropic 3.6 Keine Änderung 10 Hohes C 4.1 Trübung 10 * * Gemüsesaft * * = keine oder zu ungenaue Werte durch starke Verschimmelung + = Störung der Al3+-Bestimmung durch die eigene Farbe des Saftes Ein paar von den Fruchtsäften sind schon durch Bakterien zersetzt worden. Dabei waren die Apfel-Schorle als auch der Gemüsesaft die Vorreiter. Alle Getränke bis auf das Mineralwasser besaßen einen Al3+-Anteil. Des weiteren fällt auf, daß fast alle Getränke, die einen Al3+-Gehalt von 10 mg/l oder mehr besitzen, getrübt sind. Einige Trübungen, wie zum Beispiel beim Hohem C, haben einen anderen Charakter als zum Beispiel bei Punica Tea & Fruit. Während es bei Hohem C eher nach einer Schimmeltrübung aussieht, sieht es bei Punica Tea & Fruit so aus, als ob ein weißlicher Feststoff ausgefallen ist. Dies war besonders beim Wein sehr gut zu sehen. Deutung: Das Ergebnis stimmt ungefähr mit dem überein, was ich erwartet habe, auch wenn es ein wenig von den Bakterien gestört wurde, die sich besonders in den Fruchtsäften sehr wohl 24 gefüllt hatten. Wenn jemand diesen Versuch wiederholen möchte, würde ich ihm raten, die Plastikbecher luftdicht zu verschließen. Ich hatte zwar meine Becher auch mit Aluminiumfolie verschlossen, jedoch war schon vorher Luft im Becher. Kein Getränk hat einen übermäßigen Al3+-Gehalt, bei den meisten kann man jedoch etwas nachweisen. Viele Getränke werden in Aluminiumdosen verkauft. Fanta, Sprite und MezzoMix, die allesamt in Aluminiumdosen verkauft werden, wiesen nur einen geringen Al3+Gehalt auf. Die Trübung bei Fanta ist wahrscheinlich eher auf Zersetzungen als auf Reaktionen mit Aluminium zurückzuführen. Die Säfte hingegen besitzen im Durchschnitt einen höheren Al3+-Anteil. Auch bestehen die Trübungen mehr aus weißem Feststoff. Ein Blick in die Literatur belegt diese Beobachtung. Trübungen durch Aluminiumhydroxid treten etwa bei einem Aluminiumgehalt von 20 mg/l oder mehr auf. Fruchtsäfte werden normalerweise nicht in Aluminiumverpackungen verkauft. Im Tetra-Pak ist zwar Aluminium enthalten, jedoch kommt dabei das Getränk nicht direkt mit dem Aluminium in Kontakt. Es macht also durchaus Sinn, Fruchtsäfte in Glasbehältern und nicht in Aluminium-Verpackungen zu verpacken. Es fiel auf, daß beim Mineralwasser keine nachweisbaren Al3+-Ionen zu finden waren. Des weitern war Mineralwasser das einzige Getränk, das einen annähernd neutralen pH-Wert besaß. Man könnte diese Überlegung nun fortführen und eine Versuchsreihe aufbauen, in der man das Reaktionsverhalten von Aluminium mit verschiedenen Säuren und Basen untersucht. Zwar reagiert Aluminium aufgrund der Oxidschicht nicht mit den meisten anorganischen Säuren, jedoch gibt es noch genug Stoffe, mit denen Aluminium ohne weiteres reagiert. Etwas aus der Reihe fällt Wein bei diesem Versuch. Im Vergleich zu den anderen Getränken weist dieser eine weitaus höhere Al3+-Konzentration aus. Woran das liegt, konnte ich jedoch nicht aufklären. Jedoch wird Wein immer häufiger in Aluminiumfässern gelagert. Dies könnte eventuell ein Grund für die erhöhte Al3+-Konzentration darstellen. 25 5 Zusammenfassung Insgesamt habe ich durch die Facharbeit einen umfassenden Einblick in die Welt des Aluminiums erhalten. Besonders das chemische Verhalten von Aluminium hat mich sehr überrascht. Daß es sich zum Teil aufgrund der Oxidschicht sehr sonderbar verhält, hatte ich nicht erwartet. Für mich war Aluminium ein Metall, wie jedes andere auch, welches nur durch seine geringe Dichte ein besondere Bedeutung hatte. Daß es einen doch sehr unedlen Charakter besitzt, habe ich zu Beginn meiner Arbeit nicht gedacht. Um so faszinierender und noch interessanter fand ich den Herstellungsprozeß des Aluminiums. Es ist schon erstaunlich, wieviel Energie und Arbeit aufgewendet wird, um dieses Metall zu gewinnen und wiederzugewinnen. Die vielen Vorteile des Aluminiums rechtfertigen jedoch diesen Aufwand. Mit dem Blick auf die Umwelt ist der immense Energieverbrauch zur Herstellung des Aluminiums immer noch der größte Nachteil. Es wird sich jedoch kaum vermeiden lassen, daß Aluminium eine immer größere Rolle spielen wird. Die vielen Verwendungsmöglichkeiten von Aluminium waren mir erst gar nicht so bewußt. Aluminium ist mittlerweile eines der am meisten produzierten Metalle, und die Produktion wird sicherlich noch weiter ansteigen. Alles im allem war die Facharbeit eine Bereicherung für mich. Ich denke, solche Themen wie dieses über Aluminium zeigen den Schülern, daß die Chemie zum Teil vielfältiger und auch interessanter ist als man sie sich zunächst vorstellt. Ich jedenfalls bin oft genug bei meinen Recherchen überrascht worden. 26 6 Literaturverzeichnis (a) Schule 99: Grundstock des Wissens, Serges Medien Köln, 1998 (b) Meyers Handbuch über die Technik, Bibliographisches Institut Mannheim; Klambt-Druck GmbH, Speyer; 1964 (c) Verpackungsrecycling: Techniken, Trends, Tendenzen; Herausgegeben von „Der Grüne Punkt“ – Duales System Deutschland AG, 1998 (d) Der Getränkekarton: Kreislaufverpackung Kartonverpackungen e.V. mit Zukunft; FKN – Fachverband (e) Chemie heute, Sekundarbereich 2, Schroedel Schulbuchverlag GmbH Hannover, 1988 (f) Chemkon, VCH Verlagsgesellschaft Weinheim, 1996 (g) Lehrbuch für Elektrochemie, 5. Auflage, Chemie GmbH, 1972 (h) Vorlesungsniederschrift Chemie, Prof. Dr. W. Brockner, Papierflieger e.V., 1996 Internet: (1) http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/echemie/alugewt.htm/ (2) http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/echemie/eloxalt.htm/ (3) http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/haus/metalle.htm/ (4) http://dc2.uni-bielefeld.de/dc2/wsu-grund/kap_14.htm/ (5) http://www.tetrapak.de/recyceln/1443.htm/ (6) http://www.tetrapak.de/inhalt/814.htm/ (7) http://www.dmg.co.uk/altoday/ (8) http://www.alucan.org.uk/ (9) http://www.eaa.com/ (10) http://www.eaa.net/whatis.htm#Some facts and figures/ (11) http://www.vaw.de/ (12) http://www.vaw.de/Link5B_1.html/ (13) http://www.aluminum.org/ (14) http://www.bir.org/gr/index.html/ (15) http://www.gruener-punkt.de/ 27 7 Selbständigkeitserklärung Hiermit erlaube ich mittels meiner Unterschrift der Robert-Koch-Schule die Veröffentlichung meiner Facharbeit unter dem Thema „Aluminiumherstellung und dessen Verwendung in der Verpackungsindustrie“. Des weiteren versichere ich, daß ich diese Facharbeit selbst geschrieben, bearbeitet und verarbeitet habe. Die Informationsquellen, aus denen ich meine Informationen gewonnen habe, habe ich selbst zusammengesucht. Informationen, die direkt aus den Quellen entnommen wurden, sind als solche immer angemerkt. Außer dem Lehrkörper und ich war niemand an der Fertigstellung dieser Facharbeit beteiligt. Mit freundlichen Grüßen, ____________________ 28
