شرائط الألومنيومContents1 شرائط الألومنيوم2 تعريف شرائط الألمنيوم2.1 تطبيق أحزمة الألومنيوم2.2 تصنيف سبائك الألمنيوم2.3 سلسلة من سبائك الألمنيوم2.4 تطبيقات شرائط الألمنيوم2.5 استنتاج: تعريف شرائط الألمنيوم ...
Contents
فيما يلي ملخص لأهم المركبات الكيميائية للألمنيوم في الظروف الطبيعية وكذلك تطبيقاتها الصناعية.
التركيب الكيميائي للألمنيوم هو مادة تتكون من عنصرين كيميائيين أو أكثر ، أحدهما من الألومنيوم. ترتبط هذه العناصر كيميائيًا ، أي أنها تتشكل بواسطة روابط تساهمية أو أيونية أو معدنية. التركيب الكيميائي له تركيبة كيميائية ثابتة وصيغة كيميائية ثابتة.
سبائك الألومنيوم عادة لا تكون المركبات الكيميائية. إنها مزيج من العناصر الكيميائية المتجانسة أو غير المتجانسة أو مركباتها. لذلك ، ليس لديهم تركيبة كيميائية ثابتة وليس لديهم صيغة كيميائية.
مركبات كيميائية من الألمنيوم
يعد الألمنيوم العنصر الأكثر شيوعًا (أكثر من 8 ٪ بالوزن) من المعدن الطبيعي ، وهو أيضًا العنصر الثالث الأكثر شيوعًا بين جميع العناصر الكيميائية (بعد الأكسجين والسيليكون). ومع ذلك ، نظرًا للنشاط الكيميائي العالي للألمنيوم ، فإنه موجود دائمًا تقريبًا في مجموعات مع عناصر أخرى ونادرة جدًا في الطبيعة كمعدن نقي.
الألومنيوم النقي هو معدن فضي أبيض مرن مع كثافة من الرقم الذري 13 والوزن الذري النسبي 26.98. مع استثناءات قليلة ، تم العثور عليها في المركبات الكيميائية في شكل AL 3.
هذا المعدن له خصائص برمائية. يتفاعل مع الأحماض المعدنية القوية والقلويات. على الرغم من أن الألومنيوم هو معدن نشط كيميائيًا ، إلا أنه يحتوي على مقاومة عالية جدًا للتآكل. عندما يكون السطح الطازج من الألمنيوم على اتصال مع الأكسجين أو الماء أو غيرها من المواد المؤكسدة ، ينمو فيلم أكسيد كثيف (AL 2 O 3) على الفور ، مما يخلق مقاومة تآكل عالية للمعدن.
هذا الفيلم الأكسيد مقاوم لبعض الأحماض (على سبيل المثال ، حمض النيتريك) ويمنع المزيد من الهجوم الكيميائي على المعدن. ومع ذلك ، فإنه يذوب في بعض الأحماض (على سبيل المثال ، في حمض الهيدروكلوريك أو حمض الكبريتيك الساخن) وكذلك في المحاليل القلوية ، والتي تسبب المزيد من التفاعلات الكيميائية على سطح الألومنيوم.
في درجات حرارة عالية ، يتفاعل الألمنيوم:
مع الماء (أعلى من 180 درجة مئوية) في شكل هيدروكسيد آل (OH) 3 والهيدروجين H 2 ؛
يتم إعادة تدوير العديد من أكاسيد المعادن عن طريق تشكيل أكسيد 2 O 3 والمعادن من الأكسيد.
يتم استخدام التفاعل الثاني في إنتاج بعض المعادن (الألومنيوم) ، على سبيل المثال ، المنغنيز ، وبعض السبائك ، مثل الفيرو تيتانيوم.
مركبات كيميائية من الألمنيوم
المعادن الطبيعية هي مركبات كيميائية. تم العثور على الألومنيوم في العديد من المعادن – أكثر من 270 نوعًا – بالاشتراك مع الأكسجين والسيليكون والقلوي والمعادن القلوية والفلور ، وكذلك في شكل هيدروكسيدات ، الكبريتات والفوسفات. على سبيل المثال ، الفلسبار – المعادن الأكثر وفرة في قشرة الأرض (حوالي 50 ٪) – هي من الألومنيوم.
معدن الألمنيوم في الطبيعة
يوجد الألمنيوم المعدني الطبيعي أحيانًا في غياب الأكسجين كخطوة بسيطة ، على سبيل المثال ، داخل بعض البراكين. يوجد أيضًا في المعادن مثل برايل والكريوليت والعقيق والإسبنيل والفيروز.
أحجار كريمة
تشكل الشوائب في بلورات أكسيد Al 2 O 3 ، مثل الكروم أو الكوبالت ، الأحجار الكريمة مثل الياقوت والياقوت الأزرق ، على التوالي. يُعرف أكسيد Al 2 O 3 النقي باسم اكسيد الالمونيوم – وهو من أصعب المواد.
البوكسيت
على الرغم من أن الألومنيوم عنصر طبيعي شائع جدًا ، إلا أن معظم خامات الألومنيوم لا يمكن أن تكون مصدرًا اقتصاديًا للمعدن. يتم إنتاج كل معدن الألمنيوم الأولي تقريبًا من خامات البوكسيت المسماة (أو البوكسيت) ، بالصيغة الكيميائية العامة (ALO X (OH) 3-2x) [1].
يحدث البوكسيت في الطبيعة كمنتج تجوية الركيزة بكميات صغيرة من الحديد والسيليكون في المناخات المدارية. يحتوي البوكسيت الطبيعي على أشكال مختلفة من أكسيد الألومنيوم المائي التي لها أنظمة بلورية مختلفة وتختلف أيضًا في كمية الماء (عدد جزيئات الماء لكل جزيء من Al 2 O 3).
إنتاج الألومينا
يذهب حوالي 90٪ من خام الألمنيوم – البوكسيت – إلى إنتاج الألمنيوم الأساسي ، والنسبة المتبقية 10٪ – إلى تطبيقات صناعية أخرى.
يتكون الإنتاج الصناعي للألمنيوم الأولي من مرحلتين رئيسيتين:
إنتاج الألومينا النقية – الألومينا من خام البوكسيت الأصلي ؛
الاختزال الكهروكيميائي لهذا الأكسيد إلى معدن الألمنيوم في حمام الكلوريت المصهور.
البوكسيت
البوكسيت ليس مركبًا معدنيًا أو كيميائيًا. يستخدم هذا الاسم – البوكسيت (أو في الغالب ، البوكسيت) – لتحديد أنواع خامات الألومنيوم التي تحتوي على مركبات الألومنيوم ، وخاصة أنواع الهيدروكسيدات.
يتكون البوكسيت الصناعي من ثلاثة أنواع رئيسية من معادن الهيدروكسيد:
جبسيتي: Al 2 O 3 · 3H 2 O
البوهيمي – Al 2 O 3 · H 2 O
دياسبور – Al 2 O 3 · H 2 O.
هذه الأنواع من الهيدروكسيدات من حيث الخصائص الفيزيائية مثل:
محتوى الماء
نظام بلوري
ضائقة
كثافة،
درجة حرارة الجفاف
الذوبان في الحلول التكنولوجية.
تتكون خامات البوكسيت الطبيعي عادة من أحد هذه الأنواع من الهيدروكسيدات ، على الرغم من أنه في بعض الحالات قد يحتوي خام الألومنيوم نفسه على هيدروكسيدات مختلطة.
يختلف لون البوكسيت من الكريم إلى البني الغامق مع وجود مستويات عالية من الحديد.
البوكسيت العادي
تشتمل تركيبة البوكسيت النموذجية لإنتاج الألمنيوم الصناعي على المركبات التالية:
أكسيد الألومنيوم – Al 2 O 3: 40-60٪
أكسيد السيليكون – SiO 2: 1-6٪
أكسيد الحديد – Fe 2 O 3: 2-25 ٪
أكسيد التيتانيوم – TiO2: 1-5٪
أكاسيد الكالسيوم والمغنيسيوم – CaO + MgO: 0.2-0.6٪
أكسيد العناصر الأخرى: من 0.01 إلى 0.4٪ (لكل منهما).
الألومينا
يتم الحصول على كل الألومينا تقريبًا من البوكسيت ، الذي يحتوي على حوالي 50٪ من أكسيد Al 2 O 3 باعتباره هيدروكسيد. تتم معالجة خام الألومنيوم في محلول صودا كاوية تحت ضغط لإذابة الألومينا على شكل ألومينات ، وفصلها عن الراسب الأحمر المحتوي على أكاسيد الحديد والشوائب الأساسية الأخرى. بعد ذلك ، تترسب بلورات هيدروكسيد الألومنيوم من محلول الألومينات هذا.
في درجات حرارة أقل من 700 درجة مئوية ، تحتوي الكتلة التكنولوجية على الأنواع المختلفة التالية من مركبات الألومنيوم – هيدروكسيداتها:
جبسيت
بايرويت
خطيب
الشتات
البوهيمي
الكفاءة النهائية لتقنية إنتاج الألومينا هي تحميص خليط الهيدروكسيدات الذي تم الحصول عليه في الخطوات السابقة. يتم الحساب (الحساب) عند درجة حرارة 1200 درجة مئوية مع إنتاج الألومينا النقية بكمية تزيد عن 99٪ من أكسيد Al 2 O 3.
الألومينا
يتطلب الإنتاج الصناعي لطن واحد من الألمنيوم حوالي 2 طن من الألومينا.
مركبات الألمنيوم التي تعتبر الأكثر أهمية للصناعات غير المعدنية هي:
أكسيد؛
كبريتات و
سيليكات
أكسيد الألومنيوم هو أحد مركبات الأكسجين الخاصة به. الأكسيد النقي عبارة عن مسحوق أبيض على شكل جسيمات بأشكال وأحجام مختلفة. نظرًا لخصائصه المذبذبة ، فإن هذا الأكسيد قابل للذوبان في الأحماض المعدنية والقلويات القوية. قد تكون هناك تغييرات مختلفة. الأكثر استقرارًا هو أكسيد الألمونيوم (alpha-Al 2 O 3).
أنواع الأكاسيد
أثناء تجفيف الهيدروكسيدات ، تتشكل مجموعة من أكسيد Al 2 O 3 والتي لا تزال تحتوي على جزء صغير من مجموعات الهيدروكسيل وتحتفظ ببعض النشاط الكيميائي. تسمى جميع الأكاسيد التي يتم الحصول عليها في درجات حرارة منخفضة تصحيحات انتقالية. عند 1400 درجة مئوية ، تصبح جميع التغييرات الانتقالية بمثابة تغيير ألفا.
أكسيد الأنود
يتم إنتاج أكسيد أنوديك عن طريق الأكسدة الكهروكيميائية للألمنيوم. هذا المركب عبارة عن مادة ذات بنية نانوية ذات هيكل فريد. يتكون أكسيد الألومنيوم الأنوديك من مسام أسطوانية تقدم مجموعة واسعة من التطبيقات في الهندسة. مستقر حراريًا وميكانيكيًا ، إنه خفيف وشفاف وله خصائص عزل كهربائي عالية. يمكن ضبط حجم المسام وسمك طبقة أكسيد الأنود بسهولة من خلال معلمات هذه التقنية ، مما يجعل من الممكن استخدامها ليس فقط كطلاء واقي زخرفي لمنتجات الألمنيوم ولكن أيضًا كأساس لتقنية النانو.
أشكال مختلفة من هيدروكسيدات الألومنيوم معروفة. الأشكال المدروسة هي Al (OH) 3 هيدروكسيد و AlO (OH) هيدروكسيد. بالإضافة إلى هذه الأشكال البلورية ، هناك عدة أنواع أخرى معروفة.
يستخدم Al (OH) 3 هيدروكسيد بكميات كبيرة لمعالجة مياه الصرف الصحي وكذلك لإنتاج مركبات الألومنيوم الأخرى ، بما في ذلك أملاحه.
يمكن أن توجد كبريتات الألومنيوم بنسب مختلفة من الماء. الشكل المعتاد لهذا المركب هو Al 2 (SO 4) 3 · 18H 2 O. يكاد يكون غير قابل للذوبان في كحول الماء المنخفض ، لكنه يذوب جيدًا في الماء. يتحلل إلى أكسيد الألومنيوم عند درجات حرارة أعلى من 770 درجة مئوية.
برنامج
تستخدم هذه المادة في الصناعات ومجالات الحياة التالية:
أنظمة معالجة المياه والصرف الصحي
إنتاج الورق
ملابس واقية مقاومة للحريق.
زيوت ودهون التطهير.
الخرسانة المقاومة للماء
إنتاج مضاد التعرق
خلع الملابس الجلدية
إنتاج الطلاء
في المبيدات الزراعية
إنتاج الكيماويات ؛
عامل حموضة التربة
صنع مستحضرات التجميل والصابون.
في المستحضرات الطبية
الشب
تتحد كبريتات الألومنيوم مع كبريتات معدنية من جانب واحد لتكوين أملاح مزدوجة تسمى الشب. ومن أهم هذه الأملاح كبريتات ألومنيوم البوتاسيوم. يُعرف هذا المركب الكيميائي أيضًا باسم شب البوتاسيوم. تم استخدام هذه الشب على نطاق واسع في الجلود والأدوية والأقمشة والأصباغ منذ زمن سحيق.
قالب طوب
يتكون الطوب بشكل أساسي من ألومينوسيليكات.
كلوريد
عندما يتفاعل غاز الكلور مع الألمنيوم المصهور ، يتكون كلوريد الألومنيوم. غالبًا ما يستخدم هذا المركب كمحفز في تفاعلات تخليق المركبات العضوية المختلفة. كلوريد رطب AlCl 3 H 2 O ، يستخدم كمضاد للعرق أو مزيل للعرق. هذا المركب هو أحد أملاح الألومنيوم العديدة المستخدمة في صناعة مستحضرات التجميل.
يستخدم شكل هيكساهيدرات كلوريد الألومنيوم:
لمعالجة حماية الخشب ،
كمطهر في إنتاج الثروة الحيوانية واللحوم ؛
تكرير النفط الخام
إنتاج الورق
أشكال الألومنيوم ألومنيوم AlH 3 hydride مع الهيدروجين ، والذي يستخدم على نطاق واسع في الكيمياء العضوية بما في ذلك في شكل هيدريد الألومنيوم الليثيوم (LiAlH 4). يتم الحصول على هذا المركب عن طريق تفاعل كلوريد الألومنيوم وكلوريد الليثيوم.
مركبات كيميائية من الألمنيوم
المركب بين الفلزات (المركب بين الفلزات) هو مركب كيميائي من معدنين أو أكثر. المركبات المعدنية ، كما ينبغي أن تكون للمركبات الكيميائية ، لها نسبة ثابتة بين مكوناتها. في المركبات بين المعادن ، عادة ما تكون الرابطة بين الذرات معدنية.
تعتبر المركبات المعدنية ذات أهمية كبيرة للبنية الدقيقة وخصائص سبائك الألومنيوم. على سبيل المثال ، يعد الحديد والسيليكون من الشوائب الموجودة دائمًا في الألومنيوم. نظرًا لأن قابلية ذوبان الحديد في الألومنيوم الصلب منخفضة جدًا ، يمكن العثور على أطوار Al-Fe أو Al-Fe-Si في هيكل حتى الألومنيوم فوق الصوتي. يمكن أن تكون هذه المراحل عبارة عن مركبات معدنية FeAl 3 أو Fe 3 SiAl 12 أو Al 2 Si 2 Al 9 أو FeAl 6.
سبائك الألومنيوم لها عدة عشرات من الأطوار التي هي مركبات بين المعادن. في السبائك المعقدة من نوع 2014 (نظام Al – Cu – Mg – Mn – Fe – Si) ، تحتوي هذه المركبات على 3 SiAl 12 في شكل (Mn ، Fe).
مراسلتنا على البريد الاليكتروني
أرسل رسالتك
خبير مبيعات واستشارات
خبير مبيعات واستشارات
Supportzeit ist 9 bis 18