概要

　　氧化铝，刚玉型晶体接近于原子晶体，其它晶型的基本上是离子晶体，熔点为2050℃，沸点为3000℃，真密度为3.6g/cm。 化学式Al₂O₃外观白色晶状粉末或固体它的流动性好，难溶于水，能溶解在熔融的冰晶石中。它是铝电解生产中的主要原料。 铝也是一种比较好的耐火材料，它可以用来制造耐火坩埚，耐火管和耐高温的实验仪器等。 在矿业、制陶业和材料科学上又被称为矾土。有四种同素异构体β－氧化铝 δ－ 氧化铝 γ－氧化铝 α－氧化铝 ，主要有α型和γ型两种变体，工业上可从铝土矿中提取。 氧化铝难溶于水，却能溶于酸或强碱溶液中。它溶于碱时，生成物是偏铝酸盐和水。因此，氧化铝是一种两性氧化物。Al2O3+6H+=2Al3++3H2OAl203+2OH-=2AlO2-+H2O 物理属性式量 101.96 amu 熔点 2303 K 沸点 3250 K 真密度 3.97 g/cm3 松装密度：0.85g/mL（325目~0）0.9g/mL（120目~325目） 晶体结构 三方晶系 (hex) 导电性 常温状态下不导电 热化学属性 ΔfH0liquid −1620.57 kJ/mol ΔfH0solid −1675.69 kJ/mol S0liquid, 1 bar 67.24 J/mol•K S0solid 50.9 J/mol•K 安全性食入 低危险 吸入 可能造成刺激或肺部伤害 皮肤 低危险 眼睛 低危险 在没有特别注明的情况下，使用SI单位和标准气温和气压。 应急处理隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。 中国氧化铝工业概况我国具有较丰富的铝土矿资源，迄今已探明保守储量23亿吨，位居世界第4，具备发展氧化铝工业的资源条件。据2004年以来的不完全统计，国内已公布的氧化铝投资项目达26个,测算总规模达1604.1万t。即使不考虑利用国外铝土矿资源和到海外投资办厂的项目，总规模也达到2814.1万t。2006年底，中铝公司氧化铝生产952万t，除目前已公布在建的氧化铝规模外，全国还有拟建氧化铝总规模1992万t接近国外所有拟建(扩建)氧化铝项目的总和。氧化铝工业的迅速发展不同于以往的低水平重复建设，而是上规模、高水平，优化了结构，极大地提升了我国氧化铝工业整体水平和竞争力。但是，如果这种投资热继续无序膨胀，势必造成产品相对过剩。 投资氧化铝工业的风险性与电解铝等其他行业在以下方面又有所不同： 1） 氧化铝工艺技术相对复杂。通常情况下，项目从设计，开工到形成产能需要2～3年时间左右的时间，投入高，风险较高。 2） 现货市场的氧化铝价格跌宕起伏。而供求双方的信息不对称又进一步加剧了氧化铝价格起伏不定的局势，进而将影响氧化铝项目的投资收益。 3） 在项目试车、投产和日后生产组织管理等方面，需要一大批精通氧化铝工艺技术和具有实践经验的老专家和技术工人。 4） 对资源和能源的依赖度日趋增强。随着国内外资源竞争日趋激烈，适合氧化铝工业发展的优质资源日渐稀缺，投资氧化铝工业必须考虑项目的经济服务年限。 针对目前氧化铝工业发展迅速，避免电解铝行业所出现的无序膨胀问题，有以下5点建议： 1）根据资源保障程度控制氧化铝建设总规模 氧化铝工业是资源、资金、技术密集型原材料产业，因生产过程中要产生大量的尾矿和赤泥(至今未有较好的处理办法添加到水泥原料中，产品也只能用于工业)，对环境的影响非常大，铝土矿作为不可再生资源, 其保障程度直接制约着一个地区氧化铝工业的总量与生存周期。因此,各级政府和有关部门，必须准确把握氧化铝工业的发展形势，资源与环境制约状况和基本规律，按照总量控制的要求，严格控制新建氧化铝项目，坚决制止盲目发展和低水平重复建设，努力实现氧化铝工业发展与资源充分利用，优化生态环境相统一。 2） 优化氧化铝工业布局 矿产资源主管部门要对铝土矿存量资源进行全面核查，推进铝土矿资源勘查工作,在资源储量有较大幅度提高的情况下，发展计划部门视情况增加布点或同意扩大布点内企业的产能规模。对未经同意在规划布点外拟建氧化铝项目，省环境保护部门不予安排环保评价，擅自建设的必须停止。未经同意不在规划布局内建设的氧化铝项目以及自备电厂，将实行惩罚性电价。 3） 严格氧化铝发展的技术政策和经济规模 新建氧化铝项目必须采用国内研究开发的选矿?D拜耳法工艺并同步建设选矿厂。严禁采用烧结法、混联法等落后工艺的氧化铝项目上马。新建氧化铝项目的单线规模应达到30万吨以上，单线达不到30万吨合理经济规模的氧化铝项目一律不准建设。已建工艺落后，造成污染的小氧化铝厂要限期转产或关闭。 4） 优化资源配置，保证布局内重点项目建设 按照《矿产资源法》，由矿产资源管理部门对铝土矿资源进行统一管理，未经矿产资源主管部门批准，各地不得自行批准开采铝土矿。对违规批准和擅自开采铝土矿的，一经查实，要追究有关人员的责任。加强对矿权设置管理与资源的平衡，优化资源配置。由矿产资源主管部门在对铝土矿资源进行全面核查，系统分析的基础上，对铝土矿资源和矿业权设置进行合理规划，综合平衡。布点内企业要根据建设规模及合理的生产周期，在项目建成投产前必须落实满足5～10年生产需求的铝土矿资源，并同步建设采用选矿?D拜耳法工艺的选矿厂。 5） 选矿拜耳法生产氧化铝是解决氧化铝工业发展的重要途径。 选矿拜耳法与国内现行的主要生产方法比较，建设投资节省15%～20%，生产成本降低10%，能耗降低 50%。采用选矿拜耳法处理高品位铝土矿(A/S=10以上)与常规拜耳法厂比较，工艺流程相似，其各项主要生产能耗指标基本相当。因此，采用选矿拜耳法生产氧化铝，处理我国中等品位一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝，经济效益和社会效益显著，是解决我国氧化铝工业发展的重要途径。 整体看来，2005年我国铝及其化合物工业发展问题不少。电解铝行业的投资建设在2004年的宏观调控中受到了抑制，但铝工业的投资热点又转向了产业链的上下游?D氧化铝和铝加工业。 用途1. 红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝，因为其它杂质而呈现不同的色泽。红宝石含有氧化铁和氧化钛而呈红色，蓝宝石则含有氧化铬而呈蓝色。 2. 在铝矿的主成份铁铝氧石中，氧化铝的含量最高。工业上，铁铝氧石经由Bayer process纯化为氧化铝，再由Hall-Heroult process转变为铝金属。 3. 氧化铝是金属铝在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。这层氧化物薄膜的厚度和性质都能通过一种称为阳极处理（阳极防腐）的处理过程得到加强。 4. 铝为电和热的良导体。铝的晶体形态金刚砂因为硬度高，适合用作研磨材料及切割工具。 5. 氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。 6. 2004年8月，在美国3M公司任职的科学家开发出以铝及稀土元素化合成的合金制造出称为transparent alumina的强化玻璃。 资料刚玉粉硬度大可用作磨料，抛光粉，高温烧结的氧化铝，称人造刚玉或人造宝石，可制机械轴承或钟表中的钻石。氧化铝也用作高温耐火材料，制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等，氧化铝也是炼铝的原料。煅烧氢氧化铝可制得γ-Al2O3。γ-Al2O3具有强吸附力和催化活性，可做吸附剂和催化剂。刚玉主要成分α-Al2O3。桶状或锥状的三方晶体。有玻璃光泽或金刚光泽。密度为3.9～4.1g/cm3，硬度9，熔点2000±15℃。不溶于水，也不溶于酸和碱。耐高温。无色透明者称白玉，含微量三价铬的显红色称红宝石；含二价铁、三价铁或四价钛的显蓝色称蓝宝石；含少量四氧化三铁的显暗灰色、暗黑色称刚玉粉。可用做精密仪器的轴承，钟表的钻石、砂轮、抛光剂、耐火材料和电的绝缘体。色彩艳丽的可做装饰用宝石。人造红宝石单晶可制激光器的材料。除天然矿产外，可用氢氧焰熔化氢氧化铝制取。 氧化铝化学式Al2O3，分子量101.96。矾土的主要成分。白色粉末。具有不同晶型，常见的是α-Al2O3和γ-Al2O3。自然界中的刚玉为α-Al2O3，六方紧密堆积晶体，α-Al2O3的熔点2015±15℃，密度3.965g/cm3，硬度8.8，不溶于水、酸或碱。γ-Al2O3属立方紧密堆积晶体，不溶于水，但能溶于酸和碱，是典型的两性氧化物。 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 氧化铝制备及应用:１、α型晶体结构为主体的氧化铝被膜制造方法、α型晶体结构为主体的氧化铝被膜和含该被膜 ２、α型氧化铝粉末的制造方法 ３、α－氧化铝粉末的制造方法及其由该方法得到的α－氧化铝粉末 ４、α－氧化铝粉末及其生产方法 ５、α－氧化铝粉末及其制造方法 ６、α－氧化铝及其制造方法 ７、α－氧化铝粒料的制备方法 ８、α－氧化铝纳米粉的制备方法 ９、α－氧化铝细粉及其制造方法 １０、α一氧化铝粉末的制造方法 １１、β－氧化铝的制备方法 １２、γ－氧化铝的制备方法 １３、θ－氧化铝就地涂覆的整体式催化剂载体 １４、拜尔法联合生产氧化铝和铝酸钙水泥的方法 １５、拜尔法生产氧化铝过程中红泥水悬浮液的流体化工艺 铝在空气中燃烧和氧结合生成氧化铝，化学方程式可写为 △4Al+3O2=点燃==2Al2O3 什么是氧化铝 铝土矿（Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O）是铝在自然界存在的主要矿物，将其粉碎后用高温氢氧化钠溶液浸渍，获得铝酸钠溶液；过滤去掉残渣，将滤液降温并加入氢氧化铝晶体，经长时间搅拌，铝酸钠溶液会分解析出氢氧化铝沉淀；将沉淀分离出来洗净，再在950-1200℃的温度下煅烧，就得到α型氧化铝粉末，母液可循环利用．此法由奥地利科学家拜耳（K．J．Bayer）在1888年发明，时至今日仍是工业生产氧化铝的主要方法，人称“拜耳法”． α型氧化铝在α型氧化铝的晶格中，氧离子为六方紧密堆积，Al3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心，晶格能很大，故熔点、沸点很高．α型氧化铝不溶于水和酸，工业上也称铝氧，是制金属铝的基本原料；也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器；还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等；高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料；还用于生产现代大规模集成电路的板基． γ型氧化铝γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得，工业上也叫活性氧化铝、铝胶．其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积，Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中．γ型氧化铝不溶于水，能溶于强酸或强碱溶液，将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝．γ型氧化铝是一种多孔性物质，每克的内表面积高达数百平方米，活性高吸附能力强．工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好．在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂，还用于色层分析；在实验室是中性强干燥剂，其干燥能力不亚于五氧化二磷，使用后在175℃以下加热6-8h还能再生重复使用． 目前世界上用拜耳法生产的氧化铝要占到总产量的90％以上，氧化铝大部分用于制金属铝，用作其它用途的不到10％． 电解氧化铝工业化大规模生产电解铝的主要工艺过程是一个熔盐电化学过程，用简单的化学式可表示如下： 熔盐电解 主反应： Al2O3+2C ——————→ 2Al+CO2↑+CO↑ （1） 阳极 960～990℃ 阴极 副反应： AlF3+C→Al+CF3 （2） Na3AlF3+C →Al+NaF+CF4+F2 （3） NaF+C → Na+CF4 （4） 氧化铝企业发展策略当能源价格不断攀升之时，世界各大铝业公司开始把建设铝业生产基地的目光转向电价低廉的中东和非洲。通过降低左右生产成本的电费，确保铝业生产的价格竞争力，成为世界各大铝业公司的着眼点。从国内政策面上分析，国家产业政策给铝行业定位在满足国内需求上，且在对高精尖产品和低技术含量产品在政策上将会有区别。因此，上下游铝企业对于行业所出现的政策性和结构性拐点，应着眼于内销市场，扩大铝在国内市场的应用；扩大铝应用领域，提高铝应用的附加值、提升技术含量。另外，铝生产企业应该多关注相关行业和下游行业发展动向，特别是掌握交通运输、电力、包装、家电等行业发展趋势，同时加大技术攻关和科技投入。