Алюмосиликат

Дистанционные курсы для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Россияне ценят в учителях образованность, любовь и доброжелательность к детям

Время чтения: 2 минуты

В Госдуме предложили ввести сертификаты на отдых детей от 8 до 17 лет

Время чтения: 1 минута

ГИА для школьников, находящихся за рубежом, может стать дистанционным

Время чтения: 1 минута

Минтруд предложил упростить направление маткапитала на образование

Время чтения: 1 минута

Рособрнадзор предложил дать возможность детям из ДНР и ЛНР поступать в вузы без сдачи ЕГЭ

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения России подготовит учителей для обучения детей из Донбасса

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Ниже представлен краткий обзор важнейших химических соединений алюминия, которые находятся в природных условиях, а также их промышленного применения.

Сульфат алюминия

Структура и состав

Сульфат алюминия может существовать с различными пропорциями воды. Обычной формой этого соединения является Al₂(SO₄)₃·18H₂O. Он почти нерастворим в обезвоженном спирте, но хорошо растворяется в воде. При температуре выше 770 ºС разлагается до оксида алюминия.

Применение

Находит применение в следующих отраслях промышленности и областях жизни :

• системы очистки воды и обработки сточных вод;
• производство бумаги;
• противопожарная защитная одежда;
• очистка масел и жиров;
• гидроизоляция бетона;
• производство антиперспирантов;
• выделка кож;
• производство красок;
• в сельскохозяйственных пестицидах;
• производство химикатов;
• средство для повышения кислотности почв;
• производство косметики и мыла;
• в медицинских препаратах.

Гидроксид алюминия (Al(OH) 3 ):

Внешний вид:

Если белую желеобразную массу выделить из раствора, а затем высушить, то получится белое кристаллическое вещество, практически не растворяющееся в воде.

Получение:

Гидроксид алюминия получают при взаимодействии раствора щелочи с растворами солей алюминия. При этом раствор щелочи нельзя брать в избытке.

AlCl 3 + 3NaOH Al(OH) 3 + 3NaCl

Химические свойства:

Гидроксид алюминия, как и оксид, обладает амфотерными свойствами. Подобно другим основаниям он реагирует с кислотами. При сплавлении его со щелочами образуются мета алюминаты, а в водных растворах — их гидраты:

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Сплавы соединения алюминия

По распространённости в земной коре занимает первое место среди металлов

Алюмосиликаты – как соли, образованные оксидами алюминия, кремния, щелочных и щелочноземельных металлов

Они составляют основную массу земной коры Полевые шпаты и глины

Бокситы Al2O3, из которых получают алюминий

Корунд — минерал состава Al2O3 обладает очень высокой твёрдостью Его разновидность – наждак – как шлифовочный материал

Хорошо известны прозрачные, окрашенные примесями кристаллы корунда: Красные – рубины – используют как драгоценные камни

Кристаллы рубинов применяют в лазерах

Синие – сапфиры используют как драгоценные камни

И рубины, и сапфиры используют для изготовления деталей часов и других точных приборов

Алюминаты – соли неустойчивых алюминиевых кислот К природным алюминатам относится благородная шпинель и драгоценный хризоберилл.

Шпинель украшает историческую реликвию – корону российских императоров

• подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
• по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Сейчас обучается 922 человека из 80 регионов

Курс повышения квалификации

• Курс добавлен 31.01.2022
• Сейчас обучается 28 человек из 18 регионов

Курс повышения квалификации

Каркасные алюмосиликаты

Многиеиз силикатов (вернее алюмосиликатов)этого подкласса относятся к числупородообразующих и наиболее распространенныхв природе минералов.

В первую очередьэто полевые шпаты – главные составныечасти гранитов, диоритов, габбро, гнейсови других горных пород. К этому же подклассуминералов относятся нефелин и лейцит(основные минералы некоторых щелочныхгорных пород).

Среди них и ценное нерудноесырье (микроклин, цеолиты), и минералы-рудынекоторых металлов – нефелин (руда наалюминий), поллуцит (руда на цезий).

Кристаллохимические особенности

Всостав каркасных алюмосиликатов большейчастью входят катионы с крупными ионнымирадиусами: калий, натрий и кальций (режеBa2+, еще режеCs+иRb+). Катионыдвух- и трехвалентного железа, магния,марганца отсутствуют. В кристаллическихструктурах участвуют анионные комплексы,состоящие из тетраэдровSiO4иAlO4.

При этом числоионов кремния, замещенных ионамиалюминия, не превышает половины. Обычноустанавливаются стехиометрическиесоотношенияSi:Alлибо 3:1, либо 1:1. Поэтому комплексныеанионы могут быть выражены формулой1-,2-,2-и др.

«Рыхлость» каркасной структурыдопускает частое вхождение в нихдополнительных анионов (Cl–,CO32–,SO42–и т. д.) и конституционной воды в видемолекулH2O,например, в цеолитах. Это, так называемые,структуры внедрения. Представителямитакой поодгруппы являются цеолиты.

Вцеолитах как при обезвоживании, так ипри обводнении или замещении их молекуламидругих веществ (например, спирта)кристаллические структуры не разрушаются.Эти характерные свойства цеолитовобъясняются существованием в них«каналов», достаточно свободных дляпродвижения как молекул воды, так идругих веществ.

Также важной особенностьюструктур этой подгруппы (цеолитов)является способность к обмену катионами(Na+может замещатьсядругими ионами –Ag+,Li+, +и др., содержащимися в растворах. Приэтом структуры не изменяются

Структурыкаркасных алюмосиликатов сложные имногообразные: имеется много разныхвариантов соединения тетраэдров втрехмерном пространстве.

Морфология кристаллов и физические свойства

Морфологиякристаллов и их симметрия различны уразных минералов данной подгруппы, чтоопределяется большим разнообразиемкристаллических структур каркасныхалюмосиликатов.

Изометрично развитыекристаллы имеют лейцит, содалит, лазурит,анальцим (все они характеризуютсякубической или псевдокубическойсимметрией). Часто более или менееизометричные кристаллы полевых шпатови нефелина, хотя они относятся кмоноклинной, триклинной и гексагональной(нефелин) сингониям.

Есть каркасныесиликаты столбчатого, шестоватогооблика (скаполиты, натролит), таблитчатого(пластинчатого) – гейландит, стильбит.

1.Твердость минералов данной подгруппыколеблется между 5 и 6, т. е. уступает лишьостровным орто- и диортосиликатам, чтосвязано с сильными ковалентно-ионнымисвязями.

2.Имеют меньшие удельные веса, которыетакже связаны с их «рыхлой» структурой.Плотности 2,1–2,6 г/см3.

3.Прежде всего, они обладают светлымиокрасками, т. к. не содержат в большинствеслучаев элементы-хромофоры.

Однако укаркасных силикатов по сравнению ссиликатами других классов проявленысобственные цветные окраски, связанныене с хромофорами, а с «красящими» центрами– дефектами в структуре минералов.

Такова, например, природа чернильно-синей,густо-синей окраски содалита и лазурита.Благодаря «ячеистой», «пористой»структуре в их состав входят несоразмерныес ионами кислорода дополнительныеанионы с явно иными химическими связями.

4.Минералы рассматриваемой подгруппы вцелом обладают наименьшими показателямипреломления по сравнению с силикатамидругих подгрупп, что объясняется меньшейкомпактностью кристаллических решетоккаркасных алюмосиликатов.

6.Характер связи обусловливает стеклянныйблеск и прозрачность или полупрозрачностьминералов.

Подобиесвойств каркасных силикатов делает ихпохожими друг на друга и затрудняет ихдиагностику. Поэтому надо стараться поморфологии, спайности и другим физическимсвойствам научиться их диагностировать,т. к. эта группа минералов необычайноважна.

Интерметаллические соединения

Интерметаллид (интерметаллическое соединение) — это химическое соединение двух или более металлов. Интерметаллиды, как это и должно быть у химических соединений, имеют фиксированное соотношение между своими компонентами. Обычно в интерметаллических соединениях связь между атомами – металлическая.

Интерметаллические соединения имеет большое значение для микроструктуры и свойств алюминиевых сплавов. Например, железо и кремний являются примесями, которые всегда присутствуют в алюминии. Поскольку растворимость железа в твердом алюминии очень мала, то фазы Al-Fe или Al-Fe-Si можно найти в микроструктуре даже сверхчистого алюминия. Этими фазами могут быть интерметаллические соединения FeAl₃, Fe₃SiAl₁₂, Al₂Si₂Al₉ или FeAl_6.

В алюминиевых сплавах насчитывается несколько десятков фаз, которые являются интерметаллическими соединениями. В сложных сплавах типа 2014 (система Al-Cu-Mg-Mn-Fe-Si) эти соединения имеют вид типа (Mn,Fe)₃SiAl₁₂ .

Таблица – Интерметаллические соединения алюминия

4. Тринадцатый элемент: Энциклопедия /А. Дроздов – Библиотека РУСАЛа, 2007

• Фихте философ биография кратко

    

• Значение слова корабль спутник кратко

    

• Прочитайте внимательно статью коровина о гоголе подготовьте ее пересказ кратко

    

• Флаг и герб турции и их значение кратко

    

• Рецепт блюд из макаронных изделий кратко

Хлорид

При взаимодействии газообразного хлора с расплавленным алюминием образуется хлорид алюминия. Это соединение наиболее часто применяется как катализатор в реакциях синтеза различных органических соединений. Гидратированный хлорид AlCl₃∙H₂O, применяется как антипреспирант или дезодорант. Это соединение является одной из нескольких алюминиевых солей, которые применяются к косметической промышленности.

Гексагидратная форма хлорида алюминия применяется:

• для защитной обработки древесины,
• как дезинфицирующее средство в животноводстве и при производстве мяса;
• очистке сырой нефти
• производство бумаги

Применение

Добавка Е 554 разрешена к использованию в пищевой индустрии. Как и все силикаты, продукт применяют для защиты продуктов от комкования. Алюмосиликат натрия можно встретить в составе:

• сухого молока и сливок;
• сахара;
• соли и аналогов;
• молотых пряностей;
• хлебопекарных улучшителей.

Иногда добавку применяют для фильтрации и осветления виноматериалов и сусла, предназначенного для производства соков. Вещество может выступать адсорбентом при необходимости умягчения воды.

В косметической отрасли стабилизатор E 554 используют в качестве носителя, эмульгатора, адсорбента в пенах для бритья, средствах для загара, присыпках, сухих антиперспирантах, декоративной косметике. Алюмосиликат натрия — один из компонентов масок и пилингов для лица. Мелкие абразивные частички вещества отлично отшелушивают ороговевшие клетки, слегка отбеливают кожу, разглаживают морщинки.

Добавку Е 554 применяют для производства лекарственных препаратов (например, таблеток Фосаванс для лечения остеопороза). Она выполняет вспомогательную роль: способствует связыванию ингредиентов.

Медицинское изделие предназначено для быстрой остановки кровотечения при наружном повреждении кожи и сосудов, включая крупные. Алюмосиликат натрия дополнительно ускоряет свертываемость крови.

Пищевая добавка E 554 имеет разрешающий статус в России, Беларуси, Украине, странах Евросоюза, США, Канаде.

Природные алюмосиликат

Природные алюмосиликаты используются в натуральном виде или после активации кислотами и другими реагентами. Эти катализаторы применяют при крекинге, изомеризации и полимеризации. Синтетические алюмосиликаты почти полностью вытеснили природные благодаря своим более высоким показателям. Синтетический алюмосиликатный катализатор — твердое высокопористое вещество, состоящее в основном из кремния и алюминия в виде каталитически активных окислов. Эти соединения могут быть образованы при любом соотношении А1203: Si02, так называемом мольном коэффициенте алюмосиликата.
 

Влияние продолжительности работы платинового катализатора на его активность.

Природные алюмосиликаты более чувствительны к отравлению азотсодержащими соединениями, чем синтетические ва.
 

Природные алюмосиликаты несколько менее активны, однако и они способствуют в значительной степени реакции расщепления.
 

Природные алюмосиликаты, способные к катионному обмену, — глауконит, волконскоит и др. — обладают сравнительно невысокой обменной емкостью. Важнейшими катионообмен-ными материальными сорбентами, нашедшими широкое применение в области сорбции и хроматографии не только ионов металлов, но и ионов органических соединений, в том числе и антибиотиков, являются синтетические алюмосиликаты нермутиты.
 

Некоторые природные алюмосиликаты состоят из отдельных пористых зерен, в которые легко проникает адсорбируемое вещество. Такие сыпучие пористые тела широко применяются для разных целей адсорбционной техники, в частности очистки минеральных масел. Поры его обладают радиусами от 4 до 5 А и больше, а поверхность, доходящая до 1000 м / г, — значительной адсорбционной способностью. Особенно эффективно применяется этот адсорбент при сушке газов, поступающих на катализ под давлением. Тщательная сушка здесь необходима потому, что даже небольшие примеси влаги, конденсируясь, снижают каталитический эффект.
 

Кривые ДТЛ силикагелей с различным радиусом пор.| Зависимость температуры эндоэффекта на кривых ДТА от радиуса.

Измельчение природных алюмосиликатов приводит к увеличению их обменной емкости, с которой многие исследователи связывают адсорбционные и каталитические свойства.
 

Состав материалов, получав-мых в силикатной промышленности.

Из природных алюмосиликатов производят цемент, керамику, огнеупоры, кирпич, фаянс, фарфор, асбоцементные изделия.
 

Свойство природных алюмосиликатов щелочных и щелочноземельных элементов при нагревании выделять воду, но самим при этом не разрушаться замечено давно. При охлаждении эти обезвоженные минералы поглощают воду, выделенную во время нагрева.
 

СЛЮДЫ, природные алюмосиликаты слоистой структуры; общая ф-ла AB ( OH, F) 2, где А К, Na, В А1, Mg, Fe, Li.
 

СЛЮДЫ, природные алюмосиликаты слоистой структуры; общая ф-ла AB

Подобное поведение природных алюмосиликатов проливает свет на химическую устойчивость глазурей, которые можно — рассматривать как искусственные стекловатые алюмосиликаты. Если природные кристаллические алюмосиликаты подвержены разрушению, то стекловатые глазури еще более склонны к разрушению химическими реагентами.
 

Способность некоторых природных алюмосиликатов ( фуллеро-вых земель) расщеплять тяжелые углеводороды была обнаружена еще в 1911 г. Убеллоде и Ворониным. Одно из первых исследований по установлению каталитической активности природных алюмосиликатов ( в частности флоридина) принадлежит нашему крупному ученому Л. Г. Гурвичу , чьи работы в большой степени способствовали развитию новой отрасли нефтехимических процессов — преобразованию нефтяных углеводородов в присутствии алюмосиликатов как катализаторов. Он установил, что способность к адсорбции из растворов определяется как природой растворенного вещества, так и природой растворителя и самого адсорбента; ввел понятие лиофильности и лиофобности и показал, что углеводороды лучше адсорбируются углем из полярных растворителей, в то время как смолы, кислоты, сернистые соединения и другие полярные соединения нефти более эффективно адсорбируются алюмосиликатами из неполярных растворителей.
 

definition — Алюмосиликаты

of Wikipedia

   Advertizing ▼

Wikipedia

Алюмосиликаты

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Перейти к: ,

Алюмосиликаты — группа природных и синтетических силикатов, комплексные анионы которых содержат кремний и алюминий. Примеры комплексных анионов: [AlSiO₄]-, [AlSi₄O₁₀]-, [Al₂Si₃O₁₀]2-. В качестве катионов выступают Na+, K+, Mg2+, Ca2+, а иногда Ba2+ и Li+.

Природные алюмосиликаты являются наиболее распространенными минералами, на их долю приходится до 50 % массы земной коры. К ним относятся полевые шпаты (альбит, ортоклаз анортит), и слюды. Алюмосиликаты не растворимы в воде. Природные алюмосиликаты, не содержащие группы (OH) и кристаллической воды, являются тугоплавкими, термическими стойкими соединениями.

Синтетические алюмосиликаты получают при нагреве оксидов кремния SiO₂ и алюминия Al₂O₃ с оксидами металлов.

Применение

Алюмосиликаты на земной поверхности постепенно выветриваются с образованием каолинита — сырья для фарфоровой промышленности. Алюмосиликаты используются при производстве стекла, цементов, слюды нашли применение в качестве электро- и теплоизоляционных материалов. Нефелин является сырьём при производстве алюминия. Гидратированные природные алюмосиликаты (цеолиты) и искусственные пермутиты используют как ионообменники (например, для очистки воды).

Алюмосиликаты используются в пищевой промышленности в качестве пищевых добавок Е554, Е555, Е556, Е559.

Источники

Алюмосиликаты на сайте Xumuk.ru

Соединения алюминия

Арсенид алюминия (AlAs) • Диборид алюминия (AlB₂) • Додекаборид алюминия (AlB₁₂) • Бромид алюминия (AlBr₃) • Монохлорид алюминия (AlCl) • Хлорид алюминия (AlCl₃) • Монофторид алюминия (AlF) • Фторид алюминия (AlF₃) • Гидрид алюминия (AlH₃) • Иодид алюминия (AlI₃) • Нитрид алюминия (AlN) • Нитрат алюминия (Al(NO₃)₃) • Монооксид алюминия (AlO) • Гидроксид алюминия (Al(OH)₃) • Оксинитрид алюминия (AlON) • Фосфид алюминия (AlP) • Фосфат алюминия (AlPO₄) • Антимонид алюминия (AlSb) • Молибдат алюминия (Al₂(MoO₄)₃) • Оксид алюминия (Al₂O₃) • Сульфид алюминия (Al₂S₃) • Сульфат алюминия (Al₂(SO₄)₃) • Селенид алюминия (Al₂Se₃) • Силикат алюминия (Алюмосиликаты) (Al₂SiO₅) • Карбид алюминия (Al₄C₃)

Это незавершённая статья о минерале или минералогии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.

Оксид алюминия (Al 2 O 3 ):

Внешний вид :

Оксид алюминия — твердое, тугоплавкое вещество белого цвета. Может образовывать прозрачные кристаллы сапфира или, с добавлением хрома, рубина.

Получение :

Оксид алюминия получают непосредственно путем сжигания порошка металлического алюминия, вдуванием его в пламя горелки:

4Al + 3O 2 2Al 2 O 3

Химические свойства:

Al 2 O 3 — амфотерный оксид. Он реагирует с кислотами:

Al 2 O 3 + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H 2 O

но в присутствии воды реакция протекает иначе:

Al 2 O 3 + 2NaOH + H 2 O 2

Это объясняется тем, что в воде иллюминат натрия ( NaAlO 2 ) может присоединить одну или две молекулы воды: NaH 2 AlO 3 или NaAlO 2 .

Польза и вред пищевой добавки

На данный момент полностью не изучено влияние Е559 на человеческий организм. В виду отсутствия ограничений по использованию пищевого концентрата, есть рекомендации, согласно которым его вхождение в готовый продукт должно быть в пределах 30 г на 1 кг сыпучего продукта. Для жидких продуктов рекомендуемая доза равна 1 г алюмосиликата на 1 л сока/вина.

При нормированном потреблении каолин действует по типу медицинского адсорбента – очищает кишечник от токсинов и шлаков, способствует нормализации пищеварения.

Аллергикам стоит четко контролировать количество употребляемого в пищу алюмосиликата, поскольку вещество может провоцировать развитие аллергических реакций. Люди, у которых есть серьезные заболевания пищеварительной системы, тоже должны избегать злоупотребления Е599.

Есть данные о том, что допустимая недельная доза каолина составляет 2 мг на 1 кг массы тела. Если не превышать рекомендуемую дозу, то эмульгатор абсолютно безопасен для здоровья. Злоупотребление алюмосиликатом может вызвать расстройства пищеварения или кожные аллергические реакции.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Будем признательны, если воспользуетесь кнопочками:

Структура алюмосиликатов

Структура алюмосиликатов (варианты: алюмосиликаты, силикоалюминаты ) является результатом замещения определенных атомов кремния Si в силикатах атомами алюминия Al. Замещение аниона (SiO ₄ ) 4−анионом (AlO ₄ ) 5−вызывает дефицит положительного заряда, который компенсируется введением дополнительных катионов для обеспечения электрической нейтральности всего.

Рамки алюмосиликатов состоит из макро — анионов с бессрочным продлением ( полимерные структуры ), чьи отрицательные заряды компенсируются те из катионов расположены, с макро-анионов, в соответствии с заданной геометрией.

Относятся к семейству алюмосиликатов:

• слюды, структура листа ( слоистые силикаты, двумерная);
• в шпатах, в фельдшпатоидах и цеолиты ( tectosilicates, трехмерный).

Свойства алюмосиликата

Внешне эмульгатор выглядит как белый порошок с мелкими частицами одинакового размера. На ощупь порошок жирный, слоистый.

Цвет – чисто белый с серым или розовым оттенком. Конечный цвет зависит от характеристик образующего вещества. Аромат полностью отсутствует, вкус практически не выражен, землистый.

Порошок не вступает в химические реакции с большинством реагентов и не растворяется в воде, кислотах, спирте и эфире. Для растворения алюмосиликата в химических лабораториях применяется фтористоводородная кислота.

Эмульгатор не меняет своих характеристик при воздействии температур. При контакте с влагой образуется плотная пластичная масса.

На пищевые производства эмульгатор Е559 поступает в полипропиленовых бочках, бумажных или полипропиленовых мешках, многослойных картонных барабанах. В розничную торговлю пищевая добавка поступает в пластиковых банках или плотных фольгированных мешочках с многоразовой герметичной застежкой.

Оксид алюминия

Типы оксидов

При дегидратации гидроксидов образуется серия типов оксида Al₂O₃, которые еще содержат небольшую долю гидроксильных групп и сохраняют некоторую химическую активность. Все оксиды, которые получены при пониженных температурах называют переходными модификациями. При температуре 1400 ºС все переходные модификации превращаются в альфа-модификацию .

Анодный оксид

Анодный оксид получают путем электрохимического оксидирования алюминия. Это соединение представляет собой наноструктурированный материал с уникальной структурой. Анодный алюминиевый оксид состоит из цилиндрических пор, которые обеспечивают ему широкое применение в технике. Он является термически и механически устойчивым, оптически прозрачным и обладает высокими электроизоляционными свойствами. Размер пор и толщина анодного оксидного слоя легко регулируется параметрами технологии, что дает возможность его применения не только как защитного декоративного покрытия для алюминиевых изделий, но и как основу для нанотехнологий.

Структура анодного оксидного покрытия

Способ получения пищевого концентрата

Сырьем для получения пищевой добавки служит алюминиевая соль кремниевой кислоты. Образующее вещество добывают карьерным способом. Поскольку изначально в нем очень много примесей, далее следует сложная многоуровневая очистка в центрифугах. Полученный чистый алюмосиликат сначала обезвоживают, а затем сушат в промышленных печах.

По окончании сушки обязательно проверяются качественные характеристики пищевой добавки. Е559 проверяют на наличие примесей, дисперсность и оценивают чистоту цвета.

В некоторых странах есть более современный способ получения пищевой добавки: сырье от шахты до производства движется по специальным трубопроводам длиной 20-45 км. За время транспортировки удается избавиться от большинства ненужных примесей, что позволяет получать более чистую пищевую добавку при меньшем количестве этапов гравитационной очистки.

Синтетический алюмосиликат получают путем смешивания и нагревания оксидов соответствующих металлов. Полученное химическим путем вещество не отличается по своим характеристикам от каолина, очищенного из натурального сырья.

Производство глинозема

Около 90 % алюминиевых руд – бокситов – идет на производство первичного алюминия, остальные 10 % – на другие промышленные применения.

Промышленное производство первичного алюминия имеет две основных стадии:

• производство из исходной бокситной руды чистого оксида алюминия – глинозема;
• электрохимическое восстановление этого оксида до металлического алюминия в ванне расплавленного криолита.

Бокситы

Боксит не является минералом и химическим соединением. Это наименование – боксит (или, чаще, бокситы) – применяется для обозначения различных типов алюминиевых руд, которые содержат соединения алюминия, в основном – различные виды гидроксидов.

Промышленные бокситы содержит три основных типа гидроксидных минералов:

Эти типы гидроксидов значительно различаются по таким физическим свойствам, как:

• содержание воды,
• кристаллическая система
• твердость,
• плотность,
• температура дегидратации
• растворимость в технологических растворах.

Обычно природные залежи бокситов состоят из одного из этих типов гидроксидов, хотя в некоторых случаях одна и та же алюминиевая руда может содержать смешанные гидроксиды.

Бокситы различаются по цвету от кремового до темно коричневого при высоком содержании железа.

В состав типичного боксита для промышленного производства алюминия входят следующие соединения:

• оксид алюминия – Al₂O₃: 40-60 %
• оксид кремния – SiO₂: 1-6 %
• оксид железа – Fe₂O₃: 2-25 %
• оксид титана – TiO₂: 1-5 %
• оксиды кальция и магния – CaO + MgO: 0,2-0,6 %
• оксиды других элементов: от 0,01 до 0,4 % (каждого).

Глинозем

Почти весь глинозем получают из бокситов, которые содержат около 50 % оксида Al₂O₃ в виде гидроксидов. Эту алюминиевую руду обрабатывают в растворе каустической соды под давлением, чтобы растворить оксид алюминия в виде алюмината, и отделить его от красного осадка, содержащего оксиды железа и другие основные примеси. Затем из этого раствора алюмината осаждают кристаллы гидроксида алюминия.

При температуре ниже 700 ºС в технологической массе содержатся следующие различные типы соединений алюминия – его гидроксидов:

• гиббсит
• байерит
• нордстрандид
• диаспор
• богемит.

Завершающей технологической операцией производства глинозема является обжиг полученной на предыдущих этапах смеси гидроксидов. Обжиг (кальцинация) производится при температуре 1200 ºС с получением на выходе чистого глинозема с содержанием оксида Al₂O₃ более 99 %.

Для промышленного производства 1 тонны алюминия требуется около 2 тонн глинозема.

Соединениями алюминия, которые являются наиболее важными для неметаллургических отраслей промышленности – являются его:

Применение в пищевой промышленности

В пищевой промышленности эмульгатор Е559 добавляется в сухие сыпучие продукты, смеси и порошки. Пищевая добавка используется в качестве антислеживателя или антикомкователя. Ее применение позволяет дольше хранить сыпучие продукты без потери их качественных характеристик.

Согласно действующим нормам и технологическим инструкциям, каолин может добавляться в следующие продукты:

• сахар-песок и сахарную пудру;
• крахмал;
• сухое молоко;
• соль кухонную;
• некоторые виды кондитерских изделий;
• полуфабрикаты.

Алюмосиликат используется при производстве сыров и сырных полуфабрикатов, продаваемых в нарезанном виде. Добавление эмульгатора позволяет сохранять форму готового к употреблению продукта и препятствует его быстрому высыханию.

Каолин – вещество, с выраженным адсорбирующим эффектом. Поэтому при производстве патоки, используемой в качестве сырья для кондитерских изделий, тоже допускается применение Е559. Данный индекс можно увидеть на этикетке консервов, БАДов, сливочного масла, фруктовых соков.

Несколько примеров

Замена некоторых атомов кремния через равные промежутки времени атомами алюминия приводит к образованию макроанионов, характеризующихся повторением структуры определенного строения.

Двумерные силикаты (филлосиликаты)

Макроанион > [Si ₂ O ₅ 2− ] _n(O красным, Si серым)

Составной единицей макроанионов этих силикатов является Si ₂ O ₅ 2−( См в силикатов).

Замена одного из четырех кремний на один алюминий в макроанионах этого типа приводит к двумерным макроанионам структуры (AlSi 3 O 10 ) 5−.

Связанные с катионами натрия Na +, алюминия Al 3+ и гидроксид- ионами OH -, они образуют слюду NaAl ₂ (OH) ₂ AlSi ₃ O _10..

Трехмерные силикаты (тектосиликаты)

Структура β-кварца (разновидность кристаллизованного кремнезема)

Семейство тектосиликатов включает различные разновидности кристаллизованного кремнезема ( кварц, тридимит, кристобалит, коэсит ) и трехмерные алюмосиликаты .

Структура этих алюмосиликатов происходит от структуры кристаллизованного кремнезема за счет замены части атомов кремния атомами алюминия. Ионы (SiO ₄ ) 4−заменяются на ионы (AlO ₄ ) 5−.

Эти замены преобразовать электрически нейтральный диоксид кремния SiO ₂ в трехмерной макро — аниона , внутри которого отрицательно заряженные oxygenes фиксации металлических катионов от электростатического притяжения . Эти гигантские анионы образуют жесткий каркас кристаллической структуры, внутри которой катионы металлов играют лишь второстепенную роль.

трехмерный макроанион, узор AlSi 3 O 8 —

В связке с катионами K + калия образует ортез KAlSi ₃ O ₈

Связанный с катионами натрия Na +, он образует альбит NaAlSi ₃ O ₈

трехмерный макроанион, узор AlSiO 4 —

Связанный с катионами кальция Ca 2+, он образует анортит Ca (AlSiO ₄ ) ₂

Кристаллы кварца (макромолекулы [SiO ₂ ] _n)

Кристаллы альбита (макроанионы [AlSi ₃ O ₈ — ] _n+ Катионы Na + ) на кварце