* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

153 3 3 АЛЮМИНИЯ НИТРАТ — АЛЮМИНИЯ ОКИСЬ 154 АЛЮМИНИЯ НИТРАТ (алюминий азотнокислый) A1(N0 ) —при обычной темп-ре (от —16° до 70°) ус­ тойчив кристаллогидрат A1(N0 ) • 9 Н 0 . При 70—105° из водных растворов выделяется A1(N0 ) • 8 Н 0 , выше 105° — A1(N0 ) • 6 Н 0 . Имеются указания на возможность существования и других гидратов. A1(N0 ) * 9 Н 0 — бесцветные ромбич. кристаллы, расплывающиеся на воздухе; теплота образования A#2 ——897,34 ккал/молъ; т. пл. 73,5°; выше этой темп-ры А. п. теряет воду, а затем и окислы азота и к 200° превращается в А1 0 . Хорошо растворим в воде (75,5 г в 100 г Н 0 в расчете на безводный А. н.), растворим в спирте. Получают А. н. растворе­ нием А1(ОН) в HN0 , р-р упаривают и А. н. кристал­ лизуют. Исходный А1(ОН) можно получить раство­ рением А1 в водном р-ре NaOH с последующей частич­ ной нейтрализацией, р-ра алюмината натрия 30%-иой H N 0 , B результате чего выпадает А1(ОН) , к-рый отмы­ вают. Наибольшее применение А. н. находит как про­ трава при крашении в текстильной пром-сти, а также для произ-ва катализаторов, в нефтяной пром-сти и как лабораторный реактив. АЛЮМИНИЯ ОКИСЬ (глинозем) А1 0 — соеди­ нение алюминия с кислородом, составная часть глин, исходный продукт для получения алюминия. К р и с т а л л и ч е с к и е формы и свой­ с т в а . Устойчивыми кристаллич. формами А. о. являются о>А1 0 и у-А^0 . Первая из этих модификаций представляет собой белые кристаллы с ромбоэдрич. решеткой а = 5,13 А, угол а — 55,16°, плотн. 3,96; т. пл. 2 050°; т. кип. выше3000°. Теплота образования Д Щ — —400 ккал/люлъ. Зависимость мол. теплоемкости от темп-ры С = 23,86 -(- 0,00673 t кал/моль-град (для 100—1400°); о>А1 0 встре­ чается в природе в виде минерала корунда, к-рый часто содержит в растворенном виде окислы др. ме­ таллов, придающих ему различную окраску. Про­ зрачные окрашенные кристаллы являются драгоцен­ ными камнями (сапфиры, рубины). а-А1 0 обра­ зуется при нагревании до высоких темп-р (900— 1200° и выше) гидроокиси алюмипия и его солей, а также при алюминотермия, восстановлении окислов. Вторая кристаллич. форма, у~А1 0 , — кубиче­ ская, может быть получена нагреванием алюминиевых солей и нек-рых форм гидроокиси алюминия до 600— 900°; выше этой темп-ры необратимо переходит в а-А1 0 . Превращение у~Ф°Р ct-форму за­ капчивается при 1200° с сокращением объема на 14,3%. В литературе описано также 7 неустойчивых форм А. о. Известны соединения, соответствующие различной степени гидратации А1 0 . К гидроокисям относятся: г и д р а р г и л л и т (гиббсит) А1(ОН) , моноклин­ ные кристаллы, плоти. 2,42, переходящие при 165— 200° в бемит, гидраргиллит входит в состав многих бокситов; б а й е р и т, неустойчивая форма А1(ОН) (начинает разлагаться уже при 120°), моноклинные кристаллы, получаемые искусственно. Кроме полных гидроокисей, известны и такие, как А100Н, в виде двух ромбич. модификаций: д и а с п о р а-АЮОН, плотн. 3,3—3,5, устойчив до 350°, в интервале тем­ ператур 350—420° переходит в а-А1 0 ; б е м и т , у-АЮОН, плотн. 3,01, выше 600° переходит в а-А1 0 . А. о. и ее гидратированные формы нерастворимы в воде, обладают амфотерными свойствами — взаимо­ действуют с кислотами и едкими щелочами; с NH OH не реагируют. Химич. активность природных соеди­ нений А. о. и гидроокисей убывает в ряду: гидраргил­ лит —бемит —диаспор —глинозем; так, темп-ры реакции трех первых из них с NaOH в р-ре состав­ ляют соответственно 100°, 180° и 200°. Активность ис­ кусственных препаратов сильно уменьшается с по­ 3 3 2 3 3 2 3 3 2 3 3 2 9 S 2 3 2 3 3 3 3 3 2 3 2 3 3 вышением темп-ры их получения. Природный корунд на воздухе при обычных условиях химически инертен и не гигроскопичен. Ок. 1000° он интенсивно реа­ гирует с едкими и углекислыми щелочами, образуя растворимые в воде алюминаты наиболее активных одновалентных металлов. Медленнее реагирует с крем­ неземом и кислыми шлаками с образованием алюмо­ силикатов, разлагается сплавлением с KHS0 . По­ добным же образом ведет себя искусственный коруид, образовавшийся при температуре ^> 1200°. а-А1 0 , полученный из диаспора при 500—600°, разлагается не только при темп-pax сплавления или спекания ще­ лочами, но и р-рами как щелочей, так и к-т. у А1 0 , образовавшийся при обжиге гидратов ок. 550°, весьма гигроскопичен и химич. активен. Гигроскопичность и активность у~А1 0 резко снижаются с повыше­ нием темп-ры обжига. Химич. соединения А. о., об­ разующиеся при взаимодействии как с кислотами, так и с щелочами, легко гидролизуются водой. Получение. Исходным сырьем для получении А. о. служат бокситы, нефелины, каолины и др. алюминийсодержащие продукты (см. Алюминий). Бокситы перерабатываются двумя способами. Когда в бокситах весовое содержание глинозема в 8 раз больше, чем содержание Si0 , сырье перерабаты­ вают по т. н. мокрому способу. При отношении А1 0 : Si0 7 переработку производят спеканием. Часто комбинируют эти 2 способа. 4 2 3 _ 2 3 2 3 2 2 3 2 98 р 2 3 2 3 2 3 МЬ1 в 2 3 2 3 3 3 2 3 При м о к р о м щелочном си ос о бе (разрабо­ тан К. И. Байером на Тентелевском заводе в Петербурге в конце 19 в.) боксит дробят, затем измельчают в шаровых мельницах. Измельченный продукт загружают в автоклавы, в которых производят выщелачивание оборотным р-ром (после выделения из него части А1 0 ) при 225—230°. При утом образуется алюминат натрия NaA10 , переходящий в р-р. В случае бокситов, содержащих гидраргиллит, выщелачи­ вание можно производить при 105° и атмосферном давле­ нии в аппаратах с мешалкой, а не в автоклавах. Алюминатные р-ры разбавляют водой, затем производят отделение р-ра от шлама. Р-р, содержащий алюминат натрия, подвергают разложению, называемому в промышленности выкручиванием (производится в аппаратах с мешалкой или с аэролифтом). Эта операция продолжается 60—70 ч а с , причем выделяется ок. / А 1 0 . Маточный р-р упаривается и поступает на выще­ лачивание новой партии боксита. Д л я затравки в р-р вносят кристаллы А1(ОН) . Образовавшийся осадой гидроокиси алюми­ ния отфильтровывают и прокаливают во вращающихся печах при 1200°; в результате получается чистый глинозем. Сухой щелочной с п о с о б осиоваи на спекании измельченного боксита, смешанного с содовым р-ром и извест­ няком во вращающихся печах при темп-ре ок. 1200°. Получен­ ную т. о. спекшуюся массу подвергают выщелачиванию водой. Р-р алюмината натрия отделяют от шлама, затем освобождают от кремнезема, осаждая последний известью в автоклаве при г-> 6 ат. Отделенный от осадка р-р алюмината разлагают газо­ образным С0 . Образовавшуюся гидроокись отделяют от р-ра и прокаливают при 1200°. Нефелин представляет большой интерес потому, что, наряду с глиноземом, из него получаются также и др. ценные про­ дукты. Так, при переработке 4,3 m нефелинового концентрата получается: 1 m глинозема, 1 m кальцинированной соды (и поташа) и 7,5 m портланд-цемента. Нефелиновый концентрат и известняк измельчают в шаровой мельнице, туда же доба­ вляют воду или содовый р-р, образовавшуюся пульпу под­ вергают спеканию в трубчатых печах при 1270—1290°. Далее спекшуюся шихту обрабатывают примерно так же, как и в слу­ чае произ-ва А 1 0 сухим способом из бокситов. Маточный р-р используется для получения соды и поташа, а шлам — для получения цемента. При получении глинозема из алунитов можно одновременно получать также серную н-ту и сульфат калия. Руду, содержащую алунит, обжигают при 500—580 * и обрабатывают р-рами едкого натра по схеме мокрого щелоч­ ного способа. 2 :1 2 г 2 2 3 3 2 2 3 е 2 3 4 Главное применение А1 0 — в произ-ве алюминия электролизом криолито-глиноземных расплавов. Ко­ рунд широко используется как абразивный материал (корундовые круги, наждак — мелкозернистый ко­ рунд с примесями кварца, окислов железа и др.), а также для изготовления керамич. резцов спекапием технич. глинозема с небольшим количеством связую­ щего материала. Получаемые путем плавки порошка А1 0 с добавками окислов Сг, Fe, T i , V монокристал­ лы корунда используют для изготовления опорных камней в точных механизмах и в ювелирных изделиях^ 2 3 2 3