6-10 KONSUM ALUMINIUM SACH INFORMATION LEICHTER WERKSTOFF ALUMINIUM VOM BAUXIT ZUM ALUMINIUM HERSTELLUNG UND OBERFLÄCHENBEHANDLUNG ÖKOLOGIE

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1 SACH INFORMATION LEICHTER WERKSTOFF Weltweit betrachtet ist Aluminium nach Stahl der wichtigste metallische Werkstoff. Es ist korrosionsbeständig, hat geringe Dichte und leitet gut elektrischen Strom. Außerdem ist es leicht zu bearbeiten und zu verformen. Dies und die Langlebigkeit der aus diesem Metall hergestellten Produkte führten seit 1950 zu einer Steigerung der Aluminiumproduktion um mehr als das Achtfache. VOM BAUXIT ZUM Das abgegrabene Erz - Bauxit - enthält Aluminiumoxid, Eisenoxid,Titanoxid und Kieselsäure. Bei der Aufbereitung nach dem Bayer-Verfahren wird das Aluminiumoxid (AL2O3 oder Tonerde) aus den anderen Mineralien mit Natronlauge herausgelöst. Dieses Verfahren wurde vom Österreicher K. J. Bayer entwickelt und 1892 patentiert. Aus der Lösung wird das reine Aluminiumoxid, der Rohstoff für die Elektrolyse, gewonnen. Bei der Elektrolyse ist die Elektrolytzelle mit ca. 20 Tonnen geschmolzenem 950 C heißem Kryolith gefüllt. In diesem Bad sind ca. zwei bis vier Prozent Tonerde gelöst. Bei einer Gleichspannung von vier bis fünf Volt zwischen Anode und Kathode angelegt, beträgt der Stromfluss durch das Bad ca Ampere. Die Tonerde spaltet sich dabei in Aluminium und Sauerstoff. HERSTELLUNG UND OBERFLÄCHENBEHANDLUNG Aluminium besitzt eine natürliche Oxidschicht, die aber nur max. 0,1 µm stark ist. Beim Eloxieren (eine beschleunigte Oxidation mit elektrischem Gleichstrom und Schwefelsäure, die eine weitere Korrosion unmöglich macht) wird die Dicke der natürlichen Oxidschicht wesentlich erhöht. Elektro-Pulverbeschichtung ermöglicht eine vielfältige Farbgestaltung, wobei auch der Glanzgrad die Farbwirkung beeinflusst. Um Aluminium recyclen zu können, muss es gesammelt und richtig entsorgt werden. Nicht nur Aludosen, sondern auch industrielle Aluminiumabfälle werden gesammelt und wiederverwertet. ÖKOLOGIE Die Vorteile von Aluminium (leicht und stabil) sind in einigen Bereichen ökologisch konkurrenzlos (zum Beispiel Autokarosserien). Die gegenüber Stahlkarosserien erhöhten Energieaufwendungen für Aluminium kompensieren sich aufgrund des geringeren Fahrzeuggewichtes nach ca km. Aluminium weist jedoch einen hohen Energieverbrauch und ökologisch sehr viele negative Folgen auf: Bei der Gewinnung die Abholzung und Brandrodung des Regenwaldes für Staudämme, die Vertreibung der indigenen Völker, die Aluminiumabfälle werden im Metallcontainer gesammelt. ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH

2 SACH INFORMATION Verschmutzung der Flüsse durch schwermetallhaltigen Rotschlamm; bei der Verarbeitung der hohe Energieverbrauch, der obwohl pro kg Aluminium von 21 kwh (1950) auf 13,5 kwh (1990) gesenkt, immer noch sehr hoch ist. Mit der Energie, die ZUSAMMENFASSUNG: Bei den Verpackungsmaterialien nimmt Aluminium - verglichen mit Glas, Polyethylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Weißblech und Papier - bei der Produktion eine absolute Spitzenreiterrolle in Bezug auf Energieverbrauch, Wasser- und Luftverschmutzung ein. Als Jausenbrotverpackung ist der Alufolie das Butterbrotpapier vorzuziehen, weil das Papier aus Holz von heimischen, nachwachsenden Bäumen erzeugt wird. Dort wo es nicht durch andere, umweltfreundlichere Materialien ersetzt werden kann, sollte es gesammelt und dem Recycling zugeführt werden. für die Erzeugung einer Getränkedose benötigt wird, könnte eine Glühbirne 40 Stunden lang leuchten. Daher sollte man auf Lebensdauer, Materialeinsparung und Leichtbauweise achten und darauf, dass das Recycling funktioniert. Für eine Dose mit 360 Gramm fällt Abfall in der zehnfachen Menge an. Getränke aus der mehrfach verwendbaren Pfandflasche sollten auch im Schulhof Vorrang haben. RECYCLING Aluminium kann nach Gebrauch beliebig oft wieder eingeschmolzen werden. Für die Produktion dieses "Sekundäraluminiums" sind etwa sechs Prozent der Energie erforderlich, die für die Primärproduktion benötigt wird. In Österreich werden 2678 Tonnen (Stand 2001) Aluminiumverpackungen gesammelt, Probleme bereiten aber auch hier die vermischten Abfälle, beispielsweise die Verpackungen. ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH

3 DIDAKTISCHE UMSETZUNG Müll vermeiden und nicht vermeidbaren Müll richtig zu trennen um ihn anschließend wieder zu verwerten, sind wichtige Ziele der Unterrichtsarbeit. In diesem Sinne sind bereits Kinder imstande, einfache Überlegungen zur Lösung des Abfallproblems anzustellen. Gerade beim Thema Aluminium kann es Kindern gelingen diese Gedanken umzusetzen. Nachdem wir die Eigenschaften von Aluminium kennen gelernt haben, untersuchen wir Aluminiumprodukte aus dem Erfahrungsbereich der Kinder näher. Zuletzt erfolgt ein Einblick in die Produktion von Aluminium. LERNZIELE: Die SchülerInnen lernen, dass das Metall Aluminium in ihrem täglichen Leben in Form von Verpackungsmaterialien vorkommt. Sie stellen die Eigenschaften von Aluminium fest und erfahren, dass die Erzeugung von Aluminium einen sehr hohen Energieaufwand bedeutet und die Umwelt belastet. Die Kinder werden darin bestärkt, eigene Initiativen zum Umweltschutz in die Tat umsetzen zu wollen. Dabei spielt die Erkenntnis, dass sie selbst zur Abfallvermeidung beitragen können, eine wichtige Rolle. Anhand des Recyclingvorganges von Aluminium soll den Kindern bewusst werden, dass Metalle, insbesondere Aluminium, wieder verwendet werden können und daher richtig entsorgt werden sollen. Ein Fahrrad mit einem Aluminiumrahmen ist angenehm leicht. Die richtige Mülltrennung und -entsorgung ist bereits in der Grundschule ein wichtiges Thema. ORT: Klassenraum, eventuell Lehrgang zu einer Altstoffsammelstelle. ZEITAUFWAND: eine bis eineinhalb Einheiten für die Grundstufe 1, ein bis zwei Einheiten für die Grundstufe 2. MATERIALIEN: Schautisch, verschiedene Gegenstände oder Abfälle aus Metall, zum Beispiel Besteck, Kochgeschirr, Alufolie, Aludose, Nägel, Konservendose, Metalltube, Fischdose, Werkzeug, Draht, ein kleines Stück Rohr, Lebensmittel in Alufolienverpackung (Schokolade, Joghurt, eingepacktes Jausenbrot), Schuljause alternativ verpackt.textkärtchen (Aluminium: leicht, formbar und doch fest, kalt, glatt, undurchsichtig, glänzend, nicht magnetisch), Magnet, Handpuppe ( Umweltmaskottchen ), kopierte Arbeitsblätter, Arbeitsblatt auf Overheadfolie kopiert, ev.tuch zum Verbinden der Augen. KOSTEN: gering, da etliche Gegenstände von daheim mitgenommen werden können. Aluminium aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften mittlerweile unverzichtbar in der Automobilbranche. ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH

4 DIDAKTISCHE UMSETZUNG Interessantes erfahren wir beim Untersuchen der Eigenschaften des Metalls Aluminium. Kinder erfinden gerne Werbeslogans und gestalten begeistert Werbeplakate! Wie wäre es damit, ein Plakat für eine Jause, die vor allem für die Umwelt gesund ist, zu entwerfen? INFO SERVICE: Zahlreiche didaktische Materialien für LehrerInnen und SchülerInnen bietet der Verein Südwind NÖ-Süd, siehe Produktion international Service. UMSETZUNG: Mit dem informierenden Unterrichtseinstieg, das Metall Aluminium näher zu untersuchen, ist man schon mitten in der Thematik. Auf einem Schautisch sind verschiedene Gegenstände aus Metall aufgebreitet. Zunächst kann man feststellen, dass alle Dinge aus Metall sind. Dann wird unterschieden, welche Gegenstände davon aus Aluminium sind. Nachdem Aluminium im Gegensatz zu anderen Metallen nicht magnetisch ist, untersucht man die Gegenstände mit einem Magneten und teilt diese in zwei Gruppen. Als nächsten Schritt kann man die Eigenschaften von Aluminium herausfinden. Durch Tasten und Fühlen, eventuell mit verbundenen Augen, werden einige Eigenschaften festgestellt. Hilfreich sind vorbereitete Textkärtchen, die rund um das Kärtchen Aluminium angeordnet werden. Anschließend werden Überlegungen angestellt, was mit Metallverpackungen und Metallabfall passiert. Eine kleine Handpuppe, ein Maskottchen, das immer wieder beim Thema der richtigen Mülltrennung oder Müllvermeidung auftritt, könnte den Kindern jetzt zeigen, wie sie Metallabfälle richtig entsorgen können. Ist die nächste Altstoffsammelstelle nicht weit entfernt oder gibt es eine schuleigene Sammelstelle, kann man einen Unterrichtsgang dorthin festsetzen. Metallabfälle werden gleich richtig entsorgt und auf dem Container ist zu lesen, was hier deponiert werden soll oder was nicht hineingehört. Zurück in der Klasse wird das in Alufolie verpackte Jausenbrot und die Aludose näher betrachtet. Wieder kommt ein Impuls vom schlauen Maskottchen, das den Tipp gibt, gleich beim Einkaufen darauf zu achten, dass die Ware keine oder wenig Verpackung hat. Es wird herausgearbeitet, dass die Kinder statt der Aludose ihren Saft gleich in einer Mehrwegflasche kaufen oder eine Getränkeflasche immer wieder befüllen könnten. Eine Aludose ist nämlich ein richtiger Umweltbösewicht, weil sie sehr viel Müll verursacht und ihre Herstellung sehr viel Energie und Rohstoffe verbraucht und die Umwelt belastet. Ebenso soll das Jausenbrot nicht in Alufolie verpackt werden, sondern in einer Plastikdose, die jahrelang verwendbar ist.verdeutlichen kann die Lehrkraft dies mit einem einfachen Tafelbild: Auf der einen Seite sind die immer wieder befüllbare Getränkeflasche und Jausendose auf der anderen Seite der Abfall von fünf Schultagen gezeichnet, wenn Aludose und Alufolie verwendet werden. Das Arbeitsblatt kann zur Wiederholung des Gelernten eingesetzt werden. Die Kinder der Grundstufe 2 erarbeiten noch zusätzlich Informationen über die Herstellung von Aluminium mit Hilfe des Arbeitsblattes. Zuerst wird das Arbeitsblatt auf Overheadfolie kopiert und mit den Kindern besprochen. Anschließend lösen die Kinder in Partnerarbeit das Arbeitsblatt selbstständig. ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH

5 ARBEITSBLATT Wenn du das Puzzle richtig zusammenfügst, kannst du lesen, was du schon über das Metall Aluminium gelernt hast. Was gehört in den Metallbehälter? Zeichne Pfeile! APFEL ALUDOSE FISCHDOSE BANANENSCHALE METALLTUBE TIERFUTTERDOSE TETRAPACKERL JOGHURTDECKEL KONSERVENDOSE METALLVERSCHLUSS BATTERIE GLASFLASCHE MARMELADEGLAS ZEITUNG ÖKO LOG NIEDERÖSTERREICH Lösungen:1. Feldern, 2. der Gräser, 3. täglich, 4. Kohlen- Nahrungsmittel, 9. Asien, 10. gekocht. hydrate, , 6. sehr viel, 7. weiß, 8. das wichtigste

6 ARBEITSBLATT Setze die Wörter vom Kästchen richtig ein! Was hat die Aluminiumherstellung mit dem Regenwald zu tun? Aluminium ist ein. Weil es besonders ist, ist es sehr beliebt. Besonders oft wird es in der Automobilindustrie und für den gebraucht. Du kennst es gut als. Da Aluminium in der Natur nicht als reines Metall vorkommt, Rohstoff Metall Fabriken leicht Flugzeugbau Aludose und Alufolie Bergwerk Regenwälder sehr schädlich Kraftwerke muss es in erzeugt werden. Der wichtigste für die Herstellung von Aluminiumprodukten ist das Erz Bauxit. Es ist ein Bodenschatz. Das heißt, um es zu finden, muss tief in die Erde gegraben werden. Es wird in einem abgebaut. Besonders viel Bauxit kommt in Ländern wie Guinea, Jamaika und Brasilien vor. Gerade dort befinden sich die riesigen, die für unsere Erde sehr wichtig sind. Um Fabriken und Bergwerke zu bauen, müssen große Teile der Wälder abgeholzt werden. Beim Abbau von Bauxit und bei der Erzeugung von Aluminium entstehen besonders giftige Gase und Abwässer, die für die Menschen und die Natur sind. In der Umgebung von Aluminiumwerken sind Menschen, Pflanzen und Tiere in Gefahr. Außerdem wird bei der Herstellung von Aluminium enorm viel Energie benötigt. Deshalb werden riesige mit großen Stauseen gebaut. Auch das hat schlechte Folgen für die Natur. Vielleicht verstehst du jetzt, warum es so wichtig ist Müll zu vermeiden? Dadurch werden weniger Rohstoffe verbraucht. Außerdem ist es ganz wichtig nicht vermeidbare Abfälle richtig zu entsorgen, damit sie wieder verwertet oder verwendet werden können. Bitte denke daran, wenn du Schokolade oder eine Getränkedose im Supermarkt kaufen willst, oder wenn du deine Schuljause verpacken möchtest!