Алюминия оксид

Алюминия оксид встречается в природной среде в виде самого обычного глинозема, его химическая формула - AL2O3. На вид это кристаллы, не имеющие цвета, которые при температуре в 2044°С начинают плавиться, а при достижении отметки в 3530 °С закипают. В природном окружении единственной устойчивой модификацией вещества является корунд, имеющий плотность 3,99 г/см3. Это очень твердый образец, принадлежащий к девятому уровню по таблице Мооса. Величина коэффициента преломления составляет: для обыкновенного луча - 1,765, и 1,759 для необыкновенного. В природном окружении оксид алюминия часто содержит в себе различные оксиды металлов, поэтому, минерал корунда может приобретать различные оттенки своей окраски. Например, таковыми являются сапфиры, рубины и другие драгоценные камни. В таком виде оксид алюминия может быть получен и лабораторно-химическим способом. Для этого используют метастабильные формы А12О3 и разлагают их термическим способом. Также в качестве источника получения алюминия оксида лабораторным методом используют алюминия гидроксид.

Стандартная модификация соединения представляет собой тетрагоническую кристаллическую решетку, содержащую в своем составе примерно 1-2% воды. Можно получить и аморфный по своей структуре оксид алюминия – алюмогель, для чего гелевидный раствор AL(OH) 3 обезвоживают и получают вещество в виде пористой прозрачной массы. Алюминия оксид совершенно нерастворим в воде, но может хорошо растворяться в криолите, разогретом до высокой температуры. Вещество амфотерно. Характерно такое свойство синтезированного алюминия оксида, как обратная зависимость температуры его образования и химической активности. Как искусственный (то есть полученный при температуре более 1200°С), так и природный корунд в обычной среде проявляют практически стопроцентную химическую инертность и полное отсутствие гигроскопичности.

Оксид алюминия химические свойства начинает активно проявлять при температурах около 1000°С, когда он начинает интенсивно взаимодействовать с такими веществами, как различные щелочи, карбонаты щелочных металлов. При этом взаимодействии образуются алюминаты. Более медленно соединение вступает в реакции с SiO2 , а также различного рода шлаками кислыми. В результате этих взаимодействий получаются алюмосиликаты. Алюмогели и оксид алюминия, которые получены путем обжига любого из гидроксидов алюминия при температуре не менее 550°С, обладают очень высокой гигроскопичностью, отлично вступают в химические реакции и активно взаимодействуют с кислотными и щелочными растворами. Как правило, в качестве сырья для получения алюминия оксида служат бокситы, алуниты, а также нефелины. При содержании в них рассматриваемого вещества более 6-7% производство ведется основным способом – методом Байера, а при меньшем содержании вещества используют метод спекания руды с известью или содой. Метод Байера представляет собой обработку измельченной породы в шаровых мельницах, затем бокситы обрабатывают щелочными растворами при температуре 225-250°С. Полученный таким образом состав алюмината натрия разбавляют водным раствором и фильтруют. В процессе фильтрации шлам, содержащий оксид алюминия, свойства которого соответствуют стандартным, подвергают разложению на центрифугах. Такая технология дает возможность получать 50%-ный выход вещества. Кроме того, применение данного метода позволяет сохранить маточный раствор для использования в последующий операциях по выщелачиванию бокситов. Как правило, полученный синтетическим методом алюминия оксид используют в качестве промежуточного материала для получения чистого алюминия. В промышленности он применяется в качестве сырья для изготовления огнеупорных материалов, абразивных и керамических режущих инструментов. Современные технологии активно применяют монокристаллы оксида алюминия в производстве часов, печатных плат, ювелирных изделий.