Metoda obarjanja in postopek kemijske reakcije aluminijevega hidroksida

Aluminijev oksid se proizvaja iz boksita z Bayerjevim postopkom visokotemperaturnega izluževanja koncentrirane alkalije, da dobimo koncentrirano raztopino natrijevega aluminata. Al v Bayerjevi raztopini je v obliki [Al (OH) 4] -ligandnega iona, ki je nestabilen in se s hidrolizo obori v aluminijev hidroksid. Reakcija je naslednja:

Oborjeni aluminijev hidroksid je lahko kristalni ali koloidni, odvisno od pogojev obarjanja, vključno s sestavo matične lužnice, temperaturo in prisotnostjo ali odsotnostjo kristalnih zarodkov. Tipična Bayerjeva raztopina vsebuje Al2O380 kg/m3, razmerje Na2O/Al2O3 (nanaša se na molsko razmerje, enako spodaj) med 1,5 ~ 2,5, preprosto redčenje ali hlajenje lahko dobi samo koloidni aluminijev hidroksid, ki ga je težko ločiti in sprati. V praksi se kristalna semena dodajo za pomoč pri ločevanju kristalov, kar se običajno imenuje "ločevanje semen". Praksa je, da se na novo ustvarjene 5-150μm kristale aluminijevega hidroksida v prejšnjem ciklu kot kristalna semena, močno presežek v nov kristalizacijski cikel, ohlajajo in počasi mešajo približno 4 d, da dobimo grobozrnate kristale aluminijevega hidroksida. V začetni fazi obarjanja je hitrost kristalizacije sorazmerna s površino semena. Potrebno je učinkovito mešanje, sicer se drobna semena nagibajo k združitvi in ​​zmanjšajo stopnjo kristalizacije. Približno 70 odstotkov aluminija lahko kristaliziramo z mešanjem pri 25 ~ 35 stopinjah 36 ur. Določene komponente, kot so raztopljene železove, vanadijeve in kalcijeve soli, negativno vplivajo na kristalizacijo in jih pogosto imenujemo zaviralci ali nevtralne. Te zaviralce je treba omejiti na predpisane nizke ravni, da se zagotovi potrebna stopnja kristalizacije. Oborjeni aluminijev hidroksid se usede na dno posode in se po filtraciji in izpiranju kalcinira v produkte aluminijevega oksida. Matično lužnico smo uparili in koncentrirali na gostoto 1,45 kg·m-3, nato pa jo vrnili v luženje.

Drug način za kristalizacijo aluminijevega hidroksida iz koncentrirane raztopine natrijevega aluminata je nevtralizacija odvečne baze s prepuščanjem ogljikovega dioksida, ki je običajno znan kot "ogljikova frakcija", običajno pri 70 stopinjah. Povezana reakcija nevtralizacije je naslednja: