| 词条 | 氧化铝 |
| 释义 | 氧化铝，又称三氧化二铝[1]，分子量102，通常称为“铝氧”，是一种白色无定形粉状物，俗称矾土，属原子晶体。 熔点为2050℃，沸点为3000℃，真密度为3.6g/cm³。 它的流动性好，不溶于水，能溶解在熔融的冰晶石中。它是铝电解生产的中的主要原料。 有四种同素异构体β－氧化铝 δ－ 氧化铝 v－氧化铝 a－氧化铝 ，主要有α型和γ型两种变体，工业上可从铝土矿中提取。 名称 氧化铝;刚玉;白玉;红宝石;蓝宝石;刚玉粉;corundum 化学式 Al₂O₃外观 白色晶状粉末或固体 § 物理属性 式量 101.96 amu 熔点 2303 K 沸点 3250 K 密度 3.97 kg/m³ 晶体结构 三方晶系 (hex) § 热化学属性 ΔfH0liquid −1620.57 kJ/mol ΔfH0solid −1675.69 kJ/mol S0liquid, 1 bar 67.24 J/mol•K S0solid 50.9 J/mol•K § 安全性 食入 低危险 吸入 可能造成刺激或肺部伤害 皮肤 低危险 眼睛 低危险 在没有特别注明的情况下，使用SI单位和标准气温和气压。 氧化铝是铝和氧的化合物，分子式为Al₂O₃。在矿业、制陶业和材料科学上又被称为矾土。 应急处理 隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。 § 制备 强热氢氧化铝，可得无定形之白色氧化铝粉末。 2Al(OH) 3 → Al₂O₃ +3H 2 O § 用途 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。红宝石含有氧化铬而呈红色，蓝宝石则含有氧化铁及氧化钛而呈蓝色。 2. 在铝矿的主成份铁铝氧石中，氧化铝的含量最高。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. 氧化铝是金属铝在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应，生成一层薄的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。这层氧化物薄膜的厚度和性质都能通过一种称为阳极处理（阳极防腐）的处理过程得到加强。 4. 氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。 5. 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。 资料：刚玉粉硬度大可用作磨料，抛光粉，高温烧结的氧化铝，称人造刚玉或人造宝石，可制机械轴承或钟表中的钻石。氧化铝也用作高温耐火材料，制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等，氧化铝也是炼铝的原料。煅烧氢氧化铝可制得γ-Al₂O₃。γ-Al₂O₃具有强吸附力和催化活性，可做吸附剂和催化剂。刚玉主要成分α-Al₂O₃。桶状或锥状的三方晶体。有玻璃光泽或金刚光泽。密度为3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔点2000±15℃。不溶于水，也不溶于酸和碱。耐高温。无色透明者称白玉，含微量三价铬的显红色称红宝石；含二价铁、三价铁或四价钛的显蓝色称蓝宝石；含少量四氧化三铁的显暗灰色、暗黑色称刚玉粉。可用做精密仪器的轴承，钟表的钻石、砂轮、抛光剂、耐火材料和电的绝缘体。色彩艳丽的可做装饰用宝石。人造红宝石单晶可制激光器的材料。除天然矿产外，可用氢氧焰熔化氢氧化铝制取。 § 各种氧化铝晶体 铝土矿（Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O）是铝在自然界存在的主要矿物，将其粉碎后用高温氢氧化钠溶液浸渍，获得铝酸钠溶液；过滤去掉残渣，将滤液降温并加入氢氧化铝晶体，经长时间搅拌，铝酸钠溶液会分解析出氢氧化铝沉淀；将沉淀分离出来洗净，再在950-1200℃的温度下煅烧，就得到α型氧化铝粉末，母液可循环利用．此法由奥地利科学家拜耳（K．J．Bayer）在1888年发明，时至今日仍是工业生产氧化铝的主要方法，人称“拜耳法”． 在α型氧化铝的晶格中，氧离子为六方紧密堆积，Al3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心，晶格能很大，故熔点、沸点很高．α型氧化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是制金属铝的基本原料；也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器；还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等；高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料；还用于生产现代大规模集成电路的板基． γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得，工业上也叫活性氧化铝、铝胶．其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积，Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中．γ型氧化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝．γ型氧化铝是一种多孔性物质，每克的内表面积高达数百平方米，活性高吸附能力强．工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好．在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂，还用于色层分析；在实验室是中性强干燥剂，其干燥能力不亚于五氧化二磷，使用后在175℃以下加热6-8h还能再生重复使用． 目前世界上用拜耳法生产的氧化铝要占到总产量的90％以上，氧化铝大部分用于制金属铝，用作其它用途的不到10％． § 电解氧化铝 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+C ——————→ Al+CO2↑+CO↑ （1） 阳极 960～990℃ 阴极 副反应： AlF3+C→Al+CF3 （2） Na3AlF3+C →Al+NaF+CF4+F2 （3） NaF+C → Na+CF4 （4） § 氧化铝企业发展策略 当能源价格不断攀升之时，世界各大铝业公司开始把建设铝业生产基地的目光转向电价低廉的中东和非洲。通过降低左右生产成本的电费，确保铝业生产的价格竞争力，成为世界各大铝业公司的着眼点。从国内政策面上分析，国家产业政策给铝行业定位在满足国内需求上，且在对高精尖产品和低技术含量产品在政策上将会有区别。因此，上下游铝企业对于行业所出现的政策性和结构性拐点，应着眼于内销市场，扩大铝在国内市场的应用；扩大铝应用领域，提高铝应用的附加值、提升技术含量。另外，铝生产企业应该多关注相关行业和下游行业发展动向，特别是掌握交通运输、电力、包装、家电等行业发展趋势，同时加大技术攻关和科技投入。 |
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