Nhôm hydroxide, Al(OH)₃, được tìm thấy trong tự nhiên dưới dạng khoáng gibbsit (còn gọi là hydrargillit) và ba chất đa hình hiếm hơn nhiều của nó: bayerit, doyleite và nordstrandite. Nhôm hydroxide là lưỡng tính trong tự nhiên, tức là nó có cả tính base và tính axit. Chất liên quan chặt chẽ nhất là nhôm oxit, Al2O3. Nhôm oxit cũng là lưỡng tính trong tự nhiên. Các hợp chất này với nhau là các thành phần chính của bauxite quặng nhôm.

Danh mục

Việc đặt tên cho các hình thức khác nhau của nhôm hydroxide là mơ hồ và không có tiêu chuẩn phổ quát. Tất cả bốn đa hình có thành phần hóa học của trihydroxide nhôm (một nguyên tử nhôm gắn liền với ba nhóm hydroxide).

Gibbsite cũng được biết đến với tên gọi hydrargillit, được đặt tên theo từ tiếng Hy Lạp có nước (hydra) và đất sét (argylles). Hợp chất đầu tiên có tên hydrargillite được cho là nhôm hydroxide, nhưng sau đó đã được tìm thấy là nhôm phosphat; mặc dù điều này, cả hai gibbsite và hydrargillite được sử dụng để tham khảo các đa hình giống nhôm hydroxide, với gibbsite sử dụng phổ biến nhất tại Hoa Kỳ và hydrargillite sử dụng thường xuyên hơn ở châu Âu. Năm 1930, nó được gọi là trihydrat α-alumina để tương phản với bayerit được gọi là β-nhôm trihydrat (alpha và beta định danh được sử dụng để phân biệt các thêm- và các hình thức ít phổ biến tương ứng). Năm 1957 một hội nghị chuyên đề về danh pháp alumina đã cố gắng để phát triển một tiêu chuẩn phổ quát, kết quả là gibbsite được chỉ γ-Al (OH) 3 và bayerit trở thành α-Al (OH) 3 và nordstrandite được chỉ Al (OH) 3. Căn cứ vào tính chất tinh thể của chúng, một danh pháp đề xuất và chỉ định là cho gibbsite là α-Al (OH) 3, bayerit được chỉ định β-Al (OH) 3 và cả nordstrandite và doyleite được chỉ định Al (OH) 3. Theo quy định này, các α và β tiền tố tham khảo hình lục giác, cấu trúc xếp chặt và đa hình thay đổi hoặc mất nước tương ứng, không có sự phân biệt giữa nordstrandite và doyleite.

Thuộc tính

Gibbsite có một cấu trúc kim loại hydroxide điển hình với các liên kết hydro. Nó được tạo thành từ lớp kép của các nhóm hydroxyl với các ion nhôm chiếm hai phần ba trong số các lỗ bát diện giữa hai lớp.

Nhôm hydroxide là lưỡng tính. Nó hòa tan trong axit, hình thành [Al (H2O) 6] 3+ (hexaaquaaluminium) hoặc các sản phẩm thủy phân của nó. Nó cũng hòa tan trong dung dịch kiềm mạnh, hình thành [Al (OH) 4] - (tetrahydroxidoaluminate).

Sản xuất

Hầu như tất cả các hydroxide nhôm dùng trong thương mại được sản xuất theo quy trình Bayer có liên quan đến việc phân hủy bauxite trong NaOH ở nhiệt độ lên tới 270 °C (518 °F). Chất cặn rắn, cặn bô xít, được lấy ra và nhôm hydroxide được kết tủa từ dung dịch còn lại của natri aluminat. hydroxide nhôm này có thể được chuyển đổi thành oxit nhôm hoặc nhôm bằng cách nung.

Dư lượng hoặc cặn bô xít, mà chủ yếu là oxit sắt, ăn da rất mạnh do natri hydroxide dư. Nó đã được lưu trữ ở các đầm phá; điều này đã dẫn đến vụ tai nạn nhà máy alumin Ajka vào năm 2010 tại Hungary, nơi một con đập bị vỡ khiến 9 người chết đuối và 122 đi người phải chữa bỏng hóa chất. Bùn bị ô nhiễm 40 km vuông đất và chảy vào sông Danube. Trong khi bùn được coi là không độc hại do mức độ thấp của các kim loại nặng, bùn liên quan có độ pH rất cao 13.

Sử dụng

Sản lượng sản xuất hàng năm trong năm 2015 là khoảng 170 triệu tấn, hơn 90% trong số đó được chuyển đổi thành oxit nhôm (alumina) được sử dụng trong sản xuất nhôm kim loại.

Việc sử dụng lớn khác của nhôm hydroxide là làm nguyên liệu để sản xuất các hợp chất nhôm khác:. Đặc nung aluminas, nhôm sulfat, polyaluminium chloride, nhôm chloride, zeolit, natri aluminat, nhôm kích hoạt, nhôm nitrat.

Nhôm mới kết tủa dạng hydroxide gel, đó là cơ sở cho việc áp dụng các muối nhôm như kết tủa trong xử lý nước. gel này kết tinh với thời gian. gel nhôm hydroxide có thể được khử nước (ví dụ sử dụng nước có thể trộn với dung môi không chứa nước như ethanol) để tạo thành một dạng bột nhôm hydroxide vô định hình, đó là dễ dàng hòa tan trong axit. Bột hydroxide nhôm đã được đun nóng đến nhiệt độ cao trong điều kiện kiểm soát cẩn thận được gọi là alumina kích hoạt và được sử dụng như một chất làm khô, như một chất hấp phụ trong thanh lọc khí, như một sự hỗ trợ xúc tác Claus để lọc nước, và như một chất hấp phụ cho chất xúc tác trong khi sản xuất polyethylene bởi quá trình Sclairtech.

Chất độn chống cháy

Nhôm hydroxide cũng tìm thấy sử dụng như một chất độn chống cháy cho các ứng dụng polymer trong một cách tương tự như magnesi hydroxide và hỗn hợp của huntite và hydromagnesite. Nó phân hủy khoảng 180 °C (356 °F), hấp thụ một lượng đáng kể nhiệt trong quá trình và tỏa ra hơi nước. Ngoài vai trò là một chất làm chậm cháy, nó rất hiệu quả như một thuốc giảm khói trong một loạt các polyme, đặc biệt nhất trong polyeste, acrylics, ethylene vinyl acetate, epoxy, nhựa PVC và cao su.