① 想了解铝矾土化验方法
一、化验方法:
1.方法要点
试样在高温下甩氢氧化钠熔融仔绝,生成可溶解的硅酸钠,然后用盐酸处理,生成胶状硅酸。加热脱水为不溶性硅酸,并过滤灼烧,最后成二氧化硅。
2.主要反应
SiO2+2NaOH(加热△)=Na2SiO3+H2O↑
Na2SiO3+2HCl(200℃)=H2SiO3+2NaCl
H2SiO3(1000℃)=SiO2+H2O↑
3.试剂
(1)甲基橙溶液(0.1%)。
(2)盐酸(浓,5+95)。
(3)氢氧化钠固体。
4.分析步骤
称取0.5000g试样置于银坩埚中,如4~5g氢氧化钠于试样表面,盖上坩埚盖,于箱式电阻炉中在500~600℃之间加热熔融至全部转为液态,然后继续加热3min。取出冷却,移入250mL蒸发皿中,加30~50mL水,加热溶解。
洗净坩埚,于蒸发皿中加2滴甲基橙溶液,加盐酸中和至红色,并过量 5mL.于电热板上加热蒸干,边蒸边搅,直至残余物无盐酸味为止。
继续加热30min稍冷,加10mL浓盐酸润湿残渣,加100mL热水,稍煮沸,用定量滤纸过滤,以盐酸溶液(5+95)洗涤7~8次,用热水洗至无氯离子为止。将滤液加热干涸至无盐酸味,稍冷后加10mL浓盐酸,100mL热水,加热近沸,至盐类溶解后,以定量滤纸过滤(滤液保留)。
滤纸及沉淀用盐酸溶液(5+95)洗涤6~7次,用热水洗至无氯离子为止。将两次沉淀移于已知质量之坩埚内烘干,放置于箱式电阻炉中在950~1050℃灼烧至恒重。
5.计算
w(SiO2)=m1/m×100%
式中 w(SiO2)——念毕姿试样中二氧化硅的质量分数,%;
m1——沉淀的质量,g;
m—数脊—称取的试样量,g。
6.测定误差
w(SiO2)/% 允许差/% w(SiO2)/% 允许差/%
≤5.00 0.15 20.00~50.00 0.35
5.00~10.00 0.20 >50.00 0.45
10.00~20.00 0.30
二、铝矾土的概念:
铝矾土(aluminous soil;bauxite)又称矾土或铝土矿,主要成分是氧化铝,系含有杂质的水合氧化铝,是一种土状矿物。白色或灰白色,因含铁而呈褐黄或浅红色。密度2.4-2.5g/cm3,硬度1~3,不透明,质脆。极难熔化。不溶于水,能溶于硫酸、氢氧化钠溶液。主要用于炼铝,制耐火材料。
② 氧化铝属于什么材料
问题一:氧化铝属于什么材料 纯净的氧化铝是白色无定形粉末,俗称矾土,密度3.9-4.0g/cm3,熔点2050℃、沸点2980℃,不溶于水,氧化铝主要有α型和γ型两种变体,工业上可从铝土矿中提取.
铝土矿(Al2O3・H2O和Al2O3・3H2O)是铝在自然界存在的主要矿物,将其粉碎后用高温氢氧化钠溶液浸渍,获得铝酸钠溶液;过滤去掉残渣,将滤液降温并加入氢氧化铝晶体,经长时间搅拌,铝酸钠溶液会分解析出氢氧化铝沉淀;将沉淀分离出来洗净,再在950-1200℃的温度下煅烧,就得到α型氧化铝粉末,母液可循环利用.此法由奥地利科学家拜耳(K.J.Bayer)在1888年发明,时至今日仍是工业生产氧化铝的主要方法,人称“拜耳法”.
在α型氧化铝的晶格中,氧离子为六方紧密堆积,Al3+对称地分布在氧离子围成的八面体配位中心,晶格能很大,故熔点、沸点很高.α型氧化铝不溶于水和酸,工业上也称铝氧,是制金属铝的基本原料;也用于制各种耐火砖、耐火坩埚、耐火管、耐高温实验仪器;还可作研磨剂、阻燃剂、填充料等;高纯的α型氧化铝还是生产人造刚玉、人造红宝石和蓝宝石的原料;还用于生产现代大规模集成电路的板基.
γ型氧化铝是氢氧化铝在140-150℃的低温环境下脱水制得,工业上也叫活性氧化铝、铝胶.其结构中氧离子近似为立方面心紧密堆积,Al3+不规则地分布在由氧离子围成的八面体和四面体空隙之中.γ型氧化铝不溶于水,能溶于强酸或强碱溶液,将它加热至1200℃就全部转化为α型氧化铝.γ型氧化铝是一种多孔性物质,每克的内表面积高达数百平方米,活性高吸附能力强.工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒,耐压性好.在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体;在工业上是变压器油、透平油的脱酸剂,还用于色层分析;在实验室是中性强干燥剂,其干燥能力不亚于五氧化二磷,使用后在175℃以下加热6-8h还能再生重复使用.
目前世界上用拜耳法生产的氧化铝要占到总产量的90%以上,氧化铝大部分用于制金属铝,用作其它用途的不到10%.
问题二:氧化铝是金属材料吗? 铝是金属材料,但氧化铝不是。
氧化铝(Al2O3),工业Al2O3是由铝矾土(Al2O3?3H2O)和硬水铝石制备的,对于纯度要求高的Al2O3,一般用化学方法制备。
Al2O3有许多同质异晶体,目前已知的有10多种,主要有3种晶型,即γ-Al2O3、β-Al2O3、α-Al2O3。其中结构不同性质也不同,在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。
红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝,因为其它杂质而呈现不同的色泽,蓝宝石则含有氧化铁和氧化钛而呈蓝色。
问题三:一般我们说的氧化铝是高纯氧化铝吗?他们有什么区别 不是的,氧化铝有很多种类,用量最大的还是冶金级氧化铝,占95%以上。
问题四:γ-氧化铝的定义 晶型是γ型的氧化铝即为γ-氧化铝。γ-氧化铝是纳米氧化铝xz-L290显白色蓬松粉末状态,晶型是γ-Al2O3。粒径是20nm;比表面积≥230m2/g。纳米氧化铝xz-L290,粒度分布均匀、纯度高、极好分散,其比表面高,具有耐高温的惰性,高活性,属活性氧化铝;多孔性;硬度高、尺寸稳定性好,可广泛应用于各种塑料、橡胶、陶瓷、耐火材料等产品的补强增韧,特别是提高陶瓷的致密性、光洁度、冷热疲劳性、断裂韧性、抗蠕变性能和高分子材料产品的耐磨性能尤为显着。极易分散在溶剂水里面;不需加分散剂,只需搅拌,即可在溶剂乙醇、丙醇、丙二醇、异丙醇、乙二醇单丁醚、丙酮、丁酮、苯、二甲苯内分散均匀。多添加在环氧树脂,塑料等中。
问题五:氧化铝是干什么的? 用途
1. 红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝,因为其它杂质而呈现不同的色泽。红宝石含有氧化铬而呈红色,蓝宝石则含有氧化铁及氧化钛而呈蓝色。
2. 在铝矿的主成份铁铝氧石中,氧化铝的含量最高。工业上,铁铝氧石经由Bayer process纯化为氧化铝,再由Hall-Heroult process转变为铝金属。
3. 氧化铝是金属铝在空气中不易被腐蚀的原因。纯净的金属铝极易与空气中的氧气反应,生成一层薄的氧化铝薄膜覆盖在暴露于空气中铝表面。这层氧化铝薄膜能防止铝被继续氧化。这层氧化物薄膜的厚度和性质都能通过一种称为阳极处理(阳极防腐)的处理过程得到加强。
4. 铝为电和热的良导体。铝的晶体形态金刚砂因为硬度高,适合用作研磨材料及切割工具。
5. 氧化铝粉末常用作色层分析的媒介物。
6. 2004年8月,在美国3M公司任职的科学家开发出以铝及稀土元素化合成的合金制造出称为transparent alumina的强化玻璃。
问题六:氧化铝是生产什么的原料 氧化铝是生产刚玉/蓝宝石红宝石/冰晶石/氧化铝陶瓷/强化玻璃/α。β、γ-氧化铝/铝水泥的原料
问题七:谁知道氧化铝是做什么的材料 氧化铝电解制铝锭,用来做铝合金材料、铝板等铝制品
问题八:氧化铝的是如何生产的?生产原料是什么? 目前全球的氧化铝产品中,有90%以上采用拜耳法生产。该方法由K.J. 拜耳在1889~1892年提出而得名。拜耳法适用于处理低硅铝矿石,特别是用在处理三水铝石型粘土矿时,工艺流程简单,建设投资少,操作方便,产品质量高,其经济效益远非其他方法所能媲美。
拜耳法工艺,根据处理的铝矿石类型不同,发展成两种不同的处理方法,处理三水铝石型铝土矿所需溶出温度比较低(140~145℃),溶出液浓度也比较低(120~140g/l Na2Ok),这种处理方法称“美洲”拜耳法;而处理一水软铝石和一水硬铝石型铝土矿溶出温度要在200℃以上(240~260℃),溶出液浓度也较高(180~250g/l Na2Ok),这种处理方法称为“欧洲”式拜耳法。由于所需温度低,能耗较少,因此用三水铝石型铝土矿生产氧化铝具有成本优势。
其余不到10%的氧化铝是烧结-拜耳联合法生产的,由于矿石类型的原因,烧结--拜耳联合法生产仅存于独联体地区和中国。该生产方法流程骇杂、能耗高、产品质量较差,主要用来处理含硅高的一水硬铝石矿。
生产原料是:三水铝石型铝土矿或一水软铝石和一水硬铝石型铝土矿
问题九:氧化铝的是如何生产的?生产原料是什么? 氧化铝的制法用铝反应制得:2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H22NaAlO2+2CO2+4H2O====2Al(OH)3+2NaHCO3(通入过量二氧化碳,戴沉淀后,过滤)2Al(OH)3====Al2O3+3H2O(加热)
③ 陶瓷原料中CaO,MgO含量的测定。一,方法原理。 二,分析步骤。 三,数据处理。 四,结果评价。
1、主要仪器和试剂
1.1 仪器
WFD-Y2型原子吸收分子光光度计(北京第二光学仪器厂)
钙、镁空心阴极灯(日本岛津)
1.2 试剂
盐酸:优级纯
硝酸:优级纯
硫酸:优级纯
高氯酸:分析纯
氧化锶:分析纯,配制20%水溶液
氧化铝溶液:1毫克/毫升(用99.99%的铝片配制)
氧化钙标准溶液(甲):1毫克/毫升
配制方法是准确称取经灼烧的氧化镁(高纯)1.000克于250毫升烧杯中,加入1:1盐酸10毫升低温加热溶解,冷却后移至1升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
氧化镁标准溶液(乙):20微克/毫升
配制方法是,准确吸取氧化镁标准溶液(甲)10毫升于500毫升容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
2、实验方法
根据原子吸收法的工作原理以及样品的情况,对钙、镁测定的影响因素进行了反复实验,从而确定了钙、镁的最佳测定条件。
准确称取在110℃烘干一小时的粉末样品0.1克置于铂皿中,用水润湿并使试样均匀散开,加入10毫升氢氟酸与0.5毫升高氯酸,在低温电炉上加热分解,蒸发近干,再加10毫升氢氟酸与0.5毫升高氯酸,在低温电炉上加热分解,蒸发近干,再加10毫升氢氟酸继续蒸发至大量冒高氯酸浓烟1~2分钟,冷却后,加4毫升盐酸(比重1.19)和10毫升水,加热使残渣溶解,再补加20毫升水,继续加热至溶解完全清澈透明,冷却至室温后,移入100毫升容量瓶中,加5毫升氯化锶(20%)溶液,用水稀释至刻度,摇匀。分别用4%盐酸,1%氯化锶的钙、镁标准系列,直接比较进行原子吸收光谱测定。
试样中各元素、氧化物的百分含量按下式计算:
M=C·A·A×10-6/G×100%
式中:M——试样中元素氧化物百分比含量,%
C——试样溶液中元素氧化物的浓度,微克/毫升
V——溶液的体积,毫升
A——试样溶液的稀释倍数
G——试样重量,克
2、结果与讨论
2.1 仪器条件的选择
①灵敏度
在上述条件下测得氧化钙的灵敏度为0.06微克/毫升(1%吸收),浓度为2微克的氧化钙标准溶液通常给出0.15左右的吸光度。测得氧化镁的灵敏度为0.0037微克/毫升(1%吸收),浓度为0.2微克/毫升的标准溶液通常给出0.24左右的吸光度。
②线性范围
标准系列为每毫升含氧化钙0、1、2、4、6、8、10微克,每毫升含氧化镁0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0微克4%盐酸和1%氧化锶的溶液,在上述条件下分别测定其吸光度,其工作曲线如图1。
由图可看出,氧化钙的工作曲线,其线性范围在1~7微克/毫升;氧化镁的工作曲线线性范围在0.1~0.6微克/毫升。
③分析线的选择
波长4227、2852是钙、镁最强的吸收线,适宜于(0.1~0.7)%CaO、(0.02~0.06)%MgO含量的样品测定,不需分离,具有操作简便,准确快速等特点。对于分析高浓度度的试样,可选择灵敏度低的谱线,以便得到适度的吸光度,改善曲线的线性范围。CaO在20~60微克,MgO在1~20微克范围内选择波长Ca2399、Mg2796的分析线,具有很好的线性关系,测得石灰石和白云石样品中的CaO、MgO的含量见表2。
表2 分析结果比较
试样
分 析 方 法
CaO(%)
MgO(%)
石灰石
原子吸收法
55.66
0.16
化学分析法
55.58
0.17
白云石
原子吸收法
27.42
19.56
化学分析法
27.54
19.56
由表2看出,原子吸收法测得的结果与化学分析法测得的结果十分相近。
④狭缝宽度
光谱通带直接影响测定灵敏度和标准曲线的线性关系,单色器的光谱通带由公式Δλ=D×S决定。
式中:Δλ——光谱通带宽度,Å;
D——分光器的倒数线色散率,Å/ 毫米;
S——狭缝宽度,毫米
因为对于仪器本身,D是确定的,Δλ仅由S决定。当吸收线附近有干扰与非吸收光存在时,使用较宽的狭缝会导致灵敏呀明显降低。非吸收线的存在也人使工作曲线发生弯曲。合适的狭缝宽度可用实验方法确定。其方法是,将试液喷入火焰中,调节狭缝宽度,测定不同狭缝的吸收值,当狭缝增宽到遣下程度,其他谱线或非吸收线出现在光谱通带内,吸收值立即开始减少,不引起吸收值减少的最大狭缝宽度,确定为最合适的狭缝宽度。WFD-Y2原子吸收光谱仪,狭缝宽度定为0.1毫米,具有比较灵敏的吸收率。
2.2 酸的影响
①配制每毫升含4微克CaO,0.4微克MgO,4%HCI、HNO3、HCIO4、H2SO3、H3PO4等5种酸的标准溶液,测定CaO、MgO的吸光度,其结果见表3。
从表3中可以看出,H3PO4、H2SO3对MgO的影响不明显,对CaO有明显的影响。主要原因是CaO在火焰中与P2O5、SO3形成了难熔的磷酸盐和硫酸盐,空气 — 乙炔火焰达不到其熔点温度,影响了对钙基态原子的形成,降低了原子的吸收信号。HCIO4、HNO3是氧化性酸,钙、镁的吸收有正效应。HCI是弱还原性酸,在利于溶液中化合物的稳定,又是实验室的通用酸,选用HCI作为测定溶液的介质最为适宜。
②盐酸浓度的影响
配制每毫升含4微克氧化钙,0.4微克氧化镁,2~12%不同浓度盐酸标准溶液测定其吸光度,结果见图2。
由图2可看出,盐酸浓度对钙、镁的吸光度的影响,在2~8%的盐酸浓度范围内影响不明显。当浓度>8%时,吸光度明显下降,原因是,溶液中盐酸的浓度高时,喷雾效率下降,使得火焰中原子浓度减少,导致吸收强度下降。在一般测定中,溶液的盐酸浓度保持在4%左右,或将试样和标准溶液中的盐酸浓度匹配一致,可减少误差。
2.3 共存离子的影响
配制4%盐酸溶液,每毫升含4微克CaO、0.4微克MgO为标准溶液1,每毫升含标准溶液1相同的元素含量再配入每毫升4微克Fe2O3、20微克Na2O3、30微克K2O为混合离子标准溶液2;每毫升含混合离子标准溶液2的相同元素含量,再配入20%Al2O3为混合标准溶液3,每毫升含混合标准溶液3的相同元素含量,再加入1%的氯化锶为混合标准溶液4.分别测定这4种标准溶液的吸光度,其结果见表4。
表4 共存离子的影响
元素
吸 光 度
标准溶液1
标准溶液2
标准溶液3
标准溶液4
CaO
0.35
0.34
0.10
0.34
MgO
0.51
0.49
0.13
0.50
从上表可以看出,标准溶液1和混合标准溶液2的吸光度基本一致,显示出共存离子钾、钠、铁对钙、镁的测定没有影响。在混合标准溶液3中,由于20%Al2O3的存在,吸光度比标准溶液1、2下降3~4倍,对测定钙、镁显示出了明显的干扰。在混合标准溶液4中加入1%的氯化锶,吸光度和标准溶液1、2基本一致,显示了消除了Al2O3对钙、镁的干扰,原因是,在火焰中CaO、MgO与Al2O3形成了高晶格能、高熔点的尖晶石化合物(MgO·Al2O3)、(3CaO·5 Al2O3),空气 — 乙炔火焰达不到他们的熔点温度,影响了这些化合物的解离和基态原子的形成,严重的干扰了钙、镁的测定。在混合标准溶液中加入1%氯化锶,氯化锶和氧化铝形成了稳定的化合物,将钙、镁释放出来而消除了干扰。
根据资料介绍,同一份溶液中锌、镍、铜、锰、铬、铝等元素的存在不干扰钙、镁的测定,各元素间也存在不干扰钙、镁的测定,各元素间也存在相互干扰(共存元素铝、钛的干扰用入氯化锶来消除),所得结果和化学分析方法完全一致。因此,利用原子吸收法具有简便、快速的显着优点,更适用于陶瓷釉料、颜料的元素组成分析,可解决化学分析法中存在金属元素干扰钙、镁测定的难题。
2.4 标准样品的分析结果对比
表5列出了几种原料中CaO、MgO采用不同方法的分析结果。
由表5可以看出用原子吸收法测得的CaO、MgO的含量比化学分析法更接近于标准结果。由此说明,原子吸收法是一种快速、准确测定原料中CaO、MgO含量的行之有效的方法。
表5 标准样品测试结果对比
原料样品
化学分析法
原子吸收分析法
标准含量
名称
CaO
MgO
CaO
MgO
CaO
MgO
长 石
0.15
0
0.08
0.04
0.07
0.03
粘 土
0.35
0.10
0.15
0.07
0.12
0.05
焦宝石
0.40
0.20
0.35
0.15
0.37
0.14
由表5可以看出用原子吸收法测得的CaO、MgO的含量比化学分析法更接近于标准结果。由此说明,原子吸收法是一种快速、准确测定原料中CaO、MgO含量的行之有效的方法。
陶瓷原料包括高岭土、粘土、瓷石、瓷土、 着色剂、青花料、石灰釉、石灰碱釉等。
高岭土陶瓷原料,是一种主要由高岭石组成的粘土。因首先发现于江西省景德镇东北的高岭村而得名。它的化学实验式为:Al203·2Si02·2H20,重量的百分比依次为:39.50%、46.54%、13.96%。纯净高岭土为致密或松疏的块状,外观呈白色、浅灰色。被其他杂质污染时,可呈黑褐、粉红、米黄色等,具有滑腻感,易用手捏成粉末,煅烧后颜色洁白,耐火度高,是一种优良的制瓷原料。
粘土陶瓷原料是一种含水铝硅酸盐矿物,由长石类岩石经过长期风化与地质作用而生成。它是多种微细矿物的混合体,主要化学组成为二氧化硅、三氧化二铝和结晶水,同时含有少量碱金属、碱土金属氧化物和着色氧化物等。粘土具有独特的可塑性和结合性,其加水膨润后可捏练成泥团,塑造所需要的形状,经焙烧后变得坚硬致密。这种性能,构成了陶瓷制作的工艺基础。粘土是陶瓷生产的基础原料,在自然界中分布广泛,蕴藏量大,种类繁多,是一种宝贵的天然资源。
瓷石也是制作瓷器的原料,是一种由石英、绢云母组成,并有若干长石,高岭土等的岩石状矿物。呈致密块状,外观为白色、灰白色、黄白色、和灰绿色,有的呈玻璃光泽,有的呈土状光泽,断面常呈贝壳状,无明显纹理。瓷石本身含有构成瓷的多种成分,并具有制瓷工艺与烧成所需要的性能。我国很早就利用瓷石来制作瓷器,尢其是江西、湖南、福建等地的传统细瓷生产中,均以瓷石作为主要原料。
瓷土由高岭土、长石、石英等组成,主要成分为二氧化硅和三氧化二铝,并含有少量氧化铁、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾和氧化钠等。它的可塑性能和结合性能均较高,耐火度高,是被普遍使用的制瓷原料。
着色剂存在于陶瓷器的胎、釉之中,起呈色作用。陶瓷中常见的着色剂有计三氧化二铁、氧化铜、氧化钴、氧化锰、二氧化钛等,分别呈现红、绿、蓝、紫、黄等色。
青花料是绘制青花瓷纹饰的原料,即钴土矿物。我国青花料蕴藏较为丰富,江西的乐平、上高、上饶、丰城、赣州,浙江的江山,云南的宜良,会泽、榕峰、宣威、嵩明以及广西、广东、福建等地均有钴土矿蕴藏。我国古代青花瓷使用的青花料一部分来自国外,大部分属国产。进口料中有苏麻离青、回青;常用的国产料有石子青、平等青,浙料、珠明料等。
石灰釉主要物质是氧化钙(Cao),起助熔作用,特点是高温粘度小,易于流釉,釉的玻璃质感强,透明度高,一般釉层较薄,釉面光泽较强,能清晰地刻划纹饰,南宋以前瓷器大多使用石灰釉。
石灰碱釉主要成分为助熔物质氧化钙以及氧化钾(K2o)、氧化钠(Na20)等碱性金属氧化物。特点是高温粘度大,不易流釉,可以施厚釉。在高温焙烧过程中,釉中的空气不能浮出釉面而在釉中形成许多小气泡,使釉中残存一定数量的未溶石英颗粒,并形成大量的钙长石析晶。这些小气泡、石英颗粒和钙长石析晶使进入釉层的光线发生散射,因而使釉层变得乳浊而不透明,产生一种温润如玉的视觉效果。石灰碱釉的发明与运用,是传统青瓷工艺的巨大进步。石灰碱釉出现于北宋汝窑青瓷中。南宋龙泉窑瓷器大量采用石灰碱釉,使釉色呈现出如青玉般的质感,如粉青、梅子青。可以说南宋龙泉青瓷已达到中国陶瓷史上单色釉器的顶峰。