اکسید آلومینیوم یک ماده معدنی متشکل از گروه های اکسید و آلومینیوم است. این ماده که رایج ترین فرم آلومینیوم بوده یک جامد سفید رنگ، بی بو و بدون طعم است. فرم مولکولی این ترکیب به صورت Al2O3 است. این ماده به صورت طبیعی با نام کریستالی “کوراندوم” نیز شناخته می شود. فرم سنتزی این ماده به صورت کریستال های مصنوعی نیز شناخته می شود بیشتر به عنوان ساینده استفاده می شود، در بازار با نام های تجاری مختلفی شناخته می شود.
به طور کلی، این ماده به دو فرم کریستالی (طبیعی) و پودری (سنتزی) در بازار وجود دارد. فرم پودری آن در در مقایسه با فرم طبیعی آن در صنعت بسیار پر مصرف بوده و در بخش های مختلف صنعت از آن استفاده می شود. در طبیعت این ماده به همراه سیلیس و سایر مواد معدنی به فور یافت می شود و ماده اصلی تشکیل دهنده خاک رس به همراه سیلس است. از خاک رس برای تهیه سافل ها، چینی ها، سفال، آجرهای نسوز و مواد عایق حرارتی استفاده می شود.
اکسید آلومینیوم که به صورت تجاری بیشتر با نام آلومینا شناخته می شود یک ماده معدنی نامحلول و مقاوم حرارتی است. به طور کلی این ترکیب در اکثر حلال ها و آب کاملا نامحلول است. منابع طبیعی آن، کانی های بوکسیت و کوراندوم بوده که به عنوان سنگ معدن آلومینیوم نیز گفته می شود. آلومینا در حالت بلورهای کاملا خالص خود تقریبا بی رنگ بوده و در حالت پودری به صورت سفید رنگ است. خالص ترین نوع این ماده با درصد خلوص 5/99 در آمریکای شمال یافت می شود. کاربرد اصلی آلومینا برای تولید فلز آلومینیوم و ساینده ها است.
علاوه بر آن، برای تولید سرامیک ها، مواد نسوز، رنگدانه ها، حامل های کاتالیزوری و ماده اولیه شیمیایی استفاده می شود.این ماده به صورت فرم شش ضلعی آلفا آلومینا و گاما آلومینا استه که فرم آلفا آن سخت تر بوده و برای تهیه ساینده ها استفاده می شود. فرم گاما آن ظریف تر بوده و بیشتر حالت تزئینی دارد. این ماده از نظر سمیت، ترکیب نسبتا پایدار با سمیت پاییت بوده و بخارات و گردوغبار آن از طریق استنشاق وارد بدن شده و روی سیستم تنفسی مشکلاتی ایجاد می کند.
خواص و ويژگی های اکسید آلومینیوم
این ترکیب یک جامد کریستالی یا پودری با رنگ سفید یا بی رنگ، بی بو، و بدون طعم است. این ماده یک ترکیب معدنی نسبتا سمی با فرمول شیمیایی Al2O3 است. به دلیل ماهیت معدنی و ساختار شش ضلعی آن، از نظر حرارتی یک ترکیب کاملا پایدار بوده و همچنین در تمامی حلال ها به ویژه آب نامحلول است. به دلیل کاربردهای صنعتی فراوان آن در صنعت با نام های تجاری مختلفی مانند آلومینا، آلوکسید، آلوکسیت و آلومینیوم (lll) اکسید نیز شناخته می شود.
آلومینا در طبیعت به صورت آلفا آلومینا و گاما آلومینا وجود دارد. پایدارترین فرم آلومینا به صورت آلومینیوم هیدراته با ساختار شش ضلعی بوده و بسته به نوع گاما و آلفا آن، در سنگ های آذرین رنگ های قرمز یا سبز دیده می شود. فرم خالص کریستالی آن به صورت بلورهای بی رنگ بوده و در حالت پودری به رنگ سفید است.
فرم کریستالی آن که با نام کوراندوم نیز شناخته می شود رسانای الکتریسیته و گرما بوده و همچنین، به دلیل ظرفیت گرمایی بالای آن در برابر حرارت بسیار مقاوم بوده و برای تهیه عایق های حرارتی، کاتالیزورهای صنعتی و سفال های مقاوم حراتی استفاده می شود. در طبیعت این ماده به همراه سیلیس و سایر مواده معدنی در کانی ها و خاک رس به وفور یافت می شود.
ماده با جرم مولی 101.960 گرم بر مول، دانسیته 3.987 گرم بر سانتی متر مکعب، نقطه ذوب بالا 2000 درجه سانتیگراد به صورت یک ترکیب پودری یا بلورهای کریستالی است. در حضور اکسنده های قوی، آب یا رطوبت و همچنین اسیدها حساس بوده به سرعت ساختمان شیمیایی آن را دچار تغییر می کنند. فرم کریستالی آن کاملا نامحلول بوده و فرم پودری آن تنها در اتانول به صورت محلول است. از نظر سمیت جزء دسته مواد نسبتا سمی بوده و بخارات و گرد و غبار آن از طریق استنشاق وارد سیستم تنفسی و ریه ها می شود. همچنین، گرد و غبار این ماده از طریق چشم وارد شده و باعث سوزش چشم، آبریزش و عطسه و سرفه می شود.
روش تولید اکسید آلومینیوم
اکسید آلومینیوم یک ترکیب معدنی است که در طبیعت به وفور یافت می شود. تهیه این ماده اغلب توسط فرآیند بایر تولید می شود. طی این فرآیند سنگ معدنی بوکسیت برای تولید آلومینا پلایش می شود. برای تهیه این ماده، سنگ معدنی بوکسیت خرد شده و بعد از شست و شو کامل خشک می شود. در ادامه بوکسیت آماده شده در محلول سدیم هیدروکسید حل کرده و یک دوغابی تشکیل می شود.
در ادامه مخلوط را تا دمای 270-110 درجه سانتیگراد گرم کرده و در نهایت ناخالصی های محلول به صورت گل قرمز رنگ ته نشین شده و از طریق فیلتراسیون حذف می شود. در مرحله بعد محلول حاوی آلومینا به مخزن ها مخصوص انتقال داده و در اثر سرد کردن، رسوب های آن تشکیل می شود. با تشکیل کامل کریستال های آلومینا ناخالصی های سود طی فرآیند شست و شو خارج کرده و در مرحله بع با حذف آب از محیط واکنش محصول نهایی تهیه می شود. معادله شیمیایی زیر فرآیند تهیه اکسید آلومینیوم (روش بایر) را توصیف می کند.
Al(OH)3 + NaOH → NaAl(OH)4
NaAl(OH)4 → NaOH + Al(OH)3
2 Al(OH)3 → Al2O3 + H2O
کاربردهای اکسید آلومینیوم
از مهم ترین کاربردهای اکسید آلومینیوم می توان به موارد زیر اشاره کرد:
صنعت پزشکی
به دلیل سختی، بی‌اثر بودن و خواص شیمیایی مناسب اکسید آلومینیوم، این ماده برای تعویض مفصل ران مانند پروتزها، ایمپلنت‌های بیونیک، جایگزین‌های پروتز چشم، تقویت کننده‌های بافت، روکش‌های دندان، آباتمنت‌ها، بریج‌ها و سایر ایمپلنت‌های دندانی ترجیح داده می‌شود. همچنین در تجهیزات آزمایشگاهی و ابزارهایی مانند بوته ها، کوره های پزشکی و سایر تجهیزات استفاده می شود
تجهیزات نظامی و حفاظتی
استحکام بالا و سبک وزن بودن اکسید آلومینیوم از مهم ترین ویژگی های بارز این ماده در صنعت دفاعی است. از این ماده برای تقویت زره‌های بدن، مانند سینه‌پال و زره خودرو و هواپیما که بزرگترین بازار آن است، استفاده می شود. همچنین، اکسید آلومینیوم برای تهیه پنجره های ضد گلوله و بالستیک مصنوعی از جنس یاقوت کبود استفاده می شود.
صنعت برق و الکترونیک
این ماده به دلیل نقطه ذوب و جوش بالا از مقاومت حرارتی بسیار بالایی برخورددار است. همچنین، علاوه بر مقاومت حرارتی، رسانای بسیار بالای جریان الکتریسیته و برق نیز است. بنابراین، از آلومینا برای تهیه عایق های کوره ای با دمای بالا و عایق های الکتریکی استفاده می شود. همچنین، این ماده در صنعت ریز تراشه ها مانند زیر لایه های میکروالکتریک، عایق های حرارتی ریز پردازنده و عایق های شمع و جرقه نیز استفاده می شود.
کاتالیزورهای صنعتی
به دلیل مقاومت حرارتی بالا، ارزان قیمت بودن و مساحت سطح مناسب آلومینا، از آن به عنوان بستر کاتالیزوری در فرآیند تهیه آلکن ها از الکل ها، واکنش های زیگلر ناتا و بسیاری واکنش های دیگر استفاده می شود.
تهیه پلاستیک
در صنعت پلاستیک از کاسید آلومینیوم به عنوان پر کننده استفاده می شود. این ماده به دلیل خاصیت بی اثر بودن بیشتر در این فرآیند استفاده می شود.
از کاربردهای دیگر اکسید آلومینیوم می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- به عنوان ضد آفتاب در لوازم آرایشی بهداشتی
- به عنوان عامل کف کننده در کپسول های آتش نشانی
- برای تهیه سنگ های زینتی و گران قیمت
- برای تهیه رنگدانه ها
- برای تهیه نانو الیاف های آلومینا
- به عنوان جاذب رطوبت در تصفیه گازها
- به عنوان ماده اولیه برای تهیه شیشه
نکات ایمنی مواجهه با اکسید آلومینیوم
این ماده یک ترکیب رایج و با سمیت پایین است. به طور کلی گرد و غبار این ماده به طور مستقیم از طریق استنشاق و بلع وارد بدن می شود. عوارض این ماده همراه با سردرد، سرگیجه، حالت تهوع، مشکلات تنفسی و نارسایی هایی در ریه است. در صورت سوزش چشم یا خارش پوست به سرت محل آسیب دیده را با آب فراوان شست و شو دهید.
در موارد شدید تر، بیمار را سریعا به مراکز درمانی انتقال داده و تحت مراقبت قرار گیرد. اکسید آلومینیوم یک ماده پایدار است که اغلب در حضور اکسنده ها و اسید های قوی ساختمان شیمیایی آن دچار تخریب می شود. بنابراین، در حین کار با آن از دستکش، ماسک تنفسی و عینک آزمایشگاه استفاده کنید. همچنین، محل نگهداری این ترکیب، در جای خشک و خنک و به دور از سایر مواد فعال و آتش زا است.
اکسید آلومینیوم را ازکجا بخرم؟
شما می توانید مشخصات و قیمت انواع بسته بندی اکسید آلومینیوم را در فروشگاه آنلاین ای آز فعال در حوزه ی فروش مواد شیمیایی و تجهیزات آزمایشگاهی مشاهده بفرمائید . www.eaz.ir
