氧化鋁、剛玉、紅寶石和藍(lán)寶石雖然名稱各異，其形態(tài)、硬度、性質(zhì)、用途也不相同，貴賤更是相距甚遠(yuǎn)，但是它們的化學(xué)成份卻完全相同，皆是氧化鋁。
一．氧化鋁
純凈的氧化鋁是白色無定形粉末，俗稱礬土，密度3.9-4.0g/cm3，熔點2050℃、沸點2980℃，不溶于水，氧化鋁主要有α型和γ型兩種變體，工業(yè)上可從鋁土礦中提取。
鋁土礦（Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O）是鋁在自然界存在的主要礦物，將其粉碎后用高溫氫氧化鈉溶液浸漬，獲得鋁酸鈉溶液；過濾去掉殘渣，將濾液降溫并加入氫氧化鋁晶體，經(jīng)長時間攪拌，鋁酸鈉溶液會分解析出氫氧化鋁沉淀；將沉淀分離出來洗凈，再在950-1200℃的溫度下煅燒，就得到α型氧化鋁粉末，母液可循環(huán)利用。此法由奧地利科學(xué)家拜耳（K．J．Bayer）在1888年發(fā)明，時至今日仍是工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁的主要方法，人稱“拜耳法”。
在α型氧化鋁的晶格中，氧離子為六方緊密堆積，Al3+對稱地分布在氧離子圍成的八面體配位中心，晶格能很大，故熔點、沸點很高。α型氧化鋁不溶于水和酸，工業(yè)上也稱鋁氧，是制金屬鋁的基本原料；也用于制各種耐火磚、耐火坩堝、耐火管、耐高溫實驗儀器；還可作研磨劑、阻燃劑、填充料等；高純的α型氧化鋁還是生產(chǎn)人造剛玉、人造紅寶石和藍(lán)寶石的原料；還用于生產(chǎn)現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的板基。
γ型氧化鋁是氫氧化鋁在140-150℃的低溫環(huán)境下脫水制得，工業(yè)上也叫活性氧化鋁、鋁膠。其結(jié)構(gòu)中氧離子近似為立方面心緊密堆積，Al3+不規(guī)則地分布在由氧離子圍成的八面體和四面體空隙之中。γ型氧化鋁不溶于水，能溶于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液，將它加熱至1200℃就全部轉(zhuǎn)化為α型氧化鋁。γ型氧化鋁是一種多孔性物質(zhì)，每克的內(nèi)表面積高達(dá)數(shù)百平方米，活性高吸附能力強(qiáng)。工業(yè)品常為無色或微帶粉紅的圓柱型顆粒，耐壓性好。在石油煉制和石油化工中是常用的吸附劑、催化劑和催化劑載體；在工業(yè)上是變壓器油、透平油的脫酸劑，還用于色層分析；在實驗室是中性強(qiáng)干燥劑，其干燥能力不亞于五氧化二磷，使用后在175℃以下加熱6-8h還能再生重復(fù)使用。
目前世界上用拜耳法生產(chǎn)的氧化鋁要占到總產(chǎn)量的90％以上，氧化鋁大部分用于制金屬鋁，用作其它用途的不到10％。 [1] [2] [3] [4] 下一頁 |
