鋁的化合物種類及用途

2021-1-11 14:31:00

氧化鋁

氧化鋁以幾種不同的晶形存在，其中常見(jiàn)于剛玉中。剛玉具有高比重（4.0）、高熔點(diǎn)（約2050°C或3700°F）、不溶性和硬度。

氧化鋁是商業(yè)化學(xué)品鋁的主要成分。紅寶石和藍(lán)寶石是結(jié)晶的近乎純的氧化鋁品種，被少量雜質(zhì)著色。合成紅寶石和藍(lán)寶石是通過(guò)在氫氧吹管火焰中熔化高純度氧化鋁和著色劑的混合物制成的。大多數(shù)被切割和鉆孔，形成手表和各種精密測(cè)量?jī)x器上的微小“寶石”。

活性氧化鋁是氧化鋁的一種多孔形式，在足夠低的溫度下，許多化學(xué)結(jié)合的水被排出，以避免燒結(jié)。它對(duì)大多數(shù)氣體具有化學(xué)惰性，無(wú)毒，在水中不會(huì)軟化、膨脹或分解。它具有吸附和保持水分而不改變形狀或性質(zhì)的能力，并且具有很高的抗沖擊性和耐磨性。活性氧化鋁在石油、化工和石化工業(yè)中用作汽油、石化、天然氣和過(guò)氧化氫生產(chǎn)中的脫水劑和凈化器。

煅燒氧化鋁是在超過(guò)1050°C（1900°F）的溫度下加熱，以排出幾乎所有的化學(xué)結(jié)合水的一種氧化鋁。在這種形式下，氧化鋁具有高化學(xué)純度、高硬度（莫氏硬度標(biāo)度為9，金剛石為10）、高密度和高熔點(diǎn)（略高于2050°C[3700°F]）。它具有良好的導(dǎo)熱性、耐熱性和抗沖擊性，并且在高溫下具有較高的電阻率。這種特性的結(jié)合使得煅燒氧化鋁在磨料、玻璃、瓷器、火花塞和電絕緣體中非常有用，但要使用大量的煅燒氧化鋁來(lái)獲得鋁。

板狀氧化鋁是加熱到1650°C（3000°F）以上的氧化鋁。它由片狀晶體組成，具有很高的熱容和熱導(dǎo)率，并且在高溫下具有特殊的強(qiáng)度和體積穩(wěn)定性。由于這些原因，板狀氧化鋁的主要用途是生產(chǎn)高質(zhì)量耐火材料，用于工業(yè)爐襯的材料。高鋁質(zhì)耐火材料用于金屬和玻璃工業(yè)的鍋爐裝置，用于冶煉金屬和燒制玻璃、陶瓷和陶瓷的大型熔爐和窯爐，以及建筑磚的制造。

大多數(shù)耐火材料是以磚的形式生產(chǎn)的，在熔爐中粘結(jié)和燒制。一些可澆鑄耐火材料是以砂漿的形式制成的，通常是片狀氧化鋁和鋁酸鈣水泥作為粘合劑。這些被稱為grog的砂漿在壓力下噴射，形成鋼鐵工業(yè)的電爐和堿性氧氣爐、鋼包和焦?fàn)t的內(nèi)襯，以及用于蒸汽鍋爐、回轉(zhuǎn)窯和許多其他高溫應(yīng)用。

熔融鋁用于玻璃工業(yè)的特殊耐火材料中。熔融氧化鋁是煅燒過(guò)的氧化鋁，在電弧爐中熔化，冷卻，粉碎，再鑄成所需形狀。在另一個(gè)應(yīng)用中，需要熱氣體的工業(yè)過(guò)程使用一種獨(dú)特的傳熱裝置，叫做卵石加熱器。被加熱的氣體通過(guò)一層被加熱到極端溫度的片狀氧化鋁球床。在另一種應(yīng)用中，通過(guò)在電爐中熔化氧化鋁和二氧化硅，并將熔融混合物置于高速氣體中以產(chǎn)生細(xì)小的白色纖維而形成鋁絕緣材料。

其他化合物

氧化鋁的含水形式稱為氫氧化鋁，可能含有一個(gè)或三個(gè)水分子。每一個(gè)都可能存在于兩個(gè)不同的結(jié)晶階段，即α和β。在這兩種形式中，α變體更為常見(jiàn)。鋁土礦中存在α-三氫氧化物（三水鋁石）和α-氫氧化物（勃姆石）。

氫氧化鋁廣泛用于生產(chǎn)鋁化學(xué)品，如硫化鋁、鋁酸鈉、氟化鋁和六水氯化鋁。它是制造石油催化劑、塑料和橡膠制品、紙張、玻璃和釉瓷、粘合劑、清漆和牙膏的原料。

水凈化采用硫酸鋁。各種形式的氯化鋁在有機(jī)化學(xué)中用作催化劑，在化妝品工業(yè)中用作除臭劑。氟化鋁在鋁生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。