Глинозем

Глинозем

ГЛИНОЗЕМ, окись алюминия, существует как в гидратной форме в виде водного глинозема Аl(ОН)3, так и в безводной форме в виде соединения Аl2O3. Свойства водного глинозема еще мало изучены, однако, нужно различать две основные модификации этого соединения: коллоидную, получаемую при осаждении растворов солей алюминия аммиаком, и кристаллическую, выделяемую при разложении алюминатов щелочных металлов с помощью углекислоты или самоосаждения. Обе эти формы являются одновременно, хотя и в различной степени, слабыми кислотами и слабыми основаниями. Растворимость их в кислотах и щелочах также различна, причем коллоидная форма растворяется быстрее и в более слабых концентрациях растворителя. Безводный глинозем получается прокаливанием водного и в этой форме отличается своей нерастворимостью как в кислотах, так и в щелочах. В промышленности нужно различать два вида, безводного глинозема: плавленый глинозем, получаемый при сплавлении окиси алюминия под действием электрического тока и применяемый под названием искусственного корунда или алунда как абразионный материал, и мелкий кристаллический глинозем, получаемый при прокаливании водного кристаллического глинозема без плавления последнего. Эта форма глинозема имеет наибольшее применение в промышленности, т. к. является основным материалом для производства металлического алюминия.

Материалом для получения глинозема служит чистый боксит (см. Алюминий); в виду ограниченности запасов бокситов, разработаны новые методы получения глинозема из бокситов с сравнительно более высоким содержанием вредных примесей - кремнезема и окиси железа. Отделение кремния и железа в виде сплава ферросилиция производят при помощи восстановительной плавки в электрической печи.

В настоящее время в крупном масштабе испытываются следующие три электротермических способа получения глинозема.

Способ Кузнецова-Жуковского (разработанный в 1915 г.) основан на плавке смеси боксита, угля, железной стружки и витерита или барита в электрической печи. В результате плавки получается алюминат бария в виде шлака и ферросилиций. Эти продукты разделяются по удельному весу и выпускаются из печи в расплавленном состоянии. Шлак измельчают, пропускают через магнитный сепаратор для удаления попавшего в шлак ферросилиция и подвергают выщелачиванию водой. При этом получается раствор алюмината бария, который после отфильтрования его от нерастворенной части кремнезема, обрабатывают углекислотой. Осажденные углекислый барий и глинозем обрабатывают раствором едкого натра, причем получают раствор алюмината натрия, из которого глинозем  осаждают способом Байера и подвергают обжигу для получения Аl2O3.

Способ Хаглунда (Германия) состоит в плавке смеси боксита, пирита и угля в электрической печи, причем получаются ферросилиций и шлак, состоящий из окиси алюминия и сернистого алюминия (15—25%). После охлаждения шлак подвергают дроблению и обрабатывают водой, причем сернистый алюминий разлагается с переходом в водный глинозем. Смесь выкристаллизовавшейся окиси и водного глинозема, механически смешанную с небольшими количествами сернистого железа и титана, подвергают разделению на обогатительных аппаратах, причем кристаллы окиси алюминия отделяют от водного глинозема и прочих примесей. Окись промывается серной кислотой и высушивается; она служит материалом для получения алюминия. Водный же глинозем, загрязненный указанными примесями, может быть использован для изготовления алюминиевых соединений, не требующих особой чистоты материала.

Процесс Педерсена (Норвегия) отличается от процесса Кузнецова-Жуковского тем, что вместо соединений бария в плавку вводят известь. Шлак с алюминатом кальция выщелачивается раствором соды, давая алюминат натрия и углекислый кальций. Эти продукты разделяются фильтрованием, после чего окись алюминия осаждается из фильтрата обычными методами.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 5 - 1929 г.