氧化铝(ALUMINIUM OXIDE)

(分子式：Aｌ₂O₃，分子量：101.96)

1.概述

氧化铝主要用于炼铝，其主要存在于含铝的矿物中。自然界的氧化铝水合物有三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石，它们的物理性质和化学性质差别很大，因此铝土矿按其中氧化物水合物的矿物形态分为三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型以及混合型。世界已查明的铝土矿的工业储量约二百五十亿吨，1980年世界的铝土矿产量约九千一百五十万吨,氧化铝产量约三千四百四十万吨。储量丰富和产量较大的国家有几内亚、澳大利亚、巴西、牙买加、印度等国。这些国家的铝土矿多属于高铁低硅的三水铝石型，适合于用较简单的拜耳法生产氧化铝。我国已探明的铝土矿主要分布于河南、山西、贵州、山东、广西等地，除个别地区外都为低铁高铝的一水硬铝石型，杂质主要是高岭石中的SiO₂和少量的Fe₂O₃、TiO₂。

2.性质

氧化铝为白色晶体，呈流沙状，不溶于水及酸；做为多品种用途的氧化铝暴露于空气中易吸潮。

3.用途

绝大部分氧化铝用于熔盐电解法生产金属铝及刚玉制品，少部分用来生产耐火材料、陶瓷、磨料、催化剂载体，阻燃剂以及填料等。

4.产制

氧化铝的生产有多种方法，如拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳——烧结联合法等。目前国内多采用的方法为碱石灰烧结法，此法适用于处理高硅的铝土矿，其可以处理拜耳法不能经济地利用的低品位矿石，原料的综合利用较好。主要过程为：将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠(Na₂O·Al₂O₃)、铁酸钠(Na₂O·Fe₂O₃)、原硅酸钙(2CaO·SiO₂)和钛酸钙(CaO·TiO₂)组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙、Fe₂O₃·H₂O等组成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，SiO₂形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石3CaO·Al₂O₃·nSiO₂·(6-2x)H₂O沉淀(其中ｘ≈ 0.1)，而使溶液提纯。把CO₂气体通入精制铝酸钠溶液，加入晶种搅拌，得到氢氧化铝沉淀物和主要成分是碳酸钠的母液。氧氧化铝经煅烧成为氧化铝成品。水化石榴石中的Al₂O₃可以再用含NaCo₃母液提取回收。

碱石灰烧结法的主要化学反应如下：

(1)烧结：

Al₂O₃+Na₂CO₃→Na₂O·Al₂O₃+CO₂

Fe₂O₃+Na₂CO₃→Na₂O·Fe₂O₃+CO₂

SiO₂+2CaCO₃→2CaO·SiO₂+2CO₂

TiO₂+CaCO₃→CaO·TiO₂+CO₂

(2)熟料溶出：

NaO·Al₂O₃+4H₂O→2NaAl(OH)₄(溶解)

Na₂O·FeO₃+2H₂O→Fe₂O₃·H₂O↓+2NaOH(水解)

(3)脱硅：

1.7Na₂SiO₃+2NaAl(OH)₄→Na₂O·Al₂O₃·1.7SiO₂·nH₂O↓+3.4NaOH

3Ca(OH)₂+2NaAl(OH)₄+XNa₂SiO₃→3CaO·Al₂O₃·XSiO₂·(6-2x)H₂O↓+2(1+x)NaOH

(4)分解：

2NaOH+CO₂→Na₂CO₃+H₂O

NaAl(OH)₄→Al(OH)₃+NaOH

5.包装

进口氧化铝的包装每袋50kg，两层塑料袋。

6.规格：

(1)国产氧化铝的质量规格YS/T274-94中规定如下(表6—5—40)：

表6—5—40氧化铝的质量规格

注:氧化铝含量为100%减去表列杂质的余量。

(2)进口氧化铝规格举例如下：

①物理规格：

外观：白色流沙状粉末。安息角：36℃。检密度：疏松的，810g/L;填充的，1040 g/L。比重：3.6～3.8。

②化学成分：

灼烧失量：0.2%～0.48%(ｗ／ｗ)；三氧化二铁(Fe₂O₃):0.06%max(w/w)；二氧化硅(SiO₂):0.06%max(w/w)；五氧化二磷(P₂O₅)：0.02%max(w/w)；二氧化钛(TiO₂)：0.004%max(w/w)；五氧化二钒(V₂O₅)：0.004%max(w/w)；氧化铝(Al₂O₃)(减差价)：99.52%(w/w)。

粒度：+100目：1；+150目：19；+200目：46；+350目：26；-350目：8。

7.检验标准

进口氧化铝的检验标准为GB6609.18—86氧化铝化学分析方法及GB6521～6523—86氧化铝粉末安息角，检装密度和有效密度(比重瓶法)的测定方法进行检验。

(魏淑苓)