“鋁”的介紹
銀白色輕金屬。有延展性。商品常制成棒狀、片狀、箔狀、粉狀、帶狀和絲狀。在潮濕空氣中能形成一層防止金屬腐蝕的氧化膜。鋁粉在空氣中加熱能猛烈燃燒,并發出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉和氫氧化鉀溶液,難溶于水。相對密度2.70。熔點660℃。沸點2327℃。鋁元素在地殼中的含量僅次于氧和硅,居第三位,是地殼中含量最豐富的金屬元素。航空、建筑、汽車三大重要工業的發展,要求材料特性具有鋁及其合金的獨特性質,這就大大有利于這種新金屬鋁的生產和應用。 應用極為廣泛。
發現小史
aluminium一詞是從古羅馬語alumen(明礬)衍生而來的。1746年德國科學家波特(J.H.Pott)用明礬制得氧化鋁。1807年英國人戴維(H.Davy)試圖電解熔融氧化鋁得到金屬。第二年戴維給預想的金屬取名為alumium,后改為aluminium。1825年丹麥科學家奧斯忒(H.C.Oersted)用鉀汞齊還原無水氯化鋁,獲得幾毫克金屬鋁。1827年德國科學家沃勒(F.Wohler)用鉀還原氧化鋁得到少量金屬鋁。1854年法國科學家德維爾(S.C.Deville)用鈉還原NaAlCl4配合鹽制得鋁,并建廠生產一些頭盔、餐具及玩具,其價格昂貴,等同于黃金。1886年(美)霍爾(Hall)和(法)埃魯特(Heroult)同時提出了冰晶石—氧化鋁熔鹽電解煉鋁方法。1888年美國匹茲保建立第一家電解鋁廠,鋁生產進入一個新階段。1956年世界鋁產量超過銅,躍居有色金屬首位。
金屬性質
鋁的標準電極電勢(25℃)-1.662伏,電化當量0.3356克/(安·時)。純度為99.99%的金屬鋁的主要物理性質如下: 密度(20℃)為2.70g/cm3;熔點為660.1℃;沸點為2520℃;平均比熱(0~100℃)為917J/kg·K;熔化熱為10.47kJ/mol;汽化熱為291.4 kJ/mol(估算值);熱導率(0~100℃)為238W/(m·K);電阻率(20℃)為2.67μΩ/cm。
資源
鋁在地殼中的平均含量為7.47%,次于氧和硅居第三位。全世界已查明的鋁土礦的工業儲量約250億噸,加上遠景儲量共約350億噸。儲量豐富和產量較大的國家有幾內亞、澳大利亞、巴西、牙買加、印度等國。這些國家的鋁土礦多屬于高鐵低硅的三水鋁石型,適合于用較簡單的拜耳法生產氧化鋁。 中國已探明的鋁土礦主要分布于河南、山西、貴州、山東、廣西等地,除個別地區外都為低鐵高鋁的一水硬鋁石型。中國還有豐富的明礬石礦。浙江、安徽兩省有以億噸計的鉀明礬石資源,是生產氧化鋁和鉀肥的原料。此外,在云南等地也發現有較豐富的霞石資源。
制取
鋁的制取包括由礦石生產氧化鋁,再由氧化鋁生產金屬鋁兩大部分。氧化鋁生產方法主要有拜耳法、堿石灰燒結法、拜耳-燒結聯合法等。拜耳法一直是生產氧化鋁的主要方法,其產量約占全世界氧化鋁總產量的95%左右。
應用領域
由于具有優良的物理性能,鋁在國民經濟各行業和國防工業中得到了廣泛的應用。鋁作為輕型結構材料,重量輕、強度大,海、陸、空各種運載工具,特別是飛機、導彈、火箭、人造地球衛星等,均使用大量的鋁,一架超音速飛機的用鋁量占其自身重量的70%,一枚導彈用鋁量占其總重量的10%以上;用鋁和鋁合金制造的各種車輛,可以減少能耗,其所節省的能量遠遠超過煉鋁時所消耗的能量;在建筑工業中用鋁合金做房屋的門窗及結構材料;用鋁制作太陽能收集器,可以節能;在電力輸送方面,鋁的用量居首位,90%的高壓電導線是用鋁制作的;在食品工業上,從儲槽到罐頭盒,以至飲料容器大多用鋁制成;鋁粉可做難熔金屬(如鉬等)的還原劑和做煉鋼中的脫氧劑,日常生活所用的鍋、盤、匙等大多由鋁制成。 鋁的化合物如氫氧化鋁可用來制備鋁鹽、吸附劑、媒染劑和離子交換劑,也可作為瓷釉、耐火材料等的原料,在醫藥上用作酸藥,有中和胃酸和治療潰瘍的作用;偏鋁酸鈉常用于印染織物;無水氯化鋁是石油工業和有機合成中常用的催化劑;六水合氯化鋁可用于制備除臭劑、安全消毒劑;六氟合鋁酸鈉(即冰晶石),在農業上常用作殺蟲劑;磷化鋁遇潮濕或酸放出劇毒的磷化氫氣體,可毒死害蟲,農業上用作谷倉殺蟲的熏蒸劑;硫酸鋁常用作造紙的填料;硝酸鋁可用來鞣革和制白熱電燈絲,也可用作媒染劑;硅酸鋁常用于制玻璃、陶瓷、油漆的顏料以及油漆、橡膠和塑料的填料等;硫糖鋁又名胃潰寧,學名蔗糖硫酸酯堿式鋁鹽,它能和胃蛋白酶結合,直接抑制蛋白分解活性,作用較持久,并能形成一種保護膜,對胃粘膜有較強的保護作用和制酸作用,幫助粘膜再生,促進潰瘍愈合,毒性低,是一種良好的胃腸道潰瘍治療劑。 近些年,人們又開發了一些新的含鋁化合物,如用作復合木地板耐磨層的三氧化二鋁,還有烷基鋁、納米氧化鋁等。隨著科學的發展,人們將會更多更好地利用鋁及化合物造福人類。
產業情況
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