氧化鋁的生產(chǎn)方法和主要晶相

 

 

 

-純凈的冶金級(jí)工業(yè)氧化鋁是白色無定形粉末，俗稱礬土，密度3.9-4.0g/cm3，熔點(diǎn)2050℃、沸點(diǎn)2980℃，不溶于水，氧化鋁主要有α型和γ型兩種變體，工業(yè)上可從鋁土礦中提取。

 

-鋁土礦（Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O）是鋁在自然界存在的主要礦物，將其粉碎后用高溫氫氧化鈉溶液浸漬，獲得鋁酸鈉溶液；過濾去掉殘?jiān)�，將濾液降溫并加入氫氧化鋁晶體，經(jīng)長時(shí)間攪拌，鋁酸鈉溶液會(huì)分解析出氫氧化鋁沉淀；將沉淀分離出來洗凈。

 

-再在900-1100℃的溫度下煅燒，就得到α氧化鋁微粉，母液可循環(huán)利用。此法由奧地利科學(xué)家拜耳（K.J.Bayer）在1888年發(fā)明，時(shí)至今日仍是工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁的主要方法，人稱“拜耳法”。

 

-α氧化鋁的晶格中，氧離子為六方緊密堆積，Al3+對(duì)稱地分布在氧離子圍成的八面體配位中心，晶格能很大，故熔點(diǎn)、沸點(diǎn)很高。α氧化鋁不溶于水和酸，工業(yè)上也稱鋁氧，是制金屬鋁的基本原料；也用于制各種耐火磚、耐火坩堝、耐火管、耐高溫實(shí)驗(yàn)儀器；還可作研磨劑、阻燃劑、填充料等；高純的α氧化鋁還是生產(chǎn)人造剛玉、人造紅寶石和藍(lán)寶石的原料；還用于生產(chǎn)現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的板基。

 

-γ型氧化鋁是氫氧化鋁在140-150℃的低溫環(huán)境下脫水制得，工業(yè)上也叫活性氧化鋁、鋁膠。其結(jié)構(gòu)中氧離子近似為立方面心緊密堆積，Al3+不規(guī)則地分布在由氧離子圍成的八面體和四面體空隙之中。

 

-γ型氧化鋁不溶于水，能溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液，將它加熱至1200℃-1400℃就全部轉(zhuǎn)化為α氧化鋁也叫煅燒氧化鋁。

 

-γ型氧化鋁是一種多孔性物質(zhì)，每克的內(nèi)表面積高達(dá)數(shù)百平方米，活性高吸附能力強(qiáng)。工業(yè)品常為無色或微帶粉紅的圓柱型顆粒，耐壓性好。在石油煉制和石油化工中是常用的吸附劑、催化劑和催化劑載體；在工業(yè)上是變壓器油、透平油的脫酸劑，還用于色層分析；在實(shí)驗(yàn)室是中性強(qiáng)干燥劑，其干燥能力不亞于五氧化二磷，使用后在200℃以下加熱6-8小時(shí)還能再生重復(fù)使用。

 

-目前世界上用拜耳法生產(chǎn)的非冶金氧化鋁要占到總產(chǎn)量的90％以上，氧化鋁大部分用于制金屬鋁，用作其它用途的不到10％。

 

 

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