Formula chimică pentru alumină

Oxidul de aluminiu (alumina) este un compus chimic anorganic format din aluminiu și oxigen, care apare în mod natural sub formă de corindon sau bauxită.

Alumina pură este unul dintre mai mulți oxizi de aluminiu și cel mai frecvent întâlnit. Producția are loc prin levigare din minele de bauxită sau prin soluții cu sodă caustică care conțin oxid de aluminiu hidratat.

Formula chimică

Al2O3 este formula chimică pentru alumină. Doi atomi de aluminiu se combină cu doi atomi de oxigen pentru a forma acest compus, întâlnit în mod obișnuit sub formă de corindon sau oxid de a-aluminiu în forma sa cristalină. Alumina este un reactiv chimic anorganic cu numeroase utilizări industriale și comerciale, care se dizolvă ușor atât în acizi, cât și în baze și apare ca un solid alb cu proprietăți excelente de conductivitate termică, ceea ce îl face util în numeroase domenii diferite ale industriei. Alumina servește atât nevoilor de izolare electrică, fiind în același timp un material cu o conductivitate termică excelentă, utilizat pe scară largă în materialele ceramice, cât și un izolator electric în sine! Alumina este o componentă-cheie a materialelor ceramice și are diverse proprietăți care fac ca utilizarea sa să fie răspândită în toate industriile - făcând astfel din alumină un reactiv chimic anorganic cu numeroase utilizări în toate industriile!

Alumina poate fi extrasă din bauxită prin procedeul Bayer și rafinată pentru a produce materiale de înaltă puritate utilizate în electronică și în aplicații pentru materiale avansate. Materialele refractare care căptușesc echipamentele de temperatură ridicată, cum ar fi cuptoarele și furnalele, se bazează, de asemenea, pe acest material, în timp ce duritatea sa îl face un abraziv important utilizat pentru a produce produse cum ar fi șmirghel, discuri abrazive și unelte de tăiere.

Alte forme de alumină includ alumina activată și gama, ambele deshidratate pentru a elimina apa, cu cristale hexagonale. Atunci când sunt încălzite în timpul calcinării, aceste forme se transformă în diverse forme polimorfe; structurile lor cristaline unice determină dacă funcționează sau nu.

Alumina poate fi găsită în numeroase aplicații, de la calitatea de abraziv, filtru și suport pentru catalizatori în unele procese la cea de refractar, izolator și aditiv în ceramică. În plus, argilele o încorporează adesea pentru a îmbunătăți rezistența și permeabilitatea ca aditiv, în timp ce amestecul cu particule de zirconiu sau mustăți de carbură de siliciu îi îmbunătățește duritatea.

Alumina poate fi găsită în multe produse de larg consum, de la pasta de dinți și cimenturile dentare până la produsele alimentare, ca agent abraziv sau dispersant, precum și utilizată în proceduri medicale precum hemodializa. Ca și în cazul oricărei forme de praf fin sau pulbere a substanței, inhalarea acesteia prezintă un potențial nociv pentru sistemul respirator.

Proprietăți fizice

Alumina (CaO3) este un material dur, inert, cu proprietăți fizice excelente. Printre acestea se numără rezistența la stres, deformare și tracțiune sub presiune și greutate. Alumina se mândrește cu o rezistență foarte mare la compresiune, având în același timp un punct de topire scăzut, ceea ce îi permite să fie modelată în diverse forme pentru diferite utilizări. În plus, alumina nu conduce electricitatea și are proprietăți excelente de rezistență termică, ceea ce o face perfectă pentru izolarea cuptoarelor sau pentru aplicații de acoperire a bujiilor.

Alumina poate fi găsită în natură sub formă de corindon sau bauxită și extrasă prin procedeul Bayer pentru rafinare ulterioară, care extrage din aceasta mineralele hidroxid de aluminiu gibbsită, diasporă, boehmite și titania. Bauxita este principala sursă de alumină pură utilizată industrial ca abraziv pentru șmirghel, precum și ca izolator electric, material suport pentru catalizatori în refractare ceramică catalizatori vopsele pigmenți, în timp ce safirele și rubinele din corindon de calitate prețioasă conțin adesea fier și titan, care le conferă nuanțe unice datorită urmelor prezente în compoziția lor.

Alumina în fază alfa, care prezintă o legătură ionică puternică între atomii care o compun, are o structură neregulată a rețelei Bravais trigonală, fiecare atom de aluminiu ocupând două treimi dintr-un interstițiu octaedral, iar o treime fiind ocupată de ioni de oxigen - făcând din această formă cea mai stabilă formă. Există și alte forme cristaline, dar toate revin la faza alfa la temperaturi ridicate, redevenind ceramică stabilă din alumină, care are proprietăți mecanice superioare cu densități de până la nivelurile de puritate 90%.

Ceramica din alumină este foarte rezistentă la coroziunea provocată de apă, acizi și baze, precum și la abraziunea provocată de majoritatea substanțelor chimice și solvenților. Capacitatea lor de refractare depășește cea mai mare parte a ceramicii oxidice; de fapt, ele se mândresc cu cea mai mare rezistență dintre toate, rigiditate, cele mai bune proprietăți dielectrice, neafectate de atmosfere sulfuroase, precum și de șocurile termice.

Utilizări

Alumina (Al2O3) este un material refractar avansat care face parte din grupul de oxizi al ceramicii tehnice. Are proprietăți mecanice, termice, electrice și chimice puternice și este foarte durabil, având un punct de topire extrem de ridicat. Forma cristalină Corundum a Aluminei stă la baza pietrelor prețioase precum rubinele, safirele și smaraldele, ale căror culori provin din elemente precum cromul sau fierul din compoziția sa minerală; Alumina servește, de asemenea, ca un excelent material de lustruire datorită durității sale de nivel 8.

Ceramica de inginerie fabricată din alumină legată este adesea utilizată în aplicații dure care necesită o rezistență superioară la uzură, o stabilitate mai mare la temperatură și o conductivitate termică mai mare în comparație cu ceramica standard. În plus, ceramica proiectată oferă o rezistență mai mare împotriva substanțelor chimice și a abraziunii decât mineralele naturale precum feldspatul și siliciul, oferind o rezistență mai mare împotriva substanțelor chimice și a abraziunii decât omologii lor naturali.

Bauxita, care conține 30-55% Al2O3, este principala sursă de alumină. Extrasă din pământ și prelucrată prin procedeul Bayer - dizolvarea în sodă caustică înainte de filtrare pentru îndepărtarea impurităților - aceasta produce alumină hidratată, care poate fi prelucrată ulterior pentru a forma oxid de aluminiu anhidru.

Alumina anhidră poate fi măcinată în particule atât grosiere, cât și fine pentru a fi utilizată în materiale refractare, unde particulele fine umplu golurile dintre particulele mai mari pentru a îmbunătăți densitatea și a reduce porozitatea. Alumina poate fi, de asemenea, combinată cu materii prime minerale de zirconiu pentru a forma materiale compozite pentru scule de tăiere; atunci când este amestecată cu magnezia, aceasta creează alumina translucidă utilizată în lămpile stradale cu vapori de sodiu.

Alumina poate fi găsită și în termocupluri, utilizate pentru măsurarea temperaturilor extreme prin efectul Seebeck. Un termocuplu constă din două fire metalice unite și expuse la temperaturi extreme, în timp ce un fir rămâne protejat de un înveliș de alumină; acest lucru previne apariția unui potențial electric care ar interfera cu citirea semnalelor termocuplului. Alte aplicații pentru alumină includ fabricarea materialelor refractare și a materialelor abrazive și procesele de lustruire, precum și fabricarea zeoliților și a straturilor de titan utilizate pentru acoperirea pigmenților.

Siguranța

Aluminiul se regăsește în numeroase aplicații, de la abrazive și ceramică, prin polizare, la compuși de polizare, unelte de polizare și compuși de polizare și produse de polizare, mașini de polizat, compuși de polizare și materiale refractare. Alumina joacă, de asemenea, un rol esențial în acoperiri metalice rezistente la coroziune, ca strat de acoperire pe substraturi metalice, precum și în dispozitive electronice, cum ar fi tranzistori cu electroni unici și dispozitive de interferență cuantică supraconductoare, unde un strat izolator între substraturile de siliciu pe safir pentru tranzistori cu electroni unici, ca strat izolator între straturile de siliciu utilizate pe substraturi de safir care conțin siliciu pe substraturi de safir pentru a spori rezistența la coroziune, acționând în același timp ca izolator în dispozitive electronice care utilizează componente electronice asamblate pe substraturi de safir și dispozitive de interferență cuantică supraconductoare.

Pentru a produce alumină, bauxita zdrobită și spălată este combinată cu sodă caustică pentru a forma o suspensie, apoi încălzită la aproximativ 530 de grade C pentru a forma o soluție de hidroxid de aluminiu, care este apoi pompată în rezervoare de precipitare înainte de inițierea reacțiilor care permit cristalelor solide de oxid de aluminiu să crească și, în cele din urmă, să fie eliminate din soluție atunci când grosimea acesteia atinge nivelul corespunzător.

Lucrătorii care manipulează alumina trebuie să utilizeze echipamente de protecție individuală adecvate, inclusiv ochelari și mănuși, pentru a evita accidentele sau rănile cauzate de manipularea necorespunzătoare a acesteia. De asemenea, aceștia ar trebui să știe unde se află facilitățile de urgență, cum ar fi stațiile de spălare a ochilor și dușurile de siguranță, precum și procedurile de tratare a scurgerilor sau incendiilor.

Lucrătorii activi din alumină trebuie să mențină un mediu de lucru curat și uscat și să evite inhalarea particulelor de praf care ar putea provoca iritații pulmonare și alte probleme de sănătate, inclusiv bronșită. Inhalarea aluminei prezintă un risc deosebit, deoarece poate pătrunde prin canalele nazale și ale gâtului și poate duce, în timp, la bronșită industrială cronică și fibroză pulmonară.

Expunerea la alumina din aer poate provoca iritații ale pielii și dermatită. Prin urmare, persoanele expuse ar trebui să se spele pe mâini imediat după manipularea acesteia, iar cei care lucrează cu acest material ar trebui să poarte un aparat respirator pentru a se proteja împotriva inhalării particulelor sale.

Alumina activată trebuie depozitată în recipiente închise ermetic, lipsite de umiditate, departe de sursele de aer, cum ar fi ventilatoarele și gurile de ventilație, și departe de zonele frecventate de lucrătorii care utilizează substanțe chimice cu proprietăți similare, cum ar fi acizii și alcalii; nu trebuie păstrată în apropierea unor astfel de materiale, deoarece acest lucru ar putea duce la absorbția lor și la producerea de gaze periculoase.