Большая Советская Энциклопедия (АЛ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (читать книги полные txt) 📗

  А. о. и её гидратированные формы нерастворимы в воде, обладают амфотерными свойствами — взаимодействуют с кислотами и щелочами. Природный корунд на воздухе химически инертен и негигроскопичен. Со щелочами интенсивно реагирует около 1000°С, образуя растворимые в воде алюминаты щелочных металлов. Медленнее реагирует с SiO₂ и кислыми шлаками с образованием алюмосиликатов , разлагается сплавлением с KHSO_4.

  Сырьём для получения А. о. служат бокситы, нефелины, каолины и другое сырьё, содержащее Al. Бокситы всегда загрязнены окислами железа или кремневой кислотой. Для получения чистой А. о. бокситы перерабатывают нагреванием с CaO и Na₂ CO₃ (сухой способ) или нагреванием с едким натром в автоклавах (способ Байера). При обоих способах А. о. в виде алюминатов переходит в раствор, который затем разлагают пропусканием двуокиси углерода либо добавлением заранее приготовленной гидроокиси алюминия. В первом случае разложение происходит по уравнению 2[AI(OH)₄ ]^- +CO₂ ® 2Al(OH)₃ + CO₃^2- + Н₂ O. Разложение по второму способу основано на том, что раствор алюмината, полученный при нагревании в автоклаве, метастабилен. Добавляемая гидроокись алюминия ускоряет распад алюмината: [Al(OH)₄ ]^- ® Al(OH)₃ + OH^- . Полученную гидроокись алюминия прокаливают при 1200°С, в результате получается чистый глинозём.

  Основное применение А. о. — производство алюминия . Корунд широко используют как абразивный материал (корундовые круги, наждак), а также для изготовления керамических резцов и чрезвычайно огнеупорных материалов, в частности «плавленого глинозёма», служащего для футеровки цементных печей. Из монокристаллов корунда, полученных плавкой порошка А. о. с добавками окислов Cr, Fe, Ti, V, изготовляют опорные камни в точных механизмах и ювелирные изделия.

  Дистилляцией чистого алюминия при 1650°С в атмосфере водорода, содержащей пары воды, получены «усы» (нитеобразные кристаллы) из А. о., обладающие огромной прочностью, близкой к теоретической. «Усы» из сапфира (a-Al₂ O₃ ) диаметром 2—3 мкм обладают прочностью 16 Гн /м² , диаметром 10 мкм — 11 Гн /м² ', «усы» больших диаметров — 6,5 —7 Гн /м² (1 Гн /м² = 100 кгс /м² ). Введение этих «усов» в конструкционные материалы, даже при условии частичного сохранения их прочности, позволяет получить ценные материалы для ракетостроения. Металлы, армированные такими волокнами, имеют более высокую прочность не только при низких, но и при высоких температурах.

  Особым образом приготовленную т. н. активную А. о. в виде мелкокристаллического порошка применяют как адсорбент и катализатор , причём её адсорбционные (и каталитические) свойства в большой степени зависят от качества и обработки исходных материалов и от способа приготовления. Как адсорбент активную А. о. широко применяют для хроматографического анализа всевозможных органических и (реже) неорганических веществ. Гидроокиси алюминия служат для производства всевозможных его солей. Осторожным высушиванием студнеобразной гидроокиси получают алюмогель, пористое вещество, напоминающее фарфор, иногда прозрачное; алюмогель применяют в катализе; она служит одним из наиболее важных технических адсорбентов.

  Лит.: Лайнер А. И., Производство глинозема, М., 1961; Карролл-Порчинский Ц., Материалы будущего, пер. с англ., М., 1966.

  Ю. И. Романьков.

Алюминия сульфат

Алюми'ния сульфа'т, сернокислый алюминий, Al₂ (SO₄ )₃ , соль, при обычных условиях существует в виде кристаллогидрата Al₂ (SO₄ )₃ •18H₂ O — бесцветных кристаллов с плотностью 1690 кг /м³ . При нагревании теряет воду не плавясь, при прокаливании распадается на Al₂ O₃ и SO₃ . Легко растворим в воде (36,15 г безводной соли в 100 г H₂ O при 20°С). Технический А. с. можно получить, обрабатывая серной кислотой боксит или глину, а чистый продукт, — растворяя Al(OH)₃ в горячей концентрированной H₂ SO₄ . В промышленности А. с. применяют для тех же целей, что и алюминиевые квасцы .

Алюминия фторид

Алюми'ния фтори'д, фтористый алюминий, AIF₃ , соль, бесцветные кристаллы, плотность 3100 кг /м² . При нагревании возгоняется без плавления. В воде очень мало растворим (0,559 г в 100 г H₂ O при 25°С), со щелочами и кислотами (кроме кипящей серной) не реагирует. А. ф. образует многочисленные комплексные соединения, например Na₃ AlF₆ , т. н. криолит , широко применяемый в алюминиевой промышленности. А. ф. можно получить пропусканием HF над Al или Al₂ O₃ при красном калении и др. способами. Его используют как составную часть электролита, служащего для получения и очистки алюминия .

Алюминия хлорид

Алюми'ния хлори'д, хлористый алюминий, AlCl₃ , соль, бесцветные кристаллы, плотность 2440 кг /м³ . При обычном давлении возгоняется при 183°С не плавясь (под давлением плавится при 192,6°С). В воде хорошо растворим (44,38 г в 100 г   H₂ O при 25°С); вследствие гидролиза дымит во влажном воздухе, выделяя HCl. Из водных растворов выпадает гидрат AlCl₃ •6H₂ O — желтовато-белые расплывающиеся кристаллы. Хорошо растворим во многих органических соединениях. Безводный А. х. образует продукты присоединения со многими неорганическими (например, NH₃ , H₂ S, SO₂ ) и органическими (хлорангидриды кислот, эфиры и др.) веществами, с чем связано важнейшее техническое применение AlCl₃ как катализатора при переработке нефти и при органических синтезах (см., например, Фриделя—Крафтса реакция ). Важнейший способ получения А. х. — действие смеси Cl₂ и CO на обезвоженный каолин или боксит в шахтных печах: Al₂ O₃ +ЗСО+ЗСl₂ ® 2AlCl₃ + 3CO₂ .

  Лит.: Томас Ч. А., Безводный хлористый алюминий в органической химии, пер. с англ., М., 1949.

Алюминотермия

Алюминотерми'я (от алюминий и греч. thérme — теплота), а люминотермический процесс, получение металлов и сплавов восстановлением окислов металлов алюминием (см. Металлотермия ). Шихта (из порошкообразных материалов) засыпается в плавильную шахту или тигель и поджигается с помощью запальной смеси. Если при восстановлении выделяется много теплоты, осуществляется внепечная А., без подвода тепла извне, развивается высокая температура (1900—2400°С), процесс протекает с большой скоростью, образующиеся металл и шлак хорошо разделяются. Если теплоты выделяется недостаточно, в шихту вводят подогревающую добавку или проводят плавку в дуговых печах (электропечная А.). В Советском Союзе электропечная А. широко распространена. А. применяют для получения низкоуглеродистых легирующих сплавов трудновосстановимых металлов — титана, ниобия, циркония, бора, хрома и др., для сварки рельсов и деталей стального литья; для получения огнеупора — термиткорунда.

  А. открыта русским учёным Н. Н. Бекетовым (1859), в промышленности внепечной процесс освоен немецким химиком Г. Гольдшмидтом (1898).

  Лит.: Плинер Ю. Л., Сучильников С. И., Рубинштейн Е. А., Алюминотермическое производство ферросплавов и лигатур, М., 1963.