Nhôm hydroxit

Nhôm hydroxit, có công thức hóa học là Al(OH)₃, là một hợp chất vô cơ của nhôm. Chất này rất ổn định ở điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn. Nhôm hydroxit xuất hiện tự nhiên dưới dạng khoáng vật gibbsit (hay còn gọi là hydrargillit) và ba dạng đa hình hiếm hơn: bayerit, doyleite và nordstrandit. Nó là chất lưỡng tính, tức là có tính chất vừa bazơ vừa axit. Các hợp chất liên quan gần nhất là Al₂O₃ và AlO(OH), khác nhau ở số phân tử nước. Chúng là thành phần chính trong quặng nhôm, bauxite.

Sản xuất

Hầu hết các hydroxit nhôm thương mại được chế tạo qua quy trình Bayer, bao gồm việc phân hủy bô xít trong NaOH ở nhiệt độ lên tới 270°C (518°F). Cặn bô xít rắn được tách ra và nhôm hydroxit kết tủa từ dung dịch natri aluminat còn lại. Nhôm hydroxit này có thể được chuyển hóa thành nhôm oxit hoặc nhôm qua quá trình nung.

Dư lượng hoặc cặn bô xít, chủ yếu là oxit sắt, có tính ăn mòn cao do dư natri hydroxide. Cặn này được lưu trữ ở các đầm phá, dẫn đến vụ tai nạn nhà máy alumin Ajka năm 2010 tại Hungary, khi một con đập bị vỡ khiến 9 người chết và 122 người bị bỏng hóa chất. Bùn ô nhiễm lan rộng 40 km² và chảy vào sông Danube. Mặc dù bùn không độc hại do mức độ kim loại nặng thấp, nhưng có độ pH rất cao, lên đến 13.

Ứng dụng

Vào năm 2015, sản lượng sản xuất hàng năm đạt khoảng 170 triệu tấn, với hơn 90% trong số đó được chuyển hóa thành oxit nhôm (alumina) để sản xuất nhôm kim loại.

Một ứng dụng quan trọng khác của nhôm hydroxit là làm nguyên liệu để sản xuất các hợp chất nhôm khác, bao gồm alumina nung, nhôm sulfat, polyaluminium chloride, nhôm chloride, zeolit, natri aluminat, nhôm kích hoạt, và nhôm nitrat.

Nhôm mới được kết tủa dưới dạng gel hydroxit, là cơ sở cho việc sử dụng các muối nhôm như chất kết tủa trong xử lý nước. Gel này sẽ tinh thể hóa theo thời gian. Gel nhôm hydroxit có thể được loại bỏ nước (như trộn với dung môi không chứa nước như ethanol) để tạo thành dạng bột nhôm hydroxit vô định hình, dễ hòa tan trong axit. Bột nhôm hydroxit khi được đun nóng ở nhiệt độ cao trong điều kiện kiểm soát cẩn thận sẽ trở thành alumina kích hoạt, được sử dụng như chất làm khô, chất hấp phụ trong thanh lọc khí, hỗ trợ xúc tác Claus trong lọc nước, và chất hấp phụ cho chất xúc tác trong sản xuất polyethylene qua quy trình Sclairtech.

Chất phụ gia chống cháy

Nhôm hydroxide cũng được sử dụng như một chất độn chống cháy trong các ứng dụng polymer, tương tự như magnesi hydroxide và hỗn hợp huntite và hydromagnesite. Nó bắt đầu phân hủy ở khoảng 180 °C (356 °F), hấp thụ một lượng lớn nhiệt trong quá trình và thải ra hơi nước. Ngoài vai trò là chất làm chậm cháy, nhôm hydroxide còn rất hiệu quả như một chất giảm khói trong nhiều loại polymer, đặc biệt là polyeste, acrylics, ethylene vinyl acetate, epoxy, nhựa PVC và cao su.