氧化铝的主要作用

氧化铝的主要作用

资料：刚玉粉硬度大可用作磨料，抛光粉，高温烧结的氧化铝，称人造刚玉或人造宝石，可制机械轴承或钟表中的钻石。氧化铝也用作高温耐火材料，制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等，氧化铝也是炼铝的原料。煅烧氢氧化铝可制得γ-Al₂O₃。γ-Al₂O₃具有强吸附力和催化活性，可做吸附剂和催化剂。刚玉主要成分α-Al₂O₃。桶状或锥状的三方晶体。有玻璃光泽或金刚光泽。密度为3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔点2000±15℃。不溶于水，也不溶于酸和碱。耐高温。无色透明者称白玉，含微量三价铬的显红色称红宝石；含二价铁、三价铁或四价钛的显蓝色称蓝宝石；含少量四氧化三铁的显暗灰色、暗黑色称刚玉粉。可用做精密仪器的轴承，钟表的钻石、砂轮、抛光剂、耐火材料和电的绝缘体。色彩艳丽的可做装饰用宝石。人造红宝石单晶可制激光器的材料。除天然矿产外，可用氢氧焰熔化氢氧化铝制取。
氧化铝是金属铝在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应，生成一层薄的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。氧化物薄膜的厚度和性质都能通过一种称为阳极处理（阳极防腐）的处理过程得到加强。 （Al₂O₃·H₂O和Al₂O₃·3H₂O）是铝在自然界存在的主要矿物，将其粉碎后用高温氢氧化钠溶液浸渍，获得偏铝酸钠溶液；过滤去掉残渣，将滤液降温并加入氢氧化铝晶体，经长时间搅拌，铝酸钠溶液会分解析出氢氧化铝沉淀；将沉淀分离出来洗净，再在950-1200℃的温度下煅烧，就得到α型氧化铝粉末，母液可循环利用．此法由奥地利科学家拜耳（K．J．Bayer）在1888年发明，时至今日仍是工业生产氧化铝的主要方法，人称“拜耳法”．
α型氧化铝
在α型氧化铝的晶格中，氧离子为六方紧密堆积，Al3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心，晶格能很大，故熔点、沸点很高．α型氧化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是制金属铝的基本原料；也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器；还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等；高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料；还用于生产现代大规模集成电路的板基．
γ型氧化铝
γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得，工业上也叫活性氧化铝、铝胶。其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积，Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中。γ型氧化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝．γ型氧化铝是一种多孔性物质，每克的内表面积高达数百平方米，活性高吸附能力强。工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好．在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂，还用于色层分析；在实验室是中性强干燥剂，其干燥能力不亚于五氧化二磷，使用后在175℃以下加热6-8h还能再生重复使用。
世界上用拜耳法生产的氧化铝要占到总产量的90%以上，氧化铝大部分用于制金属铝，用作其它用途的不到10%。
电解氧化铝
工业化大规模生产电解铝的主要工艺过程是一个熔盐电化学过程，用简单的化学式可表示如下：
熔盐电解
主反应：Al₂O₃+2C ——————→ 2Al+CO₂↑+CO↑ ⑴
阳极 960～990℃阴极
副反应：AlF₃+C→Al+CF₃ ⑵
3NaFAlF₃+C →Al+NaF+CF₄+F₂ ⑶
NaF+C → Na+CF₄ ⑷
β型氧化铝
还有一种β-Al₂O₃，它有离子传导能力（允许Na通过)，以β-铝矾土为电解质制成钠－硫蓄电池。由于这种蓄电池单位重量的蓄电量大，能进行大电流放电，因而具有广阔的应用前景。这种电池负极为熔融钠，正极为多硫化钠（Na₂Sx），电解质为β－铝矾土（钠离子导体）
这种蓄电池使用温度范围可达620～680K，其蓄电量为铅蓄电池蓄电量的3～5倍。用β－Al₂O₃陶瓷做电解食盐水的隔膜生产烧碱，有产品纯度高，公害小的特点。
磨料氧化铝
氧化铝适用于多种干湿处理工艺，可将任何工件的粗糙表面打磨精细，是最经济实惠的磨料之一。这种尖锐有菱角的人工合成磨料具有仅次于金刚石的硬度，尤其适合对铁质污染有严格要求时使用。用于最粗糙的切割，也可制成卵石形对尺寸精密的工件进行处理，来达到极低的粗糙度。由于它的高密度、尖锐、菱 角结构，因此它是目前最快速的切割磨料之一。 氧化铝通过电熔高质矾土矿来制造棕刚玉的，而高质铝酸盐用来生产粉刚玉和白刚玉。它们的天然晶体结构使其硬度高，切割性能快。同时它们经常用作固结磨具和涂附磨具的原料。 氧化铝可多次循环利用，循环次数和材料等级及具体工艺过程有关，大多数标准磨料喷砂设备均可使用。
适用工业范围：航空航天业、汽车业、消费品加工、铸造/压铸、OEM分销商、半导体工业等不同领域。
适用工艺范围：表面电镀、油漆，上釉和涂装聚四氟乙烯前的预处理；铝和合金制品去毛刺，去锅垢；模具清理；金属喷砂前预处理；干磨和湿磨；精密光学折射；矿物质，金属，玻璃和晶体的研磨；玻璃雕刻和油漆添加剂。
活性氧化铝
技术指标
活性氧化铝外观：活性氧化铝为白色球状多孔性颗粒，粒度均匀，表面光滑，机械强度大，吸湿性强，吸水后不胀不裂保持原状，无毒、无臭、不溶于水、乙醇，对氟有很强的吸附性，主要用于高氟地区饮用水的除氟。
活性氧化铝对气体、水蒸气和某些液体的水分有选择吸附本领。吸附饱和后可在约175-315℃加热除去水而复活。吸附和复活可进行多次。除用作干燥剂外，还可从污染的氧、氢、二氧化碳、天然气等中吸附润滑油的蒸气。并可用作催化剂和催化剂载体和色层分析载体。
活性氧化铝在一定的操作条件和再生条件下，该产品的干燥深度高达露点温度－70度以下。