أكسيد الألومنيوم واستخداماته في إنتاج الألمنيوم المعدني والذي يستخدم في كثير من الصناعات مثل طحن الأقراص الصلبة ولكن ما هو أكسيد الألومنيوم؟ وما هي خصائصه؟ في هذه المقالة سوف نتعرف على هذا المركب الكيميائي المهم.
ما هو اكسيد الالمونيوم؟
- وهو عبارة عن مزيج من عنصري الألمنيوم والأكسجين وله الصيغة الكيميائية (AL2O3).
- لا يصدأ الألمنيوم عند تعرضه للهواء بعكس بعض المواد، والسبب في ذلك أنه يتفاعل مع الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي فيصبح مادة رقيقة وهي أكسيد الألومنيوم.
- يميل أكسيد الألومنيوم إلى إنتاج الإلكترونات لأن الألمنيوم موجود في آخر مستوى للطاقة لأنه معدني وله كهرسلبية منخفضة، لذلك فهو حساس للكهرباء ويصبح كاتيونًا.
- الأكسجين عنصر غير فلزي ذو كهرسلبية عالية يقبل الإلكترونات في آخر مستويات طاقته ويصبح أنيونًا.
- يمكن تغيير خصائصه ويمكن زيادة سمكه باستخدام عملية الأنودة.
- من بين أسمائها الألومينا، والياقوت، والألومينا، والتي تستخدم في علم المواد، والمعادن، والسيراميك.
- كانت تُصنع باستخدام عملية صناعية تسمى Deville، لكنها تُصنع الآن من البوكسيت باستخدام عملية تسمى Bayer.
- هناك ثلاثة أنواع من ألفا وبيتا وجاما تختلف في كل شيء من حيث الخصائص الفيزيائية والكيميائية ولها استخدامات مختلفة بسبب اختلاف تكوين الكريستال فيما بينها.
- يستخدم هذا المركب الكيميائي في إنتاج معدن الألمنيوم.
- نظرًا لصلابته، فإنه يستخدم كمادة كاشطة، وبسبب نقطة انصهاره العالية – كمادة مقاومة للحرارة.
- في السطور التالية، سنتعلم المزيد عن أكسيد الألومنيوم واستخدامه في الصناعة.
أنظر أيضا: أسماء الرخام المستورد
أين ينتج أكسيد الألومنيوم؟
- خام البوكسيت هو المصدر الرئيسي لإنتاج اكسيد الالمونيوم.
- الكوراندوم والياقوت والياقوت هي أشكال بلورية من هذا الأكسيد، لكن اكسيد الالمونيوم هو الأكثر شيوعًا.
- وفقًا للمسح الجيولوجي البريطاني في أبريل 2010، تعد أستراليا والصين أكبر منتجين لأكسيد الألومنيوم.
ما هي خصائصه؟
- يتم الحصول على أكسيد الألومنيوم واستخداماته الصناعية المهمة من خام البوكسيت في صورة نقية جدًا من خلال عملية باير.
- كثافته 3.96 جم / سم 3، والوزن الجزيئي 101.96 جم / مول.
- لا يتفاعل مع الماء ما لم تكن هناك قاعدة قوية.
- عندما يتفاعل مع الأحماض، فإنه يعمل كقاعدة.
- أكسيد الألومنيوم واستخدامه في الصناعة للحصول على عنصر الألمنيوم.
- الروابط بين أيونات أكسيد الألومنيوم قوية جدًا، لذلك من الممكن الحصول على خصائص مناسبة لإدراجها في تكوين المواد الأخرى.
- أكسيد الألومنيوم غير موجود في شكله الأصلي مثل الفضة والذهب والنحاس ومواد أخرى.
- لا يمكن دمج الألمنيوم المعدني مع عناصر أخرى، ولكن يمكن خلطه مع العناصر المكونة للأكسجين، مثل أكسيد الألومنيوم الكاشطة.
- يتم إنتاج خام البوكسيت من نوعين من الألومينا: نوع صفيحة يتم الحصول عليها عن طريق التحميص، ونوع آخر، نوع مصهور، يتم الحصول عليه من خلال عمليتين متتاليتين، الذوبان الكامل للمادة ثم عملية التجميد السريع.
- أكسيد الألومنيوم المنصهر أكثر كثافة من أكسيد الألومنيوم المصهور، وهو أكسيد الألومنيوم الذي أزيلت منه عناصر الحديد والسيليكون على شكل مادة تسمى (Frosilicon).
- يتم استخدام الألومينا المحترقة لتقوية اتصال المواد المقاومة للحرارة أثناء عملية التصنيع وأثناء الاستخدام.
- تشكل الألومينا والصفائح الدموية المنصهرة مجاميع ثابتة للغاية.
- المادة وحبيبات السيليكا، التي تسمى حبيبات الموليت عالية النقاوة، مصنوعة من أكسيد الألومنيوم المصهور.
- على الرغم من أنه أكسيد متطاير، إلا أنه غير قابل للذوبان في الماء وغير قابل للذوبان عمليًا في الحمض عند درجات حرارة أعلى.
- يتم إنتاج الياقوت والرمل الذهبي وأكسيد الألومنيوم عن طريق التكرير الكهربائي للبوكسيت.
- أكسيد الألومنيوم مقاوم لجميع الغازات باستثناء الفلور الرطب ولجميع الكواشف باستثناء حمض الهيدروكلوريك وحمض الفوسفوريك.
- عن طريق إزالة أيونات الألومنيوم وإضافة أيونات أخرى مثل الكروم، نحصل على لون الياقوت ويمكن الحصول على ألوان أخرى مثل الأزرق والبنفسجي.
إقرأ أيضاً: لحام الأرجون للمبتدئين
أكسيد الألومنيوم واستخداماته
- يتم استخدامه كمادة مقاومة للصهر بسبب نقطة انصهاره العالية، وكتكتل في صناعة السيراميك، وكمكون نشط كمحفز مجفف.
- يستخدم أكسيد الألومنيوم المستخرج من المعادن في العديد من الصناعات.
- يتم تحويل معظم هذه المواد إلى أكسيد الألومنيوم، ويستخدم الباقي في منتجات أخرى.
- لأنها عالية الامتصاص للماء وقابلة للرطوبة، فهي تستخدم لامتصاص الماء من النفط والغاز.
- يستخدم أكسيد الألومنيوم كمحفز لتحويل مادة إلى أخرى، مثل عملية كلاوس، حيث يتم تحويل كبريتيد الهيدروجين إلى كبريت في مصافي النفط.
- كما أنها تستخدم كمادة كاشطة في مصابيح الصوديوم عالية الضغط.
- يستخدم أكسيد الألومنيوم عالي النقاء عن طريق الأكسدة أو تقليل درجة الحرارة أو تغيير خصائصه ولونه عن طريق إضافة مواد أخرى مثل أكسيد الكروم أو أكسيد المنغنيز.
- يتم استخدامه كعامل تجفيف بسبب قدرته على امتصاص الماء.
- يمنع أكسدة الكاثود ومحطات الأنود للعناصر الكهربائية.
- يستخدم في صناعة أجزاء الأسنان في عيادات الأسنان بسبب صلابته العالية ومتانته.
- يتم استخدامه كعازل كهربائي في شمعات الإشعال للمركبات التي تعمل بالبنزين.
- يتم استخدامه كعامل مساعد في التفاعلات الكيميائية.
- في التفاعلات الكيميائية التي تحدث في درجات حرارة عالية، يتم استخدامه كعامل مؤكسد بسبب ثباته العالي.
- رش على القضبان لزيادة الاحتكاك في جهاز الطوارئ للقطارات عالية السرعة
- تستخدم بلورات الألومنيوم كركائز لعملية التصلب.
أكسيد الألومنيوم ألفا
- عندما يتم تسخين هيدروكسيد الألومنيوم فوق 1100 درجة مئوية، نحصل على أكسيد الألومنيوم ألفا وفقًا للمعادلة الكيميائية التالية: 2Al (OH) 3 → Al2O3 + 3H2O.
- إنها بلورات صلبة بيضاء لا يمكن إذابتها في مواد حمضية أو قاعدية ولا تتأثر بالرطوبة.
- نقطة انصهارها هي 2054 درجة مئوية ونقطة الغليان 2974 درجة مئوية.
- عندما يتم تسخين أكسيد الألومنيوم من نوع جاما إلى 1000 درجة مئوية، يتم الحصول على أكسيد الألومنيوم من النوع ألفا.
- يحتوي البوكسيت وال اكسيد الالمونيوم على اكسيد الالمونيوم.
- يرتبط أكسيد ألفا الألومنيوم واستخداماته المختلفة بخصائصه المميزة، مثل قدرته على تحمل درجات الحرارة المرتفعة، وهذا هو سبب استخدامه في تصنيع المعدات المعملية مثل الدوارق.
- كما أنه مركب صلب بدرجة 9 على مقياس موس، مما يجعله قادرًا على خدش معادن أقل صلابة، باستثناء أصعب 10 أحجار الماس المستخدمة في صنع أدوات طحن وتلميع المعادن.
- إنها مادة كاشطة تُستخدم أيضًا في إنتاج الأقراص الصلبة لطحن وطحن وتلميع المعادن، وكذلك في إنتاج الأجزاء المعدنية.
- يتم استخدامه في إنتاج مواد العزل الكهربائي وتبطين الأجهزة الكهربائية مثل الأفران لأنه موصل رديء للكهرباء وعازل حراري.
- عند إضافة الماء والسيليكا إلى أكسيد الألومنيوم ألفا، نحصل على طين أبيض يسمى الكاولين، والذي يستخدم في إنتاج جميع أنواع السيراميك والدهانات والورق وأشياء أخرى كثيرة.
أكسيد الألومنيوم جاما
- عندما يتم تسخين هيدروكسيد الألومنيوم عند درجة حرارة 400 درجة مئوية، يتم الحصول على اكسيد الالمونيوم جاما.
- يختلف هذا المركب عن نظيره ألفا من حيث أنه يمكن أن يذوب في المواد الحمضية والأساسية التي تتأثر بالرطوبة.
- إنه مسحوق ناعم أبيض غير سام وعالي الامتصاص وعديم الرائحة.
- يشارك في عمليات التجفيف والكروماتوغرافيا، ويزيل أيضًا الألوان من المحاليل.
أنظر أيضا: صناعة الزجاج وأنواعها
أكسيد الألومنيوم وتطبيقاته في الصناعة كثيرة. إنها مادة متينة لها خصائص مميزة تعرفنا عليها في هذه المقالة واستخداماتها وأنواعها.