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，其中常見于剛玉中。剛玉具有高比重（4.0）、高熔點（約2050°C或3700°F）、不溶性和硬度。
氧化鋁是商業(yè)化學品鋁的主要成分。紅寶石和藍寶石是結(jié)晶的近乎純的氧化鋁品種，被少量雜質(zhì)著色。合成紅寶石和藍寶石是通過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量儀器上的微小“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，許多化學結(jié)合的水被排出，以避免燒結(jié)。它對大多數(shù)氣體具有化學惰性，無毒，在水中不會軟化、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�；钚匝趸X在石油、化工和石化工業(yè)中用作汽油、石化、天然氣和過氧化氫生產(chǎn)中的脫水劑和凈化器。
煅燒氧化鋁是在超過1050°C（1900°F）的溫度下加熱，以排出幾乎所有的化學結(jié)合水的一種氧化鋁。在這種形式下，氧化鋁具有高化學純度、高硬度（莫氏硬度標度為9，金剛石為10）、高密度和高熔點（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、鋼包和焦爐的內(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。在另一個應(yīng)用中，需要熱氣體的工業(yè)過程使用一種獨特的傳熱裝置，叫做卵石加熱器。被加熱的氣體通過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，可能含有一個或三個水分子。每一個都可能存在于兩個不同的結(jié)晶階段，即α和β。在這兩種形式中，α變體更為常見。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化學中用作催化劑，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。