Хімічна формула глинозему

Al2O3 - це хімічна формула глинозему, найпоширенішого оксиду алюмінію, що зустрічається в природі. З цього мінералу утворюються кристали корунду, які є основою рубінів і сапфірів з унікальними кольорами завдяки незначним домішкам хрому або заліза, присутнім у їхній кристалічній структурі.

Безводний гідрат глинозему (ГГ) можна отримати шляхом вилуговування бокситової руди каустичною содою за технологією Байєра, а потім обпалити до безводного ГГ або спекти у високотехнологічну керамічну продукцію.

Хімічна формула

Al2O3 - амфотерний оксид, що складається з одного атома алюмінію і двох атомів кисню. Він має білий колір, не має помітного запаху і твердне під впливом повітря, функціонуючи в хімічних реакціях як кислота і основа. Глинозем видобувають з родовищ бокситів, знайдених у тропічних і субтропічних районах, а також корунду, який використовується для виготовлення ізоляторів свічок запалювання та інших електричних компонентів; але його основне застосування полягає в електролізному виробництві металевого алюмінію.

Боксити, які містять близько третини світових запасів алюмінію, видобувають за допомогою буріння та вибухових робіт у підземних або відкритих кар'єрах, потім змішують з каустичною содою для вилуговування руди. Методами фільтрації та осадження виділяють глинозем, а подальше прожарювання ще більше його очищує. Цей кінцевий продукт, алюмінат натрію, використовується в промисловості та для створення вогнетривких виробів.

У виробництві інженерної кераміки використовують низьку електропровідність цирконію, стійкість до дії кислот і лугів, високу міцність і жорсткість. Ця кераміка застосовується для виготовлення високотемпературних електричних ізоляторів та ізоляторів напруги, ущільнювальних кілець для газових лазерних трубок і лабораторного обладнання.

Електрокорунд використовується в електролізі для виробництва металевого алюмінію і становить 90% всього виробленого електрокорунду. Глиноземно-цирконієві сплави також використовуються як шліфувальні матеріали для кераміки, сталі та чавуну; їх надміцна структура має дуже низький рівень пористості, що робить їх бажаними абразивними матеріалами.

Засіяний золь-гель мікрокристалічний глинозем створюється шляхом диспергування субмікронних частинок попередника глинозему, такого як беміт (Al2O3), у водному гелі з пептизуючими агентами і, за бажанням, невеликою кількістю несклоутворюючої добавки для прядіння. Після того, як ця суміш затвердіє при кімнатній температурі або вище для спечених виробів, насіння потім витягується перед нагріванням в печі до температури конверсії або вище для спечених виробів, після чого насіння видаляється диспергуючими агентами або нагріванням в печі до тих пір, поки не відбудеться конверсія або спечення, коли насіння повинно бути витягнуте диспергуючими агентами перед тим, як воно буде витягнуте на цій стадії.

Фізичні властивості

Оксид алюмінію (Al2O3) - один з двох найпоширеніших елементів у земній корі, що утворює тверду речовину без виразного смаку та запаху. Він зустрічається в природі в тропічних ґрунтах, які називаються латеритами, а також видобувається з руди за допомогою процесу Байєра і діє як електричний ізолятор з високою теплопровідністю; реагує з кислотами і основами, але вважається нетоксичним.

Хімічна інертність глинозему робить його ідеальним матеріалом для промислового виробництва кераміки. Кристали корунду утворюють основу для багатьох дорогоцінних каменів, таких як рубіни та сапфіри, колір яких забезпечується різною кількістю домішок хрому та заліза в їхньому основному матеріалі. Завдяки своїй твердості та міцності, електрокорунд також широко використовується як абразивний матеріал для наждачного паперу, а його термостійкість дозволяє йому витримувати підвищені температури, що робить його придатним для використання в якості футеровки високотемпературних приладів, таких як печі та сушильні шафи.

Армований скловолокном пластик (склопластик) також широко використовується для виробництва вогнетривів, полірувальних і абразивних виробів та покриття титанових пігментів. Склопластик має чудову механічну міцність і стійкість до стирання, його можна відливати в тонкі або великі деталі без деформації з часом; крім того, його здатність витримувати високу температуру і корозію робить його придатним і для деяких інших застосувань.

Оксид алюмінію реагує з повітрям у воді, утворюючи іони Al2+ та OH-, які, поєднуючись, утворюють оксидну плівку на поверхні металу і захищають його від подальшого окислення, а також від впливу корозійних агентів навколишнього середовища. Цей процес захищає матеріали від подальшого анодного окислення, одночасно захищаючи їх від подальших загроз корозії в навколишньому середовищі.

Завдяки своїй хімічній інертності, електрокорунд стійкий до корозії під впливом багатьох хімічних речовин і реагентів, що робить його придатним для застосування в галузях, що вимагають високої чистоти і стабільності, наприклад, у фармацевтиці. Крім того, його термічна стабільність також робить електрокорунд чудовим матеріалом для використання в хроматографії.

Глинозем можна поєднувати з кислотами та лугами для отримання різних матеріалів високої чистоти, які можуть слугувати сировиною для різних застосувань. Наприклад, його можна прожарити для отримання високоочищеного глинозему, який використовується у виробництві вогнетривів і кераміки або як основа для каталізаторів; активовані глиноземи з більшою площею поверхні і більш підходящою структурою пор також можуть бути отримані за допомогою цього процесу.

Хімічні реакції

Алюміній - один з двох найпоширеніших металів на Землі, який міститься переважно в тропічних ґрунтах, відомих як латерити або боксити. Алюміній можна добувати за допомогою процесу Байєра, розчиняючи оксид алюмінію в розчині каустичної соди, потім відокремлюючи гідроксид натрію від нерозчинного гідроксиду алюмінію, а потім промиваючи весь водний розчин, що залишився.

Глинозем відомий своїми винятковими властивостями, такими як низька електропровідність і стійкість до хімічних впливів, висока міцність і надзвичайна твердість (9 балів за шкалою Мооса). Глинозем знаходить застосування в різних галузях промисловості як сировина для виробництва вогнетривких виробів, а також як каталізатор у деяких хімічних реакціях і відіграє важливу роль в очищенні води, допомагаючи видаляти органічні речовини з питної та стічної води.

Глинозем має орторомбічну щільно упаковану структуру кристалічної решітки, що складається з іонів кисню та іонів алюмінію, які заповнюють дві третини відповідних проміжків, що забезпечує йому чудову хімічну та кислотну стійкість, а також високу теплопровідність при підвищених температурах.

Завдяки великій площі поверхні та механічній міцності глинозем є ефективним адсорбентом. Насамперед використовується у водопідготовці для видалення небезпечних органічних речовин, а також сполук, що відповідають за колір і запах питної води, а також широко застосовується як інгредієнт у виробництві вогнетривких виробів для скляної та керамічної промисловості.

Алюміній зазвичай не вважається надзвичайно хімічно активним металом, проте він реагує з хлором, фтором і бромом, утворюючи галогеніди алюмінію(ІІІ). Крім того, металевий алюміній здатний реагувати з іншими галогенами, такими як хлор, фтор і бром, утворюючи галогеніди алюмінію(ІІІ); крім того, він вступає в алюмінотермічні реакції з іншими металами і неметалами, особливо з магнієм і оловом; також відомо, що він реагує з сильними кислотами, такими як сірчана та соляна кислоти; однак завдяки своєму захисному оксидному покриттю він, як правило, не реагує енергійно на інші кислоти; замість того, щоб реагувати енергійно на інші реакції, він, як правило, менш енергійно реагує на інші кислоти внаслідок цих процесів.

Додатки

Глинозем можна знайти в багатьох інших сферах, окрім виробництва алюмінію, зокрема як абразивний матеріал та інгредієнт кераміки з винятковою твердістю і зносостійкістю. Крім того, він слугує каталізатором різних хімічних реакцій, а також забезпечує ізоляційні властивості, корисні в електричних пристроях і будівельних матеріалах - біосумісність робить глинозем ідеальним матеріалом для виробництва медичних імплантатів.

Корунд - надзвичайно поширений матеріал, який використовується для виготовлення високоміцних, але легких ріжучих інструментів, а також шліфувального паперу, часто з характерною твердістю 9 за шкалою Мооса, що поступається лише алмазу та рубіну.

Висока температура плавлення глинозему робить його чудовим матеріалом для футерування печей, сміттєспалювальних печей і реакторів різного типу. Глиноземні плитки можна навіть знайти всередині паливних каналів вугільних електростанцій для захисту від ударних навантажень.

Завдяки своїй хімічній стабільності електрокорундова кераміка знайшла широке застосування в якості кислотостійких робочих коліс насосів і футеровки труб; ця кераміка витримує температуру до 900 градусів за Цельсієм і є чудовим абразивним матеріалом, який можна знайти в промислових абразивних матеріалах, таких як шліфувальні круги і пісок.

Силіконовий каучук є важливим матеріалом, що використовується у виробництві високоміцних шин і гумових виробів, таких як клеї та герметики, з підвищеною стійкістю шин, а також для підвищення міцності і довговічності бетону, стійкості спортивного обладнання до стирання і захисту від корозії сталевих і алюмінієвих конструкцій.

Нарешті, глинозем можна використовувати для виробництва вогнетривкої цегли. Крім того, він слугує невід'ємним матеріалом у виробництві теплоізоляції для будівель та інших споруд.

Електрокорунд може бути як білим гранульованим матеріалом, так і шовковисто-білим, щільним порошком. Додаванням цирконію або карбіду кремнію можна створити напівпрозорий електрокорунд. Глинозем часто використовується в металообробці для отримання покриттів AlZnO, що застосовуються у виробництві високотемпературного скла, а також в інших галузях скляної та керамічної промисловості; крім того, він слугує чудовим антипіреном, сповільнюючи поширення вогню по матеріалах.