در مطالب قبلی به بررسی تریهیدروکسیدهای آلومینیوم، ویژگیها و روشهای سنتر آنها پرداخته شد. در ادامه به بررسی آمادهسازی و ویژگیهای ساختاری دیگر مینرالهای آلومینیوم مانند دیاسپور، بوهمیت، توهدیت و کوراندوم خواهیم پرداخت.
دیاسپور
یکی از انواع مینرالهای آلومینیوم دیاسپور است که جزء اصلی مزوزوئیک و بوکسیتهای قدیمیتر از نوع مدیترانهای است و در سنگهای رسوبی متامرفیک (سنگهایی هستند که سنگ اولیه شکل اصلی خود را از دست داده و به شکل جدید درآمده است.) غنی از آلومینا و در برخی از رسهای با درصد آلومینای بالا وجود دارد.
اولین سنتز هیدروترمال دیاسپور توسط لابینگر و ویس در سال 1943 منتشر شد. به دلیل فراوانی بوکسیتهای گیبسیت که میتوانند تحت شرایط بسیار ملایمتری فرآوری شوند، استفاده از بوکسیتهای دیاسپور برای تولید آلومینا تقریبا کنار گذاشته شده است. دفلندر و تکانه برای اولینبار ساختار دیاسپور را در اوایل دهه 1930 تعیین کردند. دیاسپور دارای ساختار ارتورومبیک است. اجزای اصلی این ساختار، زنجیرههای دوتایی AlOOH است که در کنار هم یک ساختار هگزاگونال را تشکیل میدهند. شکل زیر کریستالهای AlOOH -α رشدیافته به روش هیدروترمال را نشان میدهد که عموما سوزنیشکل هستند.
بوهمیت
γ-AlOOH، از مینرالهای آلومینیوم غالب در بسیاری از بوکسیتهای دوره سوم و کرتاسه بالایی است اما در بوکسیتهای جوانتر نیز فراوان یافت میشود. بوهمیت را میتوان بهراحتی با عملیات هیدروترمال تریهیدروکسیدهای آلومینیوم یا فلز آلومینیوم در دماهای بالای 375 کلوین سنتز کرد. تشکیل بوهمیت توسط واکنش حالت جامد با گرم کردن ذرات درشت گیبسیت در هوا در محدوده دمایی 575 -380 کلوین رخ میدهد. زنجیرههای دوتایی AlOOH ساختار بوهمیت را بهوجود آوردهاند که این لایههای دوتایی درکنار یکدیگر بهصورت مکعبی چیده شدهاند. بوهمیت دارای ساختار کریستالی ارتورومبیک است. کریستالهای بوهمیت در شکل زیر نشان داده شده است که غالبا لتشکل هستند. اما بسته به شرایط آمادهسازی، ممکن است کریستالهایی با اشکال دیگر نیز مشاهده شود. بوهمیت یک پیشساز مهم صنعتی برای آلومینای فعال است که در ساخت کاتالیزورها و جاذبها استفاده میشود.
توهدیت
یک ترکیب هیدروکسید اکسید آلومینیوم 5Al2O3 . H2O است که برای اولینبار در سال 1951 توسط هوبن توصیف شد. تورکار، کریشنر، یاماگوچی و اوکومیجا وجود چنین ترکیبی را تایید کردند. یاماگوچی این ترکیب را توهدیت نامید. توهدیت دارای تقارن هگزاگونال است اگرچه ساختار آن از نوع اسپینل است. شبکه این ساختار فاقد آب مولکولی است. آنالیز مادون قرمز، وجود یونهای هیدروکسیل را نشان میدهد. احتمالا توهدیت نشاندهنده یک ساختار اسپینل هیدروژنی است. تاکنون هیچگونه کاربرد تجاری برای این نوع از مینرالهای آلومینیوم گزارش نشده است.
کوراندوم
کوراندوم با فرمول شیمیایی –AL2O3α نوعی دیگر از مینرالهای آلومینیوم است که تنها شکل پایدار اکسید آلومینیوم بهشمار میآید. این ماده معدنی بهطور قابل توجهی در سنگهای آذرین و دگرگونی وجود دارد. نمونههای بزرگ و شفاف آن، قرنها بهصورت سنگهای قیمتی مورد استفاده قرار گرفتهاند. کوراندوم یکی از مهمترین مواد خام سرامیکی است. تا دهه 1960، آلومینای متالورژیکی مورد استفاده در فرآیند هال- هروولت، حاوی مقادیر بالایی از –AL2O3α بود. امروزه برای بهدست آوردن محصولی که فقط تاحدی به اکسید پایدار تبدیل شود، از دماهای کلسیناسیون پایینتر استفاده میشود.
کوراندوم بسیار سخت است و سختی آن فقط از سختی الماس و چند ترکیب مصنوعی با ساختار الماسی بیشتر است. مطابق شکل زیر، –AL2O3α، در سیستم هگزاگونال- رومبوهدرال متبلور میشود که ساختار آن ابتدا توسط براگ، پائولینگ و هندریکس مورد بررسی قرار گرفت. شبکه این ماده معدنی، نزدیکترین آرایش هگزاگونال از یونهای اکسیژن است. هر یون Al بهصورت اوکتاهدرال توسط 6 یون اکسیژن احاطه میشود.
بدون دیدگاه