工业氧化铝是由铝矾土(Al2O3·3H2O)和硬水铝石制备的,对于纯度要求高的Al2O3,一般用化学方法制备。Al2O3有许多同质异晶体,已知的有10多种,主要有3种晶型,即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中结构不同性质也不同,在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。
性状:难溶于水的白色固体,无臭、无味、质极硬,易吸潮而不潮解(灼烧过的不吸湿)。氧化铝是典型的两性氧化物(刚玉是α形属于六方密堆积,是惰性化合物,微溶于酸碱耐腐蚀 [1]),能溶于无机酸和碱性溶液中,几乎不溶于水及非极性有机溶剂;相对密度(
储存:密封干燥保存。
用途:用作分析试剂、有机溶剂的脱水、吸附剂、有机反应催化剂、研磨剂、抛光剂、冶炼铝的原料、耐火材料。
Al2O3有多种变体,常见的是α,γ型都是白色晶体。
自然界中的刚玉是α型属于六方密堆积,熔点,硬度高,不溶于酸碱耐腐蚀,绝缘性好。
将氢氧化铝与偏氢氧化铝或铝铵矾在723K共热可得γ型,不溶于水,但吸水性很强,有强吸附能力与催化活性。
β形有离子传导能力,允许Na+通过。
中国氧化铝企业达40多家,已建和在建产能达4350多万吨/年,其中处理国内铝土矿的产能为3250万吨/年。2010年全国氧化铝产量2896万吨,是世界大氧化铝生产国。
投资氧化铝工业的风险性与电解铝等其他行业在以下方面又有所不同:
工艺技术相对复杂
通常情况下,项目从设计,开工到形成产能需要2~3年时间左右的时间,投入高,风险较高。
市场价格跌宕起伏
而供求双方的信息不对称又进一步加剧了氧化铝价格起伏不定的局势,进而将影响氧化铝项目的投资收益。
需要许多技术工人
在项目试车、投产和日后生产组织管理等方面,需要一大批精通氧化铝工艺技术和具有实践经验的老和技术工人。
对资源能源的依赖度
氧化铝工业是资源、资金、技术密集型原材料产业,因生产过程中要产生大量的尾矿和赤泥(至今未有较好的处理办法添加到水泥原料中,产品也只能用于工业),对环境的影响非常大,铝土矿作为资源,其保障程度直接制约着一个地区氧化铝工业的总量与生存周期。因此,各级和有关部门,准确把握氧化铝工业的发展形势,资源与环境制约状况和基本规律,按照总量控制的要求,严格控制新建氧化铝项目,坚决制止盲目发展和低水平重复建设,努力实现氧化铝工业发展与资源充分利用,优化生态环境相统一。
1.红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝,因为其它杂质而呈现不同的色泽,蓝宝石则含有氧化铁和氧化钛而呈蓝色。
2.在铝矿的主成份铁铝氧石中,氧化铝的含量高。工业上,铁铝氧石经由Bayer process纯化为氧化铝,再由Hall-Heroult process转变为铝金属。
3.铝与空气中的氧气反应,生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。
4.铝为电和热的良导体。氧化铝的晶体形态因为硬度高,适合用作研磨材料及切割工具。
5.氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。
6.2004年8月,在美国3M公司任职的科学家开发出以铝及稀土元素化合成的合金制造出称为transparent alumina的强化玻璃。
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↑
阳极 960~990℃阴极
副反应:AlF3+C→Al+CF3
3NaFAlF3+C →Al+NaF+CF4+F2
NaF+C → Na+CF4
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,因此它是快速的切割磨料之一。
99.995%高纯氧化铝系列主要用于LED人造蓝宝石晶体,陶瓷,PDP荧光粉及一些材料。作为蓝宝石晶体原料,根据不同的要求可提供粉体,颗粒,块状或者柱状等类型。