مقدمة عن أكسيد الألومنيوم الكيميائي

وصف موجز لأنواع مختلفة من الألومينا

يُعرف أكسيد الألومنيوم بأنواع مختلفة، منها الألومينا الخاصة، وأكسيد الألومنيوم غير المعدني، وأكسيد الألومنيوم الكيميائي، ومنتجات أكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد الألومنيوم المتمايزة أو منتجات التمديد. ويمكن تقسيمه إلى أكثر من 300 نوع، وذلك وفقًا لتركيبه الكيميائي، وبنيته البلورية، وحجم جسيماته، ونقائه، وصلابته، ودرجة تلبيده، وغيرها. وتختلف طبيعة أنواع الألومينا اختلافًا كبيرًا، فبعضها صلب كالياقوت، وبعضها الآخر لين كبودرة التلك؛ بعضها ذو كثافة ظاهرية تزيد عن 3200 كجم/م³، بينما البعض الآخر أقل كثافة من 3.2 كجم/م³. بعضها مواد خاملة غير قابلة للذوبان، بينما بعضها الآخر قابل للذوبان في الأحماض والقواعد، وله نشاط ملحوظ؛ بعضها سائل كالرمل المنخل، بينما بعضها الآخر لزج أو حتى غرواني ثيكسوتروبي ولا يمكن ترشيحه؛ بعضها ذو بنية بلورية وقطر بلوري متفاوتين على نطاق واسع، وبعضها غير متبلور؛ وبعضها ذو قدرة امتصاص عالية. بعضها لا يمتلك قدرة على الامتزاز؛ وبعضها الآخر محفزات نشطة، وبعضها خامل. ومع ذلك، فإن السمة المشتركة لجميع أنواع الألومينا، بأي شكل من الأشكال، هي أنها تتحول في النهاية إلى ألومينا ألفا عند تسخينها لفترة طويلة في درجات حرارة عالية جدًا. تُستخدم أنواع مختلفة من الألومينا على نطاق واسع في الكيمياء والطب والمحفزات والمطاط والبلاستيك وصناعة الورق والحشو والأصباغ وغيرها من المجالات. ومع تطور العلوم والتكنولوجيا وتطبيق المواد الجديدة، يتسع سوق الألومينا متعددة الأنواع باستمرار.

ثانياً: تصنيف أنواع الألومينا المختلفة

(أ) أنواع متعددة من هيدروكسيد الألومنيوم

1. تصنيف أنواع متعددة من هيدروكسيد الألومنيوم:

(1) حشو عادي من هيدروكسيد الألومنيوم، D50 = 50 م، 70 م؛

(2) مسحوق هيدروكسيد الألومينا الناعم، D50 ≤20 م؛

(3) مسحوق هيدروكسيد الألومنيوم الدقيق (هيدروكسيد الألومنيوم فائق النعومة)، D50 ≤1 م؛

(4) هيدروكسيد الألومنيوم الأبيض الجاف، درجة البياض ≥93%؛

(5) هيدروكسيد الألومنيوم الأبيض عالي البياض (حشو العقيق الصناعي والرخام الصناعي)، البياض ≥95٪؛

(6) هيدروكسيد الألومنيوم منخفض القلوية (الصوديوم)، Na2O+K2O≤0.10%؛

(7) هيدروكسيد الألومنيوم منخفض الحديد، Fe2O3≤0.005%؛

(8) البوكسيت شبه الرقيق، مع نوع بلوري من؟ -alooh كبوكسيت أحادي الماء من 1-2 مياه بلورية؛

(9) هلام هيدروكسيد الألومنيوم، بلورة al2O3.NH2O، المرحلة الرئيسية هي نوع البلورة غير المتبلورة.

2. استخدامات أنواع مختلفة من هيدروكسيد الألومنيوم:

(1) يستخدم كمادة مثبطة للهب

يُعدّ هيدروكسيد الألومنيوم مادةً مثاليةً لحشو مثبطات اللهب في البلاستيك والمطاط والبوليمرات العضوية الأخرى والمنسوجات. تشمل المواد الاصطناعية التي يُستخدم فيها هيدروكسيد الألومنيوم كحشو: البوليستر، والإيبوكسي، والفينول، والبولي بروبيلين، والبولي إيثيلين، وبولي فينيل كلوريد، ومطاط بوتيرالدهيد، والنيوبرين، ومطاط السيليكون، بالإضافة إلى الطلاءات المتقدمة المقاومة للحريق، والسجاد المقاوم للحريق، والأقمشة المقاومة للحريق، وأحزمة النقل المقاومة للحريق، وغيرها. ولأن هيدروكسيد الألومنيوم مسحوق أبيض، فإن خصائصه الفيزيائية والكيميائية مستقرة نسبيًا في الظروف العادية، فهو لا يمتص الرطوبة، ولا يتغير لونه، وغير سام، وغير ضار، وعديم الرائحة، ويمكن التحكم في حجم جزيئاته حسب متطلبات الإنتاج. عندما تتجاوز درجة حرارة التسخين 200 درجة مئوية، يبدأ هيدروكسيد الألومنيوم بامتصاص الحرارة والتحلل، مُطلقًا ماء التبلور. كلما ارتفعت درجة الحرارة، زادت سرعة التحلل، مما يُثبط ارتفاع درجة حرارة البوليمر، ويؤدي دورًا في التبريد، وتثبيط اللهب، وإخماد الحرائق.

(2) يستخدم كمادة حشو لحجر العقيق الصناعي والرخام الصناعي

باستخدام هيدروكسيد الألومنيوم وراتنج البوليستر غير المشبع أو راتنج الميثاكريلات، يمكن إنتاج مواد زخرفية وأدوات صحية من الرخام والعقيق الصناعي. ولأن معامل انكسار هيدروكسيد الألومنيوم (1.57) قريب جدًا من معامل انكسار راتنج البوليستر، فإن المنتجات الصناعية تتميز بشفافية ولمعان مُرضٍ، ويمكن إضافة ألوان مختلفة لتصميم أنماط ومواصفات متنوعة. كما يتميز المنتج بجودته العالية، وخفة وزنه، وعدم انبعاث الإشعاع منه، ومقاومته للكسر، وسهولة تقطيعه، وغيرها من الخصائص، مما يجعله واسع الانتشار حاليًا.

(3) يستخدم كحشو في صناعة الورق

يُستخدم هيدروكسيد الألومنيوم بشكل أساسي كطلاء سطحي وحشو وورق غير قابل للاحتراق في صناعة الورق. يتميز هيدروكسيد الألومنيوم فائق النعومة عالي البياض بدرجة بياضه العالية، وحجم جسيماته الدقيق، وتوزيعه المنتظم، وشكله البلوري الخطي، وغيرها. ويمكن استخدامه كبديل لمسحوق التيتانيوم الأبيض دون التأثير على بياض الورق أو عتامة سطحه، مما يوفر تكلفة الورق، ويحسن لمعانه، ويرفع من جودة الطباعة.

(4) يستخدم كحشو في معجون الأسنان

يتميز هيدروكسيد الألومنيوم بخصائص احتكاك خفيفة، وهو مادة متعادلة، ويُستخدم كحشو في معجون الأسنان كعامل احتكاك لإزالة الأوساخ عن الأسنان واللثة بفعالية دون إلحاق الضرر بها. يبلغ حجم جزيئات هيدروكسيد الألومنيوم المستخدم كمادة حشو في معجون الأسنان عادةً D50 ≤ 7 ميكرومتر، ويجب ألا تتجاوز نسبة القلويات المضافة 0.01%.

(5) تستخدم كمواد خام صيدلانية

أحد المكونات الرئيسية لأدوية المعدة هو هيدروكسيد الألومنيوم، الذي يمكنه معادلة حمض المعدة وهو مادة خام جيدة لصنع أدوية المعدة.

(6) كمواد خام كيميائية

نظرًا لأن هيدروكسيد الألومنيوم مركب مذبذب، فإنه يذوب بسرعة في الأحماض أو القلويات القوية، ولذلك أصبح المادة الخام للعديد من أملاح الألومنيوم. على سبيل المثال، كبريتات الألومنيوم والشبة هما ناتجان عن تفاعل هيدروكسيد الألومنيوم مع حمض الكبريتيك وأملاحه، وكلوريد الألومنيوم المتعدد هو ناتج عن تفاعل هيدروكسيد الألومنيوم مع حمض الهيدروكلوريك، وفلوريد الألومنيوم هو ناتج عن تفاعل هيدروكسيد الألومنيوم مع حمض الهيدروفلوريك، وما إلى ذلك. باستخدام هيدروكسيد الألومنيوم (أو محلول ألومينات الصوديوم) كمواد خام، يمكن إنتاج مناخل جزيئية من النوع 3a، و4a، و5a، و13x، و10x، وY.

(2) الألومينا المنشطة

توجد ثمانية أنواع بلورية من الألومينا: ألفا، وألفا، وألفا، وألفا، وألفا. ويمكن الحصول على أنواع بلورية مختلفة من أكسيد الألومنيوم بتسخين هيدروكسيد الألومنيوم وتجفيفه عند درجات حرارة مختلفة. إلا أنه عند تحميصه عند درجة حرارة أعلى من 1200 درجة مئوية، تتحول الأنواع البلورية الأخرى من أكسيد الألومنيوم في النهاية إلى ألومينا ألفا. تُسمى ألومينا ألفا بالألومينا عالية الحرارة، وتُعرف أيضًا بالألومينا الخاملة، بينما تُسمى الأنواع البلورية السبعة الأخرى بالألومينا منخفضة الحرارة، وتُعرف أيضًا بالألومينا النشطة.

تختلف آلية عملية التحول الطوري في هيدرات الألومينا اختلافًا كبيرًا، وذلك تبعًا لاختلاف درجة حرارة التحميص ومدة التحميص وتكامل الهيدرات. فعند تجفيف هيدروكسيد الألومنيوم بسرعة عند درجة حرارة تتراوح بين 400 و600 درجة مئوية، يؤدي فقدان الماء إلى تفكك بنيته البلورية، وتصبح أسطحها مفككة، وتتشكل مسامات وشقوق عديدة، مما ينتج عنه زيادة حادة في مساحة سطحه النوعية. وتتميز الألومينا ذات البنية المسامية المناسبة، وحجم المسامات الأكبر، ومساحة السطح النوعية الأعلى، بنشاط عالٍ. يمكن استخدام المحفز أو حامل المحفز الناتج عنه في صناعة العطور، وتكسير الهيدروكربونات أو تصنيعها، والتجفيف، والأكسدة، ونزع الهيدروجين، والهدرجة، والإصلاح، وإزالة الكبريت، وإزالة الكلوريت، وإزالة الفلور، وما إلى ذلك. كما يمكن دحرجة الألومينا المنشطة على شكل كرات أو ضغطها على شكل شرائح لاستخدامها كمجفف وعامل ماص للرطوبة للسوائل والغازات، وتُستخدم في التبريد، وتجفيف فصل الهواء، وتجفيف الهواء للأجهزة، والامتصاص الانتقائي للعناصر النزرة أو الملوثات النزرة في العمليات الصناعية. بالإضافة إلى ذلك، تتميز الألومينا المنشطة بقوة التصاق عالية، وهي المادة الخام لتصنيع المواد الحرارية المصنوعة من الطين الناري.

(3) الألومينا الخاملة

يُطلق على أكسيد الألومنيوم الخامل أيضًا اسم أكسيد الألومنيوم عالي الحرارة، أو هيدروكسيد الألومنيوم، أو أي أكسيد ألومنيوم بلوري آخر يتكون عن طريق التحميص عند درجة حرارة عالية تبلغ حوالي 1200 درجة مئوية. وباعتباره أكسيدًا معدنيًا، يتمتع أكسيد الألومنيوم ألفا بخصائص فيزيائية وكيميائية جيدة. فهو يتميز بتماسك جزيئي عالٍ، وبلورة متراصة ومثالية، وقدرة على تحمل مختلف التغيرات الكيميائية. في الوقت نفسه، يتميز أكسيد الألومنيوم ألفا أيضًا بنقطة انصهار عالية (2050 درجة مئوية)، وصلابة عالية، وأداء عزل جيد، وقوة ميكانيكية عالية، ومقاومة جيدة للتآكل، ومقاومة عالية للحرارة والصدمات، ولذلك يُستخدم على نطاق واسع في المجالات التالية:

1. مقاوم للحرارة

نظراً لارتفاع درجة انصهارها وخصائصها الميكانيكية الممتازة ومقاومتها للتآكل في درجات الحرارة العالية، تُستخدم ألفا-ألومينا لإنتاج مواد حرارية مختلفة، مثل الطوب الحراري المصنوع من الموليت والألومينا، والطوب الحراري المصنوع من الكوروندوم ومنتجات الكوروندوم، بالإضافة إلى المواد الحرارية غير المتبلورة القابلة للصب.

2. سيراميك عالي الألومينا

نتيجةً لكثافتها الحجمية العالية، تُشكّل ألومينا ألفا جسمًا متماسكًا ومتلبدًا، وتتميز بمقاومة عالية للتآكل وقوة ميكانيكية فائقة، مما يجعلها مناسبة لإنتاج الخزف المقاوم للتآكل، مثل أدوات الطحن المختلفة، وفوهات السفع الرملي، وفرش الماء، وغيرها. كما أنها مناسبة أيضًا لإنتاج الأدوات الخزفية نظرًا لمقاومتها الجيدة للحرارة وقوة تحملها للصدمات الحرارية. وبفضل أدائها العازل للحرارة العالية، تُعدّ ألومينا ألفا منخفضة الصوديوم مناسبة لإنتاج شمعات الإشعال والعوازل للأجهزة الكهربائية ذات درجات الحرارة العالية، وألواح الأساس الكهربائية المتكاملة ذات الأغشية الرقيقة، والأجزاء القياسية، وغيرها من أنواع الخزف العازل عالي التردد. وتُستخدم ألومينا ألفا على نطاق واسع في إنتاج الخزف المعماري، والخزف الصناعي، والخزف الإلكتروني، والأدوات الصحية، والخزف المنزلي، بالإضافة إلى خزف العمليات، مثل الطوب الخزفي المصنوع من ألومينا ألفا، والأرضيات الخزفية، وقضبان الدرفلة الخزفية، والمضخات الخزفية، والمرشحات الخزفية، وغيرها.

3. مادة كاشطة (مادة مقاومة للتآكل)

بفضل صلابتها العالية، يمكن استخدام أكسيد الألومنيوم ألفا كمواد طحن وتلميع ومواد مقاومة للتآكل. ويمكن استخدامه في طحن وتلميع الفولاذ والمعادن غير الحديدية والبلاستيك والخشب وألياف الخشب وجميع أنواع الصخور (بما في ذلك اليشم)، كما يمكن استخدامه في صناعة عجلات الطحن وأدوات الخراطة وغيرها من أدوات القطع، ويمكن استخدامه أيضًا في طبقة التآكل السطحية للأرضيات الخشبية المركبة وبعض المعدات أو المنتجات المعدنية.

(4) ألومينا فائقة النعومة عالية النقاء

يشير أكسيد الألومنيوم فائق النعومة عالي النقاء إلى مسحوق ألومينا فائق النعومة عالي النقاء، يحتوي على نسبة AL2O3 تزيد عن 99.99%، وحجم حبيبات أقل من 1 ميكرومتر. يُستخدم بشكل أساسي في تلبيد الألومينا الشفاف، وحوامل الفلورسنت، ومصابيح الصوديوم عالية الضغط، والمعدات الفيزيائية والكيميائية عالية الجودة، والعظام الاصطناعية، وركائز أشباه الموصلات (C)، ومواد حشو أشرطة التسجيل، ووسائط الترشيح الفائقة، والمواد الكاشطة عالية الجودة، والسيراميك الخاص، وأدوات القطع، والبواتق عالية النقاء، وأهداف القصف، وأنابيب الأفران، ومواد التعبئة والتغليف، والمواد أحادية البلورة، والأحجار الاصطناعية، وغيرها. يُحسّن أكسيد الألومنيوم فائق النعومة من تماسك السيراميك، وتشطيبه، ومقاومته للإجهاد البارد والساخن، وصلابته للكسر، ومقاومته للزحف. كما يُحسّن مقاومة التآكل للمنتجات الجزيئية، ويُستخدم في تقوية البلاستيك والمطاط، ومواد حشو الطلاء المقاومة للتآكل ودرجات الحرارة العالية، ومواد حشو مستحضرات التجميل المتقدمة. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم كعامل حفاز وحامل حفاز في صناعات البتروكيماويات والأسمدة، وفي تقنية الليزر كمادة خام لزجاج النيوديميوم المستخدم في الليزر. ومواد الليزر الياقوتية، كمواد عازلة متقدمة في صناعة الطاقة، وصناعة الفضاء، كمعالجة سطحية للطائرات الفضائية والصواريخ والأقمار الصناعية، إلخ. ومع تقدم المجتمع وتطور العلوم والتكنولوجيا، يتوسع مجال تطبيق الألومينا عالية النقاء وفائقة النعومة، وآفاق السوق واعدة للغاية.

(5) الكوروندوم

يُطلق على بلورة الألومينا الطبيعية من النوع α اسم الكوروندوم، والتي غالبًا ما تتخذ ألوانًا مختلفة نتيجةً لاختلاف الشوائب. تتميز ببريق زجاجي أو ماسي، وكثافة تتراوح بين 3.9 و4.1 غ/سم³، وصلابة 8.8. يُطلق على الكوروندوم الطبيعي أيضًا اسم الأحجار الكريمة. أما الكوروندوم الذي يحتوي على كمية قليلة من أكسيد الكروم في بلورته فيُسمى الياقوت، والياقوت الأزرق الذي يحتوي على كمية قليلة من شوائب الحديد والتيتانيوم، والزمرد الذي يحتوي على كمية قليلة من شوائب الحديد والكوبالت.

إنتاج الكوروندوم الطبيعي في الطبيعة ضئيل للغاية، ويُستخدم في الغالب لأغراض الزينة. أما الكوروندوم المستخدم في المواد الخام الصناعية فهو مُصنّع. يوجد نوعان من الكوروندوم المُصنّع: الكوروندوم المنصهر والكوروندوم المُلبّد. وتشمل الأنواع الرئيسية ما يلي:

1. الكوروندوم المنصهر

يتكون الألومينا المنصهر بشكل أساسي من الألومينا المنصهر الأبيض والألومينا المنصهر البني.

يُصنع الكوروندوم الأبيض المصهور من الألومينا الصناعية ويُصهر في فرن قوس كهربائي عند درجة حرارة عالية تتجاوز 2000 درجة مئوية. يتميز ببياضه الناصع، ونقائه العالي، وصلابته العالية، وقدرته الممتازة على الشحذ الذاتي، وقوة طحنه العالية، وانخفاض حرارته، ومقاومته للتآكل، ومقاومته لدرجات الحرارة العالية، وثباته الحراري الجيد، وغيرها من الخصائص. يُستخدم في صناعة مواد الطحن والتلميع المتقدمة، وأدوات الطحن المصنوعة منه، وطحن الفولاذ عالي الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ. كما يُستخدم على نطاق واسع في إنتاج المواد الحرارية عالية الجودة وقوالب الصب الدقيقة، وفي صناعة السيراميك الخاص والمواد العسكرية والإلكترونية وغيرها من المواد عالية التقنية. ويمكن أيضًا استخدام الكوروندوم المُنتج من الألومينا فائقة النعومة عالية النقاء كأحجار كريمة اصطناعية.

الكوروندوم البني، المعروف أيضاً باسم الصنفرة، يُصنع من البوكسيت والأنثراسيت وخردة الحديد عن طريق الصهر في درجة حرارة عالية تزيد عن 2000 درجة مئوية في فرن كهربائي. لونه بني.

يتميز الكوروندوم البني بصلابة معتدلة، وكثافة عالية، وتبلور جيد، ومعامل تمدد خطي منخفض، ومتانة جيدة، ومقاومة للتآكل، وما إلى ذلك. ويستخدم على نطاق واسع في مواد السفع الرملي، والمواد الكاشطة، والحشوات، ووسائط الترشيح، ومواد القطع، والمواد الحرارية، والمواد الكاشطة، والسيراميك.

2. الكوروندوم المتلبد

الكوروندوم المتلبد المصنوع من خام الألومينا الصناعية أو عالية النقاء والبوكسيت كمادة خام، يتم تصنيعه عن طريق طحن المواد الدقيقة على شكل كرات أو أجسام، في عملية تلبيد بدرجة حرارة عالية تتراوح بين 1750 و1900 درجة مئوية، ويتميز بخصائص فريدة، منها المسامية المنخفضة، والحبيبات عالية الكثافة، ومقاومة الصدمات الحرارية الممتازة عند درجات الحرارة العالية، ومقاومة تآكل الخبث، ويستخدم على نطاق واسع في صناعة المواد الحرارية والمواد الكاشطة.

3. الكوروندوم اللوحي

الكوروندوم الصفيحي هو نوع من مسحوق أكسيد الألومنيوم عالي النقاوة، يُطحن أولاً، ثم يُكبس، ويُجفف، ويُكلس عند درجة حرارة عالية تتراوح بين 1850 و1950 درجة مئوية. يتميز ببنية بلورية صفيحية ورقائقية متطورة ذات حجم حبيبي كبير. وهو مادة حرارية مثالية تتميز بنقائها العالي، وثبات حجمها الجيد، وانكماشها الطفيف بعد إعادة التسخين، ومقاومتها العالية للصدمات الحرارية. يُنتج الكوروندوم الصفيحي بشكل أساسي عن طريق التلبيد، ولكن يمكن إنتاجه أيضاً عن طريق الصهر الكهربائي.

6) أملاح الألومنيوم

تشير أملاح الألومنيوم إلى مركبات الألومنيوم. وسيتم هنا وصف عدد قليل فقط من أملاح الألومنيوم شائعة الاستخدام.

1. كبريتات الألومنيوم

يحتوي كبريتات الألومنيوم على كبريتات الألومنيوم وكبريتات الألومنيوم المتعددة، وكبريتات الألومنيوم والأمونيوم (شبة الأمونيوم)، وكبريتات الألومنيوم والبوتاسيوم (الشبة أو شب البوتاسيوم). ويُنتج عادةً من تفاعلات مع حمض الكبريتيك وهيدروكسيد الألومنيوم أو البوكسيت والكاولين والرماد المتطاير ومعادن الألومنيوم الأخرى. تُستخدم كبريتات الألومنيوم بشكل أساسي ككاشف صناعي، ومُرسب، وعامل لمعالجة المياه، وفي صناعة الورق، وغيرها، كما تُستخدم في إنتاج منتجات كيميائية أخرى تحتوي على الألومنيوم. أما كبريتات الألومنيوم المتعددة فتُستخدم بشكل أساسي في معالجة المياه السطحية. ويمكن استخدام الشبة كعامل تخمير، وعامل معادلة، ومُرسب للماء في الأغذية. كما تُستخدم الشبة في الطب الصيني التقليدي ومسحوق الخبز، وفي صناعة الورق والطلاء، وكعامل عازل للماء.

2. كلوريد الألومنيوم

يُستخدم كلوريد الألومنيوم وكلوريد الألومنيوم المتعدد (غرواني الألومنيوم) في كربونات الألومنيوم، والتي تُحضّر عادةً بتفاعل حمض الهيدروكلوريك مع الألومنيوم المعدني أو هيدروكسيد الألومنيوم أو المعادن المحتوية على الألومنيوم. يُعدّ كلوريد الألومنيوم وكلوريد الألومنيوم المتعدد من مُنقّيات المياه منخفضة التكلفة وذات فعالية جيدة، ويمكن استخدامهما أيضًا في تحجيم الورق، وتكرير السكر، وتشكيل القوالب، ومقاومة تجعد الأقمشة، وحاملات المحفزات، والمواد الرابطة، وتكرير المستحضرات الصيدلانية، وتسريع تصلب الأسمنت، والمواد الخام لمستحضرات التجميل، وغيرها.

3. فلوريد الألومنيوم وفلوريد الصوديوم

يُعدّ فلوريد الألومنيوم وفلوروألومينات الصوديوم من أهم أملاح الفلوريد. يُستخدم فلوريد الألومنيوم بشكل أساسي كعامل مُعدِّل في وسط تكرير الألومنيوم الإلكتروليتي. وهو مسحوق أبيض ذو بلورات إبرية الشكل. وتُنتج عملية إنتاج فلوريد الألومنيوم بطريقتين: الرطبة والجافة. بسبب متطلبات حماية البيئة، تم التخلي بشكل أساسي عن الطريقة الرطبة، وأصبحت الطريقة الجافة هي الأكثر استخدامًا في الإنتاج. تشمل عملية الإنتاج الجاف لفلوريد الألومنيوم عملية المائع المتداول لشركة لوكي في ألمانيا، وعملية المائع متعدد الطبقات لشركة بوث في سويسرا، وعملية تخليق فلوريد الهيدروجين (ALF3) باستخدام أفران التسخين الداخلية والخارجية لشركة بينكير في فرنسا. تعتمد العملية الجافة على إنتاج كبريتات الكالسيوم (الجبس) وغاز فلوريد الهيدروجين من خلال تفاعل الفلوريت مع حمض الكبريتيك، ثم إنتاج فلوريد الألومنيوم من خلال تفاعل غاز فلوريد الهيدروجين مع هيدروكسيد الألومنيوم بعد التجفيف. أما عند إنتاج فلوريد الألومنيوم من حمض الفلوروسيليسيك كمنتج ثانوي في مصانع الأسمدة الفوسفاتية، فتعتمد عملية شركة لينز النمساوية الرطبة على تسخين محلول حمض الفلوروسيليسيك مسبقًا، ثم يتم التفاعل في خزان مُحَرَّك مع هيدروكسيد الألومنيوم (أو معلق البوكسيت) عند درجة حرارة معينة، مما يؤدي إلى ترسيب فلوريد الألومنيوم والسيليكا. كما يمكن استخدام طريقة أخرى أولًا. يتفاعل ماء الأمونيا وحمض الفلوروسيليسيك، مما يؤدي إلى تكوين فلوريد الأمونيوم وهلام السيليكا (الترسيب)، ثم يتفاعل مع محلول فلوريد الأمونيوم وهيدروكسيد الألومنيوم تحت درجة حرارة وضغط معينين، مما يؤدي إلى تكوين فلوريد الألومنيوم.

فلوروألومينات الصوديوم (المعروف أيضًا باسم الكريوليت) هو فلوريد معقد، وعادة ما يكون على شكل جزيئات بلورية رمادية بيضاء أو مسحوق، ويستخدم بشكل أساسي في التحليل الكهربائي للألومنيوم كمذيب. تتضمن عملية إنتاج فلوروألومينات الصوديوم بشكل أساسي طريقة فلوروألومينات الصودا، والتي تتفاعل أولاً مع حمض الهيدروفلوريك وهيدروكسيد الألومنيوم لإنتاج فلوروألومينات، ثم تتفاعل مع الصودا لتخليق فلوروألومينات الصوديوم (الكريوليت).

4. أملاح الألومنيوم الأخرى

يمكن استخدام نترات الألومنيوم كعامل مساعد للتخليق العضوي، ومثبت في صناعة الطباعة والصباغة، وعامل تشطيب الجلود، وما إلى ذلك، وعادة ما يتم صنعها عن طريق تفاعل الألومنيوم أو هيدروكسيد الألومنيوم مع حمض النيتريك.

يمكن استخدام فوسفات الألومنيوم كمبيد حشري تبخيري. ويتم تحضيره عادةً عن طريق حرق مسحوق الألومنيوم المختلط مع الفوسفور الأحمر.

تتميز المناخل الجزيئية لسلسلة فوسفات الألومنيوم بقدرة عالية على تبادل الأيونات ونشاط تحفيزي، وقد تم تحضيرها عن طريق تفاعل هيدروكسيد الألومنيوم وحمض الفوسفوريك.

يمكن استخدام ثلاثي فوسفات ثنائي هيدروجين الألومنيوم كصبغة مضادة للتآكل، ومادة ماصة (مزيل للروائح)، ومحفز لتحويل الإيثيلين إلى إيثانول، وعادة ما يكون ذلك من تفاعل معدن الألومنيوم أو هيدروكسيد الألومنيوم مع حمض الفوسفوريك.

سيليكات الألومنيوم فائقة النعومة عبارة عن مسحوق أبيض ناصع غير متبلور، يتميز بتعليقه الممتاز ومظهره الأبيض النقي. يُستخدم على نطاق واسع في الطلاء، والجلود، والطباعة والصباغة، وأحبار الطباعة، وصناعة الورق، والبلاستيك، والمطاط، وغيرها من المجالات بالاشتراك مع أصباغ أخرى (مثل مسحوق التيتانيوم الأبيض). يمكن استخدام سيليكات الألومنيوم البلورية كعامل حفاز لتجفيف غاز الميثانول لإنتاج ثنائي ميثيل الإيثر. كما يمكن استخدام سيليكات الألومنيوم العادية كمادة عازلة. تُحضّر سيليكات الألومنيوم عادةً عن طريق تفاعل زجاج الماء مع كبريتات الألومنيوم.

يمكن استخدام بلورات بورات الألومنيوم كمواد تقوية للبلاستيك والمعادن والسيراميك، وعادة ما يتم خلطها مع أكسيد الألومنيوم والبورون أو أكسيد البورون، وبعد الصهر عند درجة حرارة عالية، يمكن أيضًا تحويلها إلى الحالة الغازية من فلوريد الألومنيوم وأكسيد البورون عن طريق تبخير الماء، مما يؤدي إلى تكوين بلورات بورات الألومنيوم.

(vii) أنواع أخرى متعددة من الألومينا ومنتجات التمديد ذات الصلة

تشمل أنواع الألومينا الأخرى الألومنيوم المكربن، وألياف أكسيد الألومنيوم، وأغشية أكسيد الألومنيوم، ومسحوق SB، بالإضافة إلى حبيبات سبائك الألومنيوم والغاليوم، وثلاثي ميثيل الألومنيوم، وغيرها من منتجات الألومنيوم العضوية ذات المحتوى التقني العالي. تتكون ألياف الألومينا من ألياف أحادية البلورة من أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃)، وألياف طويلة من أكسيد الألومنيوم، وألياف قصيرة من أكسيد الألومنيوم، وتُستخدم بشكل أساسي كمواد تقوية للمعادن والبلاستيك والمطاط والسيراميك، ومواد عازلة حرارية، ومواد حرارية لمسار إطلاق الصواريخ، ومستحلبات الزيت والماء، ومخاليط الزيت والماء، ومواد فصل وترشيح السوائل اللاصقة، كما تُستخدم كحامل محفز لتحويل الهيدروكربونات. يُعد مسحوق SB المادة الخام لمحفزات الهدرجة وغيرها من المحفزات عالية الجودة. يتكون الألومينا والهيدروجين من خلال تفاعل قوي لحبيبات سبائك الألومنيوم والغاليوم في الماء، وهي عملية مثالية لإنتاج الهيدروجين لمركبات المستقبل التي تعمل بالهيدروجين. يُستخدم ثلاثي ميثيل الألومنيوم كمحفز لبلمرة الأوليفينات، ووقود للصواريخ، ومادة خام لصنع ثلاثي ميثيل الغاليوم.

يمكن استخدام خام البوكسيت لإنتاج المواد المقاومة للحرارة، ومواد التلبيد لمعالجة المياه، ومواد دعم التكسير في حقول النفط، والكوروندوم البني والأسمنت عالي الألومينا، ومسحوق ألومينات الكالسيوم أو أسمنت ألومينات الكالسيوم، وما إلى ذلك، ويمكن أيضًا إنتاج سبائك الألومنيوم والسيليكون بطريقة التسخين الكهربائي.

يمكن استخدام الطين الأحمر الناتج عن الألومينا كمزيل للكبريت ومحسن للتربة في محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم. بعد إزالة الصوديوم، يمكن استخدامه في إنتاج الإسمنت ومواد الجدران والسيراميك وغيرها. كما يمكن استخلاص مسحوق خام الحديد والسكانديوم النادر والبزموت والمعادن النفيسة الأخرى من الطين الأحمر.

يمكن استخدام المنتجات الوسيطة لأكسيد الألومنيوم، وألومينات الصوديوم السائلة، وألومينات الصوديوم الصلبة (الكلنكر المتكلس)، كمسرع للخرسانة أو في إنتاج المسرعات؛ ويمكن استعادة واستخراج الغاليوم والفاناديوم والمعادن الثمينة الأخرى من المحلول الأم الوسيط الناتج عن الألومينا.