Aluminat Bedeutung

Aluminat (Al(OH)₃) ist eine chemische Verbindung mit der Formel Al(OH). Es handelt sich um einen weißen, kristallinen Feststoff, der durch das Auflösen von Aluminiumhydroxid (Gibbsit) in einer Natronlauge entsteht, wobei weiße Aluminatkristalle entstehen.

Die Photolumineszenz verleiht diesem Material seine unverwechselbare Eigenschaft: Wenn es Licht ausgesetzt wird, strahlt es ein unheimliches Leuchten aus, das auf übernatürliche Weise erhellt.

Definition

In der Chemie bezeichnet der Begriff “Aluminat” jede Verbindung, die ein Aluminium-Oxyanion enthält. Diese Verbindung bildet ein mehratomiges Anion mit einem zentralen Aluminiumatom; darüber hinaus kann der Begriff auch hydratisierte Formen von Aluminiumhydroxid bezeichnen; außerdem findet es in der Bauindustrie breite Anwendung als Rheologieadditiv, Färbebeizmittel oder zur Beschleunigung der Betonabbindezeit.

Als wirksamer Ersatz für Eisen(III)-chlorid- und Natriumsulfat-Koagulierungsmittel bei der Behandlung von saurem Abwasser wird Natriumbentonit-Koagulierungsmittel in großem Umfang als Rohstoff bei der Herstellung von feuerfesten Materialien wie Siliziumkarbid und kalzinierten Bauxit-Feuerfeststoffen eingesetzt. Darüber hinaus dient Natriumbentonit als wichtiger Zusatzstoff bei der Zementherstellung – insbesondere bei der Herstellung von Hochleistungsbeton auf Portland-Basis (HPC).

Aluminat ist eine Art Tonmineral, das aus Bauxiterz gewonnen wird und in vielen Bereichen zum Einsatz kommt, beispielsweise in Schleifmitteln, Keramik und der chemischen Industrie. Es dient nicht nur als industrieller Rohstoff, sondern spielt auch eine wichtige Rolle bei der Aluminiumherstellung und wird zudem als Bestandteil bei der Herstellung von Glaswaren, Keramik und Düngemitteln verwendet.

Aluminat ist das Hydratationsprodukt von Aluminiumhydroxid und liegt als weißer, kristalliner Feststoff mit der Formel AlO₂ vor. Es entsteht durch die Reaktion von Aluminiumhydroxid mit Wasser und wird in großem Umfang als Industriewerkstoff eingesetzt, unter anderem in Schleifmitteln, Kunststofffüllstoffen und bei der Keramikherstellung. Darüber hinaus eignet es sich aufgrund seiner Eigenschaften hervorragend als Isolator – so sehr, dass Hersteller von Glasfaserkabeln darauf setzen und Metallbeschichtungsunternehmen es als Schutzschicht gegen Korrosion einsetzen.

Als Bestandteil eines feuerfesten Materials, das die hydraulischen Eigenschaften von Beton verbessert, kann Natriumsilikat auch als Ersatzzusatzstoff oder sogar als Teil seiner eigenen Basis bei der Stahlherstellung dienen.

Wie Reuters am Freitag berichtete, haben mehrere Private-Equity-Firmen und Branchenabnehmer Interesse am Kauf von Kerneos, der Aluminat-Sparte von Materis, für rund 1,4 Milliarden Euro bekundet. Kerneos hat sich zu einer der wichtigsten Stärken von Materis entwickelt und verfügt über eine etablierte Position auf dem Alumosilikat-Markt.

Herkunft

Aluminium ist eines der nützlichsten Nichteisenmetalle, dessen Anwendungsbereiche von Flugzeugen und Autos bis hin zu Getränkedosen, Baumaterialien und Leitplanken reichen. Der Aufstieg des Aluminiums von einem seltenen Rohstoff zu einem weit verbreiteten Werkstoff ist zum großen Teil darauf zurückzuführen, dass Wissenschaftler einen Weg gefunden haben, es aus seinem Erz zu gewinnen.

Der Begriff „Aluminat“ tauchte erstmals 1814 im Französischen als alternative Bezeichnung für Bleialum auf, das durch die Reaktion von Blei mit kalziniertem Bauxit entsteht. Der Name leitet sich vom lateinischen Wort „alumen“ ab, was „bitteres Salz“ bedeutet.

Aluminat kommt in der Natur als weiße, gelbe oder rote kristalline Substanz mit der chemischen Formel AlO₂₃ (wasserfrei) oder NaAl(OH)₄ (hydratisiert) vor. Reines Aluminat dient als Grundlage für feuerfeste Steine und als Flussmittel in der Glasherstellung; darüber hinaus wird es als Wasseraufbereitungsmittel und Flockungshilfsmittel eingesetzt, um die Flockung zu fördern und gleichzeitig Siliziumdioxid und Phosphate aus dem Trinkwasser zu entfernen.

Obwohl die Aluminiumproduktion bereits im Jahr 1800 begonnen hatte, wurden erst Ende der 1860er Jahre durch Elektrolyse industriell nennenswerte Mengen hergestellt. Pioniere dieses Verfahrens waren Charles Martin Hall aus Ohio und Paul-Louis Toussaint Heroult aus Frankreich; Hall ließ seine Entdeckung 1886 patentieren, unterstützt von Alfred Epher Hunt, der die Finanzierung für Alcoa sicherstellte. Später entwickelte Heroult seine eigene Version, die schließlich zum Industriestandard wurde.

Die moderne Aluminatproduktion beginnt mit dem Abbau des natürlich vorkommenden Minerals Bauxit, das große Mengen an Aluminiumoxid enthält. Dieses Mineral wird nach dem Bayer-Verfahren gewonnen – dabei wird das Erz zerkleinert und mit einer Natriumhydroxidlösung vermischt, um Aluminiumhydroxid auszufällen, das anschließend mit Natriumcarbonat zu Natriumaluminat umgesetzt wird. Dieses kann dann in trockener, Granulat- oder Pulverform verwendet werden – beispielsweise zur Wasseraufbereitung, als Schleifmittel, als Flockungshilfsmittel, bei der Herstellung feuerfester Steine oder als Bestandteil von Betonen, die eine schnelle Festigkeitsentwicklung und hohe chemische Beständigkeit erfordern.

Bedeutung

Aluminat ist eine anorganische chemische Verbindung, die aus einem oder mehreren Aluminiumatomen besteht, die mit Sauerstoffatomen verbunden sind. Als Oxyanion gehört es im Periodensystem zur Bor-Gruppe und weist eine Valenz von eins auf; Natriumaluminat ist ein Beispiel für ein solches Oxyanion; zu seinen Anwendungsbereichen zählen die Wasseraufbereitung, die Leimung von Papierbögen sowie die Herstellung von Katalysatoren, Zeolithen und Keramiken für den Einsatz in der petrochemischen Industrie und als Beizmittel zu Beginn von Färbeprozessen.

Aluminat-Ionen können aus Laugen wie Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid gewonnen werden. Sie werden häufig bei der Herstellung von Aluminium und bei der Produktion bestimmter Glasarten verwendet. Aluminat kommt sogar in naturbelassener Form in bestimmten Mineralien wie Chrysoberyll vor.

Aluminat wird bei der Zementherstellung häufig mit Silikaten, Kalziumoxid und Gips kombiniert, um die Qualität des Betons zu verbessern. Aluminat trägt dazu bei, die Durchlässigkeit und Wasseraufnahme zu verringern, während es gleichzeitig die Festigkeit und Dauerhaftigkeit erhöht, eine gute Verarbeitbarkeit gewährleistet und Schwindrisse oder Abbröckelungen verhindert – es ist besonders hilfreich bei der Herstellung sulfatbeständiger Betonmischungen.

Mehrere Autoren haben berichtet, dass die Zugabe von Natrium- oder Kalziumaluminat zu Beton zu dessen Umwandlung in eine Ettringit-Phase führt. Dies geschieht wahrscheinlich, weil Sulfat-Ionen Koordinationsstellen blockieren, die andernfalls von Wasserstoff- oder Hydroxyl-Ionen besetzt würden; dieses Phänomen tritt häufig auf, wenn entweder eine erhöhte Sulfatkonzentration in der Mischung vorliegt oder wenn Zement mit sehr heißem Wasser gemischt wird.

Die Bildung von Ettringit kann auch dadurch verursacht werden, dass der Zement während des Mischvorgangs nicht vollständig hydratisiert. Dies kann ebenfalls auf eine ungleichmäßige Verteilung von Aluminat im Beton oder auf Verunreinigungen wie Flugasche und Schlacke zurückzuführen sein, die sich darin nicht ausreichend auflösen können.

Aluminat ist ein äußerst flexibles Material und findet branchenübergreifend Anwendung, von der Wasseraufbereitung bis hin zu im Dunkeln leuchtenden Produkten. Diese Vielseitigkeit beruht auf der Fähigkeit von Aluminium, Verbindungen mit anderen Elementen oder Verbindungen einzugehen; im Gegenzug haben Aluminate dazu beigetragen, unsere Materiallandschaft mit Lösungen zu prägen, die von der Bauindustrie über die Chemie bis hin zu fortschrittlichen Technologien reichen.

Verwendung

Aluminat ist eine anorganische chemische Substanz, die durch Auflösen von Aluminiumhydroxid (Gibbsit) in Natronlauge und anschließende Zugabe von Natriumcarbonat als Lösungsvermittler hergestellt wird. Aluminat findet in der Industrie vielfältige Verwendung, unter anderem als effiziente Quelle für Aluminiumhydroxid sowie als Rohstoff für die Herstellung von Aluminiumoxid. Aluminat liegt sowohl in fester Form als auch in Lösung vor; in seiner reinsten Form (NaAlO₂) lautet seine chemische Formel NaAlO₂. Wasserfreie Varianten treten in der Regel als weiße kristalline Salze auf, obwohl je nach Geschwindigkeit der Herstellungsverfahren auch andere Farben wie Rosa oder Braun auftreten können.

Ruß findet vielfältige Anwendung in der Industrie und als Zusatzstoff bei der Keramikherstellung. Dank seiner Abriebfestigkeit und Härte eignet er sich als wirksames feuerfestes Material, das extremen Temperaturen standhält; darüber hinaus lässt sich Ruß mit verschiedenen Metallen legieren, um unterschiedliche Produkte herzustellen.

Aluminiumoxid kann auch als Schleif- und Poliermittel in der Glasherstellung und Metallurgie eingesetzt werden und dient als Hauptbestandteil von Aluminatglas, das in Autofenster, Flugzeugwindschutzscheiben und anderen Glasprodukten zu finden ist. Im Gegensatz zu vielen anderen Schleifmitteln sind bei der Handhabung keine Schutzhandschuhe erforderlich; darüber hinaus ist es ein wesentlicher Bestandteil vieler Korrosionsschutzmittel und Schmiermittel.

Kalziumaluminat-Zemente finden in der Bautechnik aufgrund ihrer schnellen Festigkeitsentwicklung bei niedrigeren Temperaturen und ihrer hohen chemischen Beständigkeit breite Anwendung und werden in der Regel in Mischungen mit Portlandzement verwendet. Sie weisen eine höhere Abriebfestigkeit und eine bessere Beständigkeit gegen Sulfatangriffe auf als Standardbetone.

Natriumaluminat ist eine unverzichtbare industrielle Verbindung. Es wird als basisches Fällungsmittel bei der Behandlung saurer Abwässer zur Verringerung der Schlammbildung sowie bei der Herstellung von feuerfesten Materialien und von Aluminiumoxid eingesetzt. Natriumaluminat ist sowohl in Mil-Spec- als auch in ACS-/Reagenzqualität erhältlich.

American Elements bietet Aluminat in verschiedenen Formen an, von Granulat bis hin zu Nanopulver. Wir liefern es in zahlreichen Standardqualitäten, darunter Mil Spec, ACS/Reagenz- und technische Qualität; Lebensmittel-, Agrar- und pharmazeutische Qualität sowie USP-Qualität (Europäisches Arzneibuch/Britisches Arzneibuch). Alle hergestellten Materialien entsprechen den geltenden ASTM-Spezifikationen.