5 دقیقه مطالعه

آلومینا

آلومینا یا اكسيد آلومينيوم يک تركيب غيرآلی با فرمول شيميايی Al2O3 است. این اکسید پرکاربرد با ساختار کریستالی و ظاهر سفید رنگش بعضا با نام تجاری "کوراندوم" نیز شناخته می شود. آلومینا دمای ذوب بسيار بالایی در حدود 2054 درجه ...

آلومینا

آلومینا یا اكسيد آلومينيوم يک تركيب غيرآلی با فرمول شيميايی Al2O3 است. این اکسید پرکاربرد با ساختار کریستالی و ظاهر سفید رنگش بعضا با نام تجاری “کوراندوم” نیز شناخته می شود. آلومینا دمای ذوب بسيار بالایی در حدود 2054 درجه سلسیوس دارد و از نظر شيميايی بسيار پايدار است.

اين خواص سبب شده تا از اين ماده در كاربردهایی استفاده شود که نیاز به مقاومت حرارتی بالایی باشد. سختی، استحكام و مقاومت به سايش آلومينا در میان اكسيدها سرآمد است. بنابراین از اين ماده به عنوان ساينده، ياتاقان و ابزار برش نیز استفاده می شود.

تاریخچه استفاده از آلومینا

در قرون گذشته، اقوامی مانند سومری ها، مصريان، يونانیان و روميان آلومینا را شناخته بودند. در آن دوران، اکسید آلومینیوم برای كاربردهایی مانند بند آورنده خون، دندانه برای رنگ پشم، برنزه كردن پوست، داروی ضد التهاب، ضد اسهال، ترکیب مورد استفاده برای موميايی كردن و ماده ضد حريق مورد استفاده قرار می گرفت.

نخستین آلومینای امروزی در سال 1754 از خاک رس و به کمک اسيدسولفوریک استخراج شد. این ماده در آن سال با نام “مارگراف” شناخته شد تا این که در سال 1761، شیمی دانی به نام “گایتون” آن را آلومینا نامید. تولید تجاری آلومينا، نخستین بار در سال 1860 در جنوب فرانسه انجام شد. در این فرایند که “سنت کلر” نام داشت، بوکسیت با سدیم کربنات ترکیب شده و سپس آلومینیوم هیدروکسید از آن رسوب کرد.

اما پیشرفت اصلی در تولید آلومینا به سال 1886 باز می گردد. زمانی که “هرولت” در فرانسه، به کمک فرایند بایر، آلومینا را از بوکسیت استخراج کرد و به تولید انبوه رساند.

تولید آلومینا توسط فرایند بایر

اکسید آلومینیوم از سنگ معدن بوکسیت به دست می آید. بوکسیت مهم ترین سنگ معدن آلومینیوم است که حدود ۳۰ تا ۵۴ درصد آلومینا دارد و باقی آن شامل سیلیس، اکسیدهای آهن و تیتانیوم دی اکسید است. این اکسید در اشکال تجاری مختلفی به فروش می رسد که هر کدام خواص فیزیکی و شیمیایی مخصوص به خود را دارند و کاربردهای آن های نیز با هم متفاوت است. در ادامه به روش اصلی تولید آلومینا از سنگ بوکسیت می پردازیم.

قدم اول: خردایش و آسیاب

در ابتدای فرآیند بایر، سنگ معدن بوکسیت خرد شده و آسیاب می شود. این عملیات سبب می شود که بوکسیت به ذراتی کوچک تر و ریزتر تبدیل شود. در این مرحله قطر ذرات معمولاً کمتر از 300 میکرومتر است. به دلیل سختی بالای بوکسیت، انرژی بالایی برای خردایش آن نیاز است.

قدم دوم: عملیات هضم

منظور از عملیات هضم، مخلوط کردن پودر بوکسیت حاصل از خردایش، با آهک و سود سوز آور در دمای حدود 175 درجه سلسیوس است. در این شرایط، یک سری واکنش های خود به خودی در راکتورهای بایر رخ می دهند. سپس لجن حاصل باید در دمای 106 درجه سانتی گراد، خنک شود.

قدم سوم: رسوب گیری

لجن یا رسوب به دست آمده شامل ترکیباتی مانند اکسید آهن، سیلیکات کلسیم و اکسید تیتانیوم است که باید از ترکیب سدیم آلومینات محلول جدا شوند. باقی مانده محلول از تانک خارج شده و به مرحله شستشو هدایت می گردد.

رسوب گیری هیدروکسید آلومینیوم با سرمایش محلول اشباع از سدیم آلومینات آغاز می شود. در این مرحله با افزودن هیدروکسید آلومینیوم به مخلوط می توان به تشکیل کریستال های جامد این ماده کمک شایانی کرد. چرا که به صورت جوانه زا برای تشکیل پودر نرم آلومینیوم هیدروکسید عمل می کند.

قدم چهارم: تبخیر و کلسیناسیون

در این مرحله، آلومینیوم هیدروکسید تا دمای ۹۸۰ درجه سلسیوس حرارت می‌ بیند تا آلومینا و آب از یکدیگر جدا شده و آلومینای خالص تولید شود. خلوص آلومینا در این حالت تا 96 درصد نیز می رسد.

خواص آلومینا

خواص آلومینا

وضعیت تولید آلومینا در ایران

در حال‌ حاضر کارخانه آلومینای ایران (جاجرم) تنها تولیدکننده آلومینا در ایران است. بدیهی است که فعالیت این کارخانه پاسخ ‌گوی نیاز کشور نیست. چرا که مجموع ظرفیت اسمی شرکت‌ های آلومینیوم ایران (ایرالکو) و المهدی و هرمزال حدود ۴۳۰ هزار تن آلومینیوم است و با اضافه شدن آلومینیوم جنوب به جمع تولیدکنندگان آلومینیوم که ۳۰۰ هزار تن ظرفیت دارد، ظرفیت تولید آلومینیوم کشور به ۷۳۰ هزار تن خواهد رسید.

با توجه به اینکه نسبت آلومینیوم به آلومینا یک به دو است (برای تولید هر یک کیلوگرم آلومینیوم، حدود دو کیلوگرم آلومینا نیاز است) بنابراین باید یک و نیم میلیون تن آلومینا در کشور تولید شود و تولید ۲۵۰ هزار تنی آلومینا در جاجرم، پاسخگوی نیازها نیست. بنابراین بخشی از آلومینای مورد نیاز کشور باید از طریق واردات تامین شود. از این رو تولید این ماده، فرصت خوبی برای سرمایه گذاری در ایران به شمار می رود.

کاربردهای آلومینا

  • استفاده به عنوان پایه مدارهای الکترونیکی به دلیل مقاومت دی الکتریک بالا و تلفات دی الکتریک پایین
  • استفاده به عنوان نوک ابزار برش به علت سختی بالا
  • تولید گلوله های آسیا، سمباده ها، ابزارهای برشی به دلیل ضد سایش بودن و سختی بالا
  • ساخت لعاب های هیدراته و پوشش‌ های نسوز سازگار
  • ساخت بلوک و لوله های نسوز، غلاف ترموکوپل و بوته ذوب
  • استفاده در هر دو محیط قلیایی و اسیدی به علت پایداری شیمیایی
  • استفاده در ساخت ایمپلنت های سرامیکی پزشکی به علت سازگاری با بدن
  • استفاده به عنوان پایه شمع اتومبیل، پرسلان ها و مقره های الکتریکی به علت استحکام پیچشی مطلوب
  • ساخت عایق جرقه به علت خواص دیامغناطیس (غیر مغناطیسی)
  • تحمل تخلیه الکتریکی حدود چند صد هزار ولتی در چندین ساعت
  • استفاده به عنوان هدایت کننده الیاف نساجی و تغییر جهت آن ها در صنعت نساجی (به علت مقاومت به سایش مطلوب)

راهنمای خرید آلومینا

  • معمولا آلومینای تجاری شامل دو فاز رایج آلومینای آلفا و آلومینای گاما است. گاما دارای ساختار کریستالی مکعبی است، بسیار ناپایدار بوده و با افزایش دما به فاز آلفا تبدیل می شود. ساختار کریستالی فاز آلفا به صورت رمبوهدرال یا هگزاگونال است.
  • اندازه ساختار کریستالی آلفا بزرگتر از گاما است. بنابراین در حین تبدیل فاز گاما به آلفا انبساط حجمی رخ می دهد. از این رو اگر در ترکیب محصول نهایی سرامیکی که قصد خرید آن را دارید، فاز گاما حضور داشته باشد، در حین کلیسناسیون (و کاربرد) احتمال کاهش دانسیته، کاهش استحکام، افزایش تخلخل، ترک خوردن و حتی انهدام محصول نهایی وجود خواهد داشت. بنابراین آلومینا با خلوص فازی 100% آلفا ارزش خرید بسیار بالاتری دارد و همواره مرجح است.

پراش اشعه ایکس آلومینای آلفا

  • اکثر شرکت های تولیدی محصولات سرامیکی پودری به دلیل بالا بودن دمای استحاله گاما به آلفا تولید آلومینا را در دمایی پایین تر انجام می دهند. بنابراین کیفیت آلومیناهای تجاری در بازار شدیدا وابسته به میزان خلوص فازی یا همان درصد آلفا در آلومینا است. این امر اختلاف قیمت ملموسی در بین آلومیناهای تجاری ایجاد می کند. بنابراین حتما از این موضوع اطمینان حاصل کنید.
  • توجه شود که هر چه اندازه دانه پودر کوچک تر باشد، فضای خالی بین ذرات کوچکتر خواهد بود. این موضوع باعث افزایش چگالی محصول و در نهایت موجب افزایش استحکام می شود. بدیهی است که کاهش اندازه دانه پودر آلومینا باعث افزایش تصاعدی قیمت آن می گردد. بنابراین لازم است بر اساس کاربرد مورد نظر سایز ذرات آلومینا مشخص شود. یکی از روش های تشخیص اندازه دانه استفاده از آنالیز میکروسکوپی الکترونی روبشی (SEM) است.
320 رای
5 | 5
عالی بود
خوب
معمولی
بد
خیلی بد بود
سوالات و نظرات شما
وحید دانافرد شنبه 25 آبان 1398
آیا این محصول برای مصارف محدود مناسب است ؟

سایت در حال بروزرسانی است. از صبر و شکیبایی شما سپاسگذاریم

پری خداپرست شنبه 25 آبان 1398
آیا این محصول برای مصارف محدود مناسب است ؟

سایت در حال بروزرسانی است. از صبر و شکیبایی شما سپاسگذاریم

مدیریت سایت شنبه 25 آبان 1398
آیا این محصول برای مصارف محدود مناسب است ؟

سایت در حال بروزرسانی است. از صبر و شکیبایی شما سپاسگذاریم.

وحید دانافر شنبه 25 آبان 1398
آیا این محصول برای مصارف محدود مناسب است ؟

سایت در حال بروزرسانی است. از صبر و شکیبایی شما سپاسگذاریم.

اختیاری
catalog

دریافت کاتالوگ جهت دریافت کاتالوگ محصولات شرکت آریا کالا تامین آسیا (آکتا) کلیک نمایید.

دانلود کاتالوگ