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收藏词条   编辑词条 氧化铝

创建时间:2008-08-02

氧化铝(alumina)

氧化铝生产的最终产品。常泛指铝的氧化物和氢氧化物,后者被习惯地称为氧化铝水合物。包括一水铝石Al2O3•H2O和三水铝石Al2O3•3H2O。由于在这些化合物的晶格中并不存在水分子,带负电荷的质点是氧离子和羟基,所以应该称为铝的羟基氧化物和氢氧化铝,分子式分别是AlOOH和Al(OH)3

氢氧化铝热分解   可生成许多种氧化铝的同分异构体。由于它们在继续加热后最终都转变为刚玉α–Al2O3,而被称为过渡型氧化铝。氢氧化铝加热分解完全脱水后仍然保持原有的晶体习性。继续加热或在高温下保留较长时间后,晶体结构才发生改变。在氢氧化铝热分解的物料中具有大量的内部孔隙,比表面可增至几百平方米(见图)。这些过渡型氧化铝由于其表面活性、吸附能力和在多相反应中的催化作用而受到重视。

 

胶体氢氧化铝的X光衍射谱有些是无定形的,有些显示出与结晶很好的一水软铝石的特征谱线相吻合的宽频带,因而称之为准一水软铝石,其中含有非化学计量的水分子。

化学活性   随其晶格能的增大而显著降低,胶体氢氧化铝的化学活性最大,γ系列化合物的化学活性远大于α系列的同分异构体。刚玉则是惰性化合物,即使在573K温度下也不受强酸与强碱的侵蚀,而且具有高的熔点(2326K)和高达9的莫氏硬度。

氧化铝和氢氧化铝实际上不溶于水,但溶于酸和碱溶液,属于典型的两性化合物。它们的碱性和酸性都弱,只有强酸的铝盐溶液才很稳定而不水解,因而可以利用硫酸、盐酸或硝酸等无机酸分解铝矿制得相应的铝盐溶液来生产氧化铝。氧化铝和氢氧化铝溶解于苛性碱溶液后生成铝酸盐溶液。它们在高温下与碱金属或碱土金属氧化物反应得到各种铝酸盐。其钠、钾、钡盐是能直接溶解于水,铝酸钙则是在与碳酸钠溶液反应后才能转变为铝酸铺溶液的。氧化铝的这些性质构成了它的碱法生产的理论基础。

用途   氧化铝性质的多样化使之具有广泛的用途,但90%以上是用于制取金属铝,其余部分用作塑料及其他高分子制品的填料,吸附剂和催化剂、医药、化妆品和化工制品的原料,陶瓷、磨料及耐火材料等等。中国习惯将其称为特种氧化铝或多品种氧化铝。它的品种和需要有日渐增长的趋势。

冶金级氧化铝   用作生产金属铝原料的氧化铝被称为冶金级氧化铝。冶金级氧化铝的质量对金属铝质量、生产能耗、环境保护都有重大影响。因此,对冶金氧级氧化铝质量有一定要求。这些要求主要包括杂质含量和物理性质两个方面。在物理性质方面要求粒度较粗而且均匀,流动性好而又不致飞扬,具有良好的吸附能力而又易溶于在铝电解质中。煅烧程度较低的“砂状”氧化铝已成为氧化铝生产的主流,粒度细而煅烧程度高的“面粉状”氧化铝已趋于淘汰。对冶金级氧化铝质量的一般要求列举于表。对氧化铝质量要求,由于各个厂家所遵循产品规范的具体情况不同而常存在差别。表中所列的磨损系数是一种表征氧化铝强度的指标,它是指氧化铝试样在一定条件下气动输送在管道中循环后,新增的–0.044mm粒级的含量。

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