Оксид алюмінію
Алюмінію оксид зустрічається в природному середовищу у вигляді самого звичайного глинозему, його хімічна формула - AL2O3. На вигляд це кристали, що не мають кольору, які при температурі в 2044 ° С починають плавитися, а при досягненні відмітки в 3530 ° С закипають.
У природному оточенні єдиною стійкою модифікацією речовини є корунд, що має щільність 3,99 г / см3. Це дуже твердий зразок, що належить до дев'ятого рівня по таблиці Мооса. Величина коефіцієнта заломлення становить: для звичайного променя - 1,765, і 1,759 для незвичайного. У природному оточенні оксид алюмінію часто містить в собі різні оксиди металів, тому, мінерал корунду може набувати різні відтінки своєї забарвлення. Наприклад, такими є сапфіри, рубіни та інші дорогоцінні камені. У такому вигляді оксид алюмінію може бути отриманий і лабораторно-хімічним способом. Для цього використовують метастабільні форми А12О3 і розкладають їх термічним способом. Також в якості джерела отримання алюмінію оксиду лабораторним методом використовують алюмінію гідроксид.
Стандартна модифікація з'єднання являє собою тетрагоніческую кристалічну решітку, яка містить у своєму складі приблизно 1-2% води. Можна отримати і аморфний за своєю структурою оксид алюмінію - алюмогель, для чого гельовідниє розчин AL (OH) 3 зневоднюють і отримують речовину у вигляді пористої прозорої маси.
Алюмінію оксид абсолютно не розчиняється у воді, але може добре розчинятися в криолите, розігрітому до високої температури. Речовина амфотерного. Характерно така властивість синтезованого алюмінію оксиду, як зворотна залежність температури його освіти і хімічної активності. Як штучний (тобто отриманий при температурі понад 1200 ° С), так і природний корунд в звичайному середовищі проявляють практично стовідсоткову хімічну інертність і повна відсутність гігроскопічності.
Оксид алюмінію хімічні властивості починає активно проявляти при температурах близько 1000 ° С, коли він починає інтенсивно взаємодіяти з такими речовинами, як різні луги, карбонати лужних металів. При цьому взаємодії утворюються алюмінати. Більш повільно з'єднання вступає в реакції з SiO2, а також різного роду шлаками кислими. В результаті цих взаємодій виходять алюмосилікати.
Алюмогелі і оксид алюмінію, які отримані шляхом випалу будь-якого з гідроксидів алюмінію при температурі не менше 550 ° С, володіють дуже високою гігроскопічністю, відмінно вступають в хімічні реакції і активно взаємодіють з кислотними та лужними розчинами.
Як правило, в якості сировини для отримання алюмінію оксиду служать боксити, алуніти, а також нефеліни. При вмісті в них даної речовини більше 6-7% виробництво ведеться основним способом - методом Байєра, а при меншому вмісті речовини використовують метод спікання руди з вапном або содою. Метод Байєра являє собою обробку подрібненої породи в кульових млинах, потім боксити обробляють лужними розчинами при температурі 225-250 ° С. Отриманий таким чином склад алюмінату натрію розбавляють водним розчином і фільтрують. В процесі фільтрації шлам, що містить оксид алюмінію, властивості якого відповідають стандартним, піддають розкладанню на центрифугах. Така технологія дає можливість отримувати 50% -ний вихід речовини. Крім того, застосування даного методу дозволяє зберегти матковий розчин для використання в наступний операціях по вилуговування бокситів.
Як правило, отриманий синтетичним методом алюмінію оксид використовують в якості проміжного матеріалу для отримання чистого алюмінію. У промисловості він застосовується в якості сировини для виготовлення вогнетривких матеріалів, абразивних і керамічних ріжучих інструментів. Сучасні технології активно застосовують монокристали оксиду алюмінію у виробництві годин, друкованих плат, ювелірних виробів.