=Технический глинозем.

Теория процесса получения технического глинозема.

При нагревании все гидраты глинозема обезвоживаются и обнаруживаются три последовательных эндотермических эффекта. Первый малый эффект при 214—230⁰С связан с частичным разрушением структуры и выделением 0,5Н₂О. В области второго эффекта при 280 — 310⁰С происходит выделение еще 1,5Н₂О и полное разрушение структуры гидраргиллита с образованием бёмита и выделением небольшого количества высокодисперсной окиси алюминия х — фазы. В области третьего эффекта при 490—510⁰С выделяется почти вся вода (остается 1—2%), структура х-фазы разрушается и образуется аморфное вещество. В области последующего экзо­термического эффекта при 970⁰С образуется –ϰ — модификация, а в области второго экзотермического эффекта при 1200⁰ С происхо­дит кристаллизация α — Аl₂О₃.

Несколько иначе протекает превращение выделившегося бёмита. Он переходит в ϰ — Аl₂О₃, который в области первого экзотермического эффекта образует θ — Аl₂О₃, а при дальнейшем нагрева­нии последний переходит в α — Аl₂О₃.

ϰ — Аl₂О₃ имеет слоистую структуру с расположением атомов алюминия в тетраэдрических н октаэдрических полостях плотнейшей упаковки. θ — Аl₂О₃  обладает несколько деформированной структурой шпинельного типа; атомы алюминия располагаются в октаэдрических и преимущественно в тетраэдрических полостях.

ϒ-глинозем содержит 1-2% Н₂О и поэтому лишь условно его можно считать модификацией глинозема. Плотность и показатель преломления ϒ-глинозема не обнаруживают постоянства по мере повышения температуры, начиная с 600⁰С, они симбатно увеличиваются и особенно сильно в интервале 950—1000⁰С. Это связано с непрерывным изменением структуры от аморфной до отчетливо кристаллической, ϒ-глинозем имеет кристаллическую структуру типа шпинели.

При нагревании диаспор теряет воду, дегидратация заканчи­вается до 450⁰С. На этой стадии все атомы алюминия расположены неупорядоченно. При дальнейшем нагревании процесс упорядочения завершается, образуется корунд. Таким образом, диаспор превращается в корунд при 450—500⁰С с уменьшением объема на 33%. При нагревании солей алюминия превращение идет по схеме бёмита.

При разложении гидрата большое значение имеет размер частиц; если частицы невелики, то образуется ϒ — Аl₂О₃, минуя промежуточную фазу--образование бёмита.

Следует отметить, что переход гидратных и производных от них фаз при нагревании происходит обычно в некотором иногда широком интервале температур, зависящем к тому же от скорости нагревания. В результате этого несколько фаз могут сосущество­вать в нагреваемой смеси. Вместе с тем все безводные фазы глинозема метастабильны, единственно стабильная фаза глинозема вплоть до плавления — корунд.

Этот минерал имеет основной интерес для огнеупорной промышленности в том смысле, что во всех огнеупорных материалах свободный глинозем представлен корундом. В качестве же сырьевого материала при изготовлении высокоглиноземистых и корундовых огнеупоров и керамики используют технический глинозем, а в ряде случаев — богатое также глиноземом природное сырье.

В кристаллической координационной структуре корунда атомы кислорода образуют плотнейшую упаковку. Между двумя такими слоями в двух третях октаэдрических пустот располагаются атомы алюминия; таким образом, атом алюминия окружен шестью ато­мами кислорода. Каждые три атома кислорода образуют общую грань двух смежных октаэдров и, следовательно, связаны с двумя атомами алюминия, находящимися в центрах этих октаэдров. В свою очередь каждый кислородный атом находится в окружении четырех атомов алюминия. Таким образом, атом кислорода находится в тетраэдре из атомов алюминия, а атом алюминия в октаэдре из атомов кислорода.

Корунд содержит 93,2% Аl. Ничтожные примеси хрома окра­шивают его в красный цвет, трехвалентного железа — в коричне­вый (в смеси с марганцем) и розовый, титан — в синий и смесь двух — и трехвалентного железа — в черный цвет. Корунд встре­чается и природе часто в виде россыпей, поскольку он представляет собой устойчивое химическое соединение. Природный корунд в чистых разностях широкого распространения не имеет.

В огнеупорной промышленности находит ограниченное приме­нение электроплавленный корунд, получаемый плавкой техниче­ского глинозема, так называемый белый корунд, в отличие от нор­мального корунда, получаемого плавкой боксита. Электрокорунд представляет собой хорошо кристаллизованный α — Аl₂О₃, причем в белом электрокорунде в большом количестве содержится глинозем.