هیدروکسید آلومینیوم

هیدروکسید آلومینیوم چیست؟

هیدروکسید آلومینیوم یا همان یا آلومینیوم هیدروکسید ترکیب شیمیایی به فرمول Al(OH)3​ است و این ترکیب یک جامد سفید رنگ بوده که در طبیعت به صورت مواد معدنی مختلفی مانند بوهمیت، گیبسیت و دیاسپور یافت می‌شود. هیدروکسید آلومینیوم یکی از مهم‌ترین منابع استخراجی از آلومینیوم است که در صنایع مختلفی مانند صنایع شیمیایی، دارویی، کاغذسازی، رنگسازی و آتش‌نشانی به کار می‌رود.

شرکت کیمیا ابتکار پویش پارس با تهیه پودر هیدروکسید آلومینیوم با خلوص بالا و به صورت کاملا خشک  و ریز دانه، افتخار دارد که بخش مهمی از نیاز صنایع تولیدکنندگان سیم و کابل، سنگ­های مصنوعی، مقره سازی و …  را برآورده سازد.

آلومینیوم هیدروکسید صنعتی

آلومینیوم هیدروکسید صنعتی یک نوع هیدروکسید آلومینیوم است که به صورت پودر یا گرانول در بازار عرضه می‌شود. این ماده از طریق واکنش آلومینیوم با محلول هیدروکسید سدیم یا پتاسیم تولید می‌شود که واکنش آن به صورت زیر است:

2Al+2NaOH+6H2​O→2Na[Al(OH)4​]+3H2​

Na[Al(OH)4​]→Al(OH)3​+NaOH

آلومینیوم هیدروکسید صنعتی خواصی مانند ضد اسید بودن، ضد حریق، ضد باکتری، ضد قارچ، ضد ویروس و ضد التهاب در خود دارد. این ماده همچنین خاصیت جذب گازهای سمی را مانند فلوئورید، کلرید، سولفید و سیانید داراست .

پودر هیدروکسید آلومینیوم

پودر هیدروکسید الومینیوم به صورت ذرات ریز و یکنواخت در بازار موجود است. این پودر معمولاً با استفاده از فرآیندهایی مانند خشک کردن، آسیاب کردن و غربال کردن از آلومینیوم هیدروکسید صنعتی تولید می‌شود و خلوص بالا، توزیع اندازه ذرات یکنواخت، پایداری شیمیایی بالا و قابلیت حلالیت کم در آب دارد .

ساختار هیدروکسید آلومینیوم

ساختار هیدروکسید آلومینیوم بلوری هگزاگونال است که در آن هر اتم آلومینیوم به سه اتم اکسیژن و سه اتم هیدروژن متصل است و شکل ساختار آن به صورت زیر نمایش داده می‌شود:

این ساختار باعث می‌شود که هیدروکسید آلومینیوم خاصیت پلیمریزاسیون داشته باشد. به این معنی که مولکول‌های هیدروکسید الومینیوم می‌توانند با یکدیگر از طریق اتم‌های اکسیژن و هیدروژن پیوند برقرار کنند و زنجیره‌های بلندی را تشکیل دهند. این زنجیره‌ها می‌توانند به صورت خطی، شاخه‌دار، حلقوی یا شبکه‌ای شکل گیرند .

هیدروکسید آلومینیوم یک منبع آلومینیوم کریستالی غیر محلول در آب برای استفاده­های سازگار با محیط های مختلف است. عبارت هیدروکسید، در واقع آنیون (OH^–)  متشکل از یک اتم اکسیژن متصل به یک اتم هیدروژن است که معمولاً در ساختار بسیاری از ترکیبات در طبیعت وجود دارد. ترکیبات هیدروکسید دارای خصوصیات و کاربردهای مختلفی هستند. هیدروکسید آلومینیوم، Al(OH)₃، در طبیعت به عنوان ماده معدنی گیبسیت و همچنین به اسامی دیگری نظیر هیدراژیلیت نیز شناخته می شود.  سه ساختار شیمیایی بسیار نادرتر آن وجود دارد:  این ساختارها به ترتیب بایریت، دولاییت و نورداستراندیت نام دارند. هیدروکسید آلومینیوم در واقع یک ماهیت آمفوتریک دارد، یعنی همزمان دارای خواص قلیایی و اسیدی است. هیدروکسید آلومینیوم از نظر شیمیایی بسیار به اکسید آلومینیوم شباهت دارد.  در حقیقت اکسید آلومینیوم یا آلومینا (Al₂O₃) در اثر از دست دادن آب ساختاری هیدروکسید آلومینیوم تشکیل می­شود. مورد آخر نیز آمفوتریک است. این ترکیبات در کنار هم از اجزای اصلی خاک بوکسیت که اصلی ترین منشا فلز آلومینیوم، است به شمار می­روند. جدول زیر مهمترین مشخصات هیدروکسید آلومینیوم را نشان می­دهد.

Al(OH)3	Aluminium hydroxide
وزن مولکولی	78.00 g/mol
دانسیته	2.42 g/cm3
نقطه فلش	Non-flammable
دمای ذوب	300 °C

مهمترین منبع برای استخراج هیدروکسید آلومینیوم خاک بوکسیت است. در واقع بوکسیت یک سنگ رسوبی است که دارای محتوای آلومینیوم نسبتا زیاد است. این سنگ منبع اصلی آلومینیوم و گالیوم در جهان است. بوکسیت دارای مواد شیمیایی گیبسیت (Al (OH)₃) ، بوهمیت و دیاسپور است که با دو اکسید آهن گوتیت و هماتیت، و مقدار جزئی از ماده معدنی کائولینیت و خاک رس آلومینیوم مخلوط شده است.

مشخصات فنی هیدروکسید آلومینیوم

هیدروکسید آلومینیوم دارای مشخصات فنی زیر است:

• نام شیمیایی: آلومینیوم هیدروکسید
• فرمول شیمیایی:  Al(OH)3​
• نام تجاری: آلوهیدرات، آلومینا هیدرات، آلومینا تری هیدرات، آلومینیوم تری هیدرات و غیره
• شماره  CAS:  21645-51-2 
• شماره  EINECS:  244-492-7
• وزن مولکولی: 78.00 گرم بر مول
• نقطه ذوب: 300 درجه سانتی‌گراد
• نقطه جوش: تجزیه می‌شود
• چگالی: 2.42 گرم بر سانتی‌متر مکعب
• رنگ: سفید
• بو: بی‌بو
• حالت: جامد
• pH:  9.5-10.5
• حلالیت در آب: کم (0.01 گرم بر لیتر در 20 درجه سانتی‌گراد)
• حلالیت در اسیدها و بازها: بالا
• خطرات: غیر سمی، غیر قابل اشتعال، غیر قابل انفجار

نکات ایمنی در مواجهه با هیدروکسید آلومینیوم:

بخش 1: موارد عمومی

نام تجاری تولید کننده / تامین کننده:

• شرکت کیمیا ابتکار پویش پارس

استفاده های پیشنهادی از محصول و محدودیت های استفاده:

• صنایع سیم و کابل، مقره سازی، سنگ­های مصنوعی، رنگ و رزین، کاتالیست، سولفات آلومینیوم و …

جزئیات تولید کننده:

• استان تهران، شهرک صنعتی شمس آباد

شماره تلفن اضطراری:

• شماره تلفن اضطراری: 09023303954

بخش 2: شناسایی خطرات

طبقه بندی ماده یا مخلوط:

• در GHS برای خطرات جسمی یا سلامتی طبقه بندی نشده است.
• اظهارات خطر:
• اظهارات احتیاطی:
• در صورت نیاز به مشاوره پزشکی ، ظرف یا برچسب محصول را در دست داشته باشید.
• دور از دسترس کودکان نگه دارید.
• قبل از استفاده برچسب را بخوانید.
• هنگام استفاده از این محصول از خوردن ، نوشیدن یا سیگار کشیدن خودداری کنید.

خطر احتراق گرد و غبار:

• گرد و غبار این ماده غیر قابل احتراق است .

بخش 3: ترکیب / اطلاعات در مورد مواد تشکیل دهنده:

عناصر:

• CAS: 21645-51-2
• هیدروکسید آلومینیوم100٪
• شامل عناصر هیدروژن، اکسیژن و آلومینیوم

بخش 4: اقدامات کمک های اولیه

شرح اقدامات کمک های اولیه:

• پس از استنشاق:  در صورت مواجهه با گرد و غبار غلیظ، فرد را در معرض هوای تازه قرار دهید. در مواقع نادر اگر تنفس دشوار است ، اکسیژن بدهید.
• پس از تماس با پوست:  ناحیه آسیب دیده را با آب و صابون بشویید. پوست در معرض را به آرامی با استفاده از آب بشویید .
• پس از تماس چشمی:  از چشم در معرض دید محافظت کنید. چشم در معرض را شستشو و شستشو را به آرامی با استفاده از آب به مدت 15-20 دقیقه بشویید. اگر می توانید هنگام شستشو ، لنزهای تماسی را بردارید. در صورت ادامه تحریک و یا اگر به دنبال پزشک باشید.
• پس از بلع:  دهان را کاملاً بشویید. اگر مقدار بلع زیاد نباشد نیازی به برگرداندن آن نیست.کافی است به مقدار کافی آب نوشیده شود. در صورت ادامه تحریک ، ناراحتی یا استفراغ به دنبال مراقبت های پزشکی باشید.
• مهمترین علائم و اثرات ، حاد و تأخیری: تحریک ، حالت تهوع ، سردرد ، تنگی نفس.

بخش 5: اقدامات اطفا حریق

• این ماده در برابر حریق مقاوم است.

بخش 6: اقدامات آزادسازی تصادفی

• می­توان مواد خارج شده از بسته بندی را، در صورت عدم آلودگی از قبیل رسیدن انواع فاضلاب به ماده، تماس با خاک­های آلوده و … مجددا آن را به بسته اولیه برگرداند. در صورت بازیابی یا دفع در صورت لزوم ، از کارکنان آموزش دیده / پیمانکار استفاده کنید. اجازه تولید و ایجاد گرد و غبار را ندهید. در صورت لزوم در چنین مواردی مواد جامد را به صورت پودر پراکنده شده را توسط پمپ فیلتر دار جمع آوری کنید .

بخش 7: رسیدگی و ذخیره سازی:

اقدامات احتیاطی برای استفاده ایمن:

• تولید و جمع شدن گرد و غبار را به حداقل برسانید. بعد از دست زدن دست­ها را بشویید. پودرهای خشک می توانند الکتریسیته ساکن ایجاد کنند، هنگام از خوردن ، نوشیدن ، سیگار کشیدن خودداری کنید. مواد اگر در محیط آزمایشگاهی هستید از تهویه مناسب استفاده کنید.

شرایط نگهداری ایمن ، از جمله هر گونه ناسازگاری:

• بهتر است هیدروکسید آلومینیوم را در مکان خشک و خنک نگهداری کنید. در صورت انبارکردن در کانتینرها تهویه مناسب را فراهم کنید. بهتر است  از ذخیره در نزدیکی گرمای شدید ، منابع اشتعال یا شعله باز خودداری شود. همچنین بهتر است دور از مواد غذایی، اسیدها و بازها و دور از مواد اکسید کننده نگهداری شود. در بهترین حالت، بهتر است این مواد در شرایط خشک و خنک نگهداری شود.

بخش 8: محافظت شخصی:

ایجاد کنترل های مهندسی مناسب:

• فواره های شستشوی چشم اضطراری و دوش های ایمنی باید در محل کاربرد موجود باشد. وجود تهویه مناسب و سایر کنترل های مهندسی برای حفاظت از گرد و غبار با غلظت­های بالا ضروری است.

حفاظت از تنفس:

• در شرایط عادی استفاده لازم نیست. می­توان تنفس طبیعی داشت. در محیط با گرد و غبار بالا، استفاده از ماسک توصیه می­شود.

محافظت از پوست:

• از دستکش­های مقاوم در برابر نفوذ پودر استفاده شود. در صورت تماس طولانی مدت دست با پودر به جهت جلوگیری از آسیب­های پوستی و انواع حساسیت­ها، بهتر است دست­ها را در پایان کار روزانه بشویید.

محافظت از چشم:

• استفاده از عینک ایمنی دارای محافظ یا شیلد، جهت کار روزانه با پودر هیدروکسید آلومینیوم (ATH) توصیه می­شود. در صورت تماس غبار غلیظ با چشم، بهتر است چشم­ها به مدت حداقل 5 دقیقه با آب سرد شسته شود.

اقدامات بهداشتی عمومی:

• در هنگام دست زدن به اقدامات احتیاطی معمول باید رعایت شود
• پودر محصول بهتر است از نوشیدنی و مواد غذایی دور باشید.
• بهتر است لباس­های کار که مقدار قابل توجهی گرد و غبار را به خود جذب کرده اند، مرتب شست و شو شوند.

بخش 9: خواص فیزیکی و شیمیایی

• جامد سفید رنگ با اندازه ذرات مختلف از 3 الی 100 میکرون
• بی بو
• غیر قابل اشتعال
• pH قلیایی
• دانسیته (گرم بر سانتیمتر مکعب): 42/2
• نقطه ذوب: قبل از رسیدن به نقطه ذوب تخریب می­شود.
• قابلیت انحلال : نامحلول در آب
• وزن مولکولی: 78 گرم بر مول
• پایداری شیمیایی: تا دمای 180 درجه سانتیگراد پایدار است. در اسیدها محلول است.
• مواد ناسازگار: اسیدهای قوی. بازهای قوی

بخش 10: اطلاعات سم شناسی

حد مسمومیت حاد :

• سطح اثر تا 2000 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن
• سطح اثر تا بیشتر از  3/2 میلی گرم در لیتر هوا

حساسیت :در بعضی افراد امکان حساسیت پوستی وجود دارد.

سرطان زایی : بدون اطلاعات اضافی

جهش زایی : بدون اطلاعات اضافی

سمیت تولید مثل : بدون اطلاعات اضافی

ماندگاری و تجزیه پذیری:  به راحتی در محیط زیست تخریب می شود.

توصیه های دفع ضایعات : ضایعات را نباید همراه زباله های خانگی دور ریخت و بهتر است از ورود محصول به جریان فاضلاب شهری جلوگیری شود.

بسته بندی: بهتر است در بسته بندی­های دولایه و به دور از رطوبت نگهداری شود.

کلاس خطر حمل و نقل و بسته بندی:  کالاهای خطرناک نیستند.

شرکت کیمیا ابتکار پویش پارس با تهیه پودر هیدروکسید آلومینیوم با خلوص بالا و به صورت کاملا خشک  و ریز دانه، افتخار دارد که بخش مهمی از نیاز صنایع تولیدکنندگان سیم و کابل، سنگ­های مصنوعی، مقره سازی و …  را برآورده سازد.

– تسلط صنایع پلیمر بر بازار هیدروکسید آلومینیوم:

هیدروکسید آلومینیوم به طور عمده در پلاستیک ها به عنوان بازدارنده شعله استفاده می شود. تا جایی که تقریباً 40٪ هیدروکسید آلومینیوم تولید شده در جهان در صنعت پلاستیک استفاده می شود. در ترموپلاستیک ها ، مواد بازدارنده شعله در حالت مذاب به ماتریس پلیمر اضافه می شوند. این عمل از طریق فرآیندهای اختلاط مذاب در کونیدر و یا اکسترودرهای دو ماردون قابل انجام است. از مواد پلیمری آمیخته شده با هیدروکسید آلومینیوم در صنایع مختلف برای کاربرد نهایی استفاده می شود، به دلیل مزایایی از جمله هزینه کم، دوام بالا، مقاومت مناسب در برابر آب و غیره در برخی از صنایع مصرف کننده نهایی شامل صنایع خودرو، حمل و نقل ، ساخت و ساز ، برق و برق الکترونیک و … استفاده می­شود. از سوی دیگر تقاضای فزاینده برای مواد سبک و مقاوم در برابر آتش در صنعت خودرو ، به منظور ایجاد کارایی بیشتر و انعطاف پذیری در طراحی ، عامل اصلی رشد بازار پلاستیک­های مقاوم در برابر حریق است.

همچنین در  صنعت برق به دلایل بهداشتی ، ایمنی و بازیافت تلاش­­های زیادی جایگزینی برای پلیمرهای هالوژن دار، به عنوان بازدارنده های شعله انجام شده است. این مواد به عنوان عایق و محفظه قطع کننده های مدارها، کنتاکتورها، ترانسفورماتورها و موتورها استفاده می شود. گسترش صنایع پلیمری در مناطق آسیا و اقیانوسیه و اروپا به احتمال زیاد بازار هیدروکسید آلومینیوم را در دوره پیش بینی پیش خواهد برد.

چین به عنوان یکی از کشورهای پیشرو در صنایع شیمیایی و معدنی از جمله صنعت آلومینیوم، بزرگترین بازارهای شیمیایی جهان را در اختیار دارد و از این تأثیر بسزایی در بازار منطقه دارد.  در طی برنامه پنج ساله سیزدهم ، انتظار می رود که صنایع شیمیایی چین وارد مرحله جدیدی شود که از ویژگی های آن می توان به توسعه سبز ، پیشرفت صنعتی و رشد ساختاری اشاره کرد. بخش بهداشت و درمان چین نیز با سرعت بالایی در حال رشد است. رئیس جمهور شی جین پینگ به عنوان بخشی از برنامه های خود برای تمرکز بر نوآوری و تحقیق و توسعه داخلی برای بخش دارویی خبر داد. انتظار می رود چنین عواملی بازار هیدروکسید آلومینیوم چین را در طی دوره پیش بینی پیش ببرد.

بازار هیدروکسید آلومینیوم با تولید کنندگان مختلف در سراسر جهان ماهیت پراکنده ای دارد . شرکت های بزرگ شامل Aluminium Corporation of China Limited (Chalco) ، Nabaltec AG  و … هستند.
حجم عمده تولیدات این صنایع در کاربردهای مختلفی مصرف می­شود که در زیر به آن اشاره شده است.

کشور ایران، طبق مطالعات میدانی به عمل آمده بیش از 20 میلیون تن معدن خاک بوکسیت قابل برداشت دارد که عمدتا در محدوده شمال شرق ایران واقع شده است. غیر از این پژوهش هایی جهت اکتشاف معادن در مرکز و جنوب غربی کشور انجام شده است. میزان تولید هیدروکسید آلومینیوم در سال در جهان حدود 100 میلیون تن در سال است که بیش از 90 درصد آن صرف تولید اکسید آلومینیوم می­شود. بخش مهمی از این اکسید آلومینیوم نیز صرف استخراج فلز آلومینیوم می­شود. 10 درصد از هیدروکسید آلومینیوم نیز صرف مصارف شیمیایی و کاربردهای ضد حریق می­شود.

شرکت کیمیا ابتکار پویش پارس با تهیه پودر هیدروکسید آلومینیوم با خلوص بالا و به صورت کاملا خشک  و ریز دانه، افتخار دارد که بخش مهمی از نیاز صنایع تولیدکنندگان سیم و کابل، سنگ ­های کورین، صنایع شیمیایی و … را برآورده سازد.

استخراج هیدروکسید آلومینیوم

هیدروکسید آلومینیوم از دو راه اصلی استخراج می‌شود: از مواد معدنی طبیعی یا از آلومینیوم فلزی. در روش اول، مواد معدنی مانند بوهمیت، گیبسیت و دیاسپور که آلومینیوم هیدروکسید در خود دارند، از معادن استخراج می‌شوند. سپس این مواد معدنی با استفاده از فرآیندهایی مانند خرد کردن، شستشو، فیلتراسیون و خشک کردن به پودر آلومینیوم هیدروکسید تبدیل می‌شوند. در روش دوم، آلومینیوم فلزی که از طریق الکترولیز باکسیت به‌دست می‌آید، با محلول هیدروکسید سدیم یا پتاسیم واکنش داده و آلومینیوم هیدروکسید صنعتی تولید می‌کند. این روش به روش بایر معروف است و به واکنش آن به‌صورت زیر است:

هیدروکسید آلومینیم، یا تری هیدرات آلومینیوم که عموما آن را با نام اختصاری (ATH) می­شناسند بطور عمده ماده اولیه تولید آلومینا  (Al₂O₃) است که بعد از فرآیند استخراج از بکسیت و خالص سازی اولیه، تحت فرآیند تکلیس قرار گرفته و به آلومینا یا همان اکسید آلومینیوم که منبع اصلی استخراج فلز آلومینیوم است، تبدیل می­گردد. در سال­های اخیر، تولید عمده­ی هیدروکسید آلومینیم در جهان از ماده معدنی بوکسیت که نوعی خاک طبیعی قرمز رنگ است صورت پذیرفته است. با این وجود منابع دیگری برای استخراج فلز آلومینیوم مطرح است، به گونه ای برای استخراج این محصول استراتژیک، تولید آلومینا از نفلین سینیت، در کشورهایی که میزان  ذخایرب وکسیت آنها اندک است، و همچنین مطالعه و شناخت محلول­های آلومینات حاصل از لیچینگ نفلین سینیت و بررسی امکان فرآوری آلومینا از آن­ها یک ضرورت به نظر می­رسد. فرآیند تولید آلومینا از نفلین سینیت شامل مراحل متعددی است که به ترتیب شامل سینتر کردن نفلین سینیت در ترکیب با سنگ آهک، سپس انجام عملیات فرآیندی لیچینگ مواد سینتر شده، زدودن سیلیس، کربنیزه نمودن توامان با ترسیب هیدروکسید آلومینیم و سپس انجام کلسیناسیون آن می­باشد. در طی عملیات استخراج از نفلین سینیت، علاوه بر تولید هیدروکسید آلومینیوم، و آلومینا، کربنات­های سدیم و پتاسیم، به عنوان ترکیبات جانبی ضمن فرآیند تولید اصلی، ایجاد می­گردد. در واقع می­توان اینطور بیان نمود که عملیات کربنیزاسیون به عنوان یکی از متدهای ترسیب هیدروکسیدآلومینیم از محلول آلومینات زدوده شده از سیلیس، جهت کم کردن pH محلول می­باشد که این عملیات با تزریق گاز دی اکسید کربن به عنوان گاز سینتر کننده  به درون محلول آلومینات، صورت می­پذیرد.

فرآیند کربنیزاسیون محلول آلومینات، خود دارای گام های اساسی است: این مراحل شامل جذب گاز کربن دی اکسید، تجزیه آلومینات و در پی آن فرآیند کریستالیزاسیون هیدروکسید آلومینیم است. در این عملیات شیمیایی – معدنی در گام نخست گاز با محلول پایه آب واکنش داده و بی کربنات حاصل می­شود. از آنجا که بی­کربنات تولید شده یک اسید ضعیف است، این ترکیب در عمل با یون هیدروکسیل واکنش داده و باعث خنثی شدن آن می­شود

در اثر خنثی شدن یون های هیدروکسیل آزاد در محلول، pH  محلول کاهش می یابد. با توجه به اینکه، هیدروکسید آلومینیوم در محدوده  13   pH=بیشترین انحلال پذیری در آب را دارد، با کاهش pH محلول، از میزان انحلال پذیری آن به شدت کاسته شده و این امر موجب فوق اشباع شدن محلول و رسوب هیدروکسید آلومینیوم در کریسالیزور می شود. در واقع کاهش میزان حلالیت این ماده، موجب ناپایداری محلول آلومینات شده و شرایط از لحاظ ترمودینامیکی برای فرآیند ترسیب هیدروکسید آلومینیوم مهیا می­گردد.

علاوه بر آن در pH  های نسبتا پایین که به علت عملیات تزریق گاز کربن دی اکسید صورت می­گیرد، میزان یون بی کربنات در محلول آماده شده آلومینات بیشتر شده و آلوموکربنات سدیم که با عنوان داسونیت نیز شناخته می­شود، ترسیب خواهد شد. بروز چنین پدیده­ای علاوه بر آلودگی محصول موجب اتلاف عناصر آلومینیم و یا سدیم موجود در محلول می­شود. مرسوم آن است که عملیات کربنیزاسیون را در دمای حدود 75 درجه سانتیگراد صورت پذیرد. انجام عملیات تبلور در دماهای پایین تر، منجر به تشکیل هیدروکسید آلومینیم  با اندازه بلورهای ریزتر خواهد شد. دمای محیط واکنش، حجم جوانه اولیه و سرعت بهم زدن محلول، از جمله پارامتر های مؤثر بر

فرایند کربنیزاسیون معرفی شده اند. در این میان برای تولید محصولی با خلوص بالا، تعیین مقادیر اپتیمم pH و نسبت جوانه لازم است. محصول بدست آمده باید از توزیع اندازه ذرات مناسبی نیز برخوردار باشد. افزودن جوانه اولیه در فرآیند کریستالیزاسیون، می تواند به شروع سریعتر فرآیند رسوب دهی و همچنین کاهش قابل توجه نوسان دامنه اندازه ذرات شود. هر چقدر اندازه ذرات جوانه ریزتر باشد، توزیع اندازه ذرات یکنواخت تر بوده ودامنه نوسان ذرات بطور قابل توجهی کاهش می­یابد.

هیدروکسید آلومینیوم (ATH) چیست؟ ساخنار شیمیایی هیدروکسید آلومینیوم چگونه است؟

هیدروکسید آلومینیوم (Aluminum Hydroxide)، که با نام­های دیگری چون آلومینای سه آبه، تری هیدروکسید آلومینیوم یا آلومینای آبدار شناخته می­شود، دارای  فرمول شیمیایی به شکل Al(OH)₃ است. در واقع این ماده ساختاری دگر شکل یافته از اکسید آلومینیوم است که در آن مقداری آب به شکل شیمیایی جذب شده است. این ماده نوعی ترکیب شیمیایی واسط است که در فرآیند استخراج فلز آلومینیوم از خاک بوکسیت بدست می­آید. بسته به شرایط استخراج این ماده از خاک بوکسیت، رنگ محصول می­ تواند تا حدودی متفاوت باشد، اما بطور کلی رنگ این ماده نسبتا سفید و با ساختاری کریستالی به نظر می­رسد. اگرچه هیدروکسید در آب نا محلول است اما در بسیاری از ترکیبات اسیدی قابلیت انحلال دارد که موجب تشکیل نمک­های مختلف آلومینیوم می­شود.

اگرچه هیدروکسید آلومینیوم به عنوان یک ماده واسط در تولید اکسید آلومینیوم و پس از آن در استخراج فلز آلومینیوم کاربرد دارد، اما کاربردهای جانبی دیگری برای آن مطرح شده است. این ماده بعنوان یکی از اجزای سنگ­های مصنوعی که در ایران با عنوان سنگ کورین شناخته می شود مصرف می شود. همچنین این ماده در تهیه نمک­های آلومینیوم چون سولفات آلومینیوم یا فسفات آلومینیوم برای تصفیه پساب­های صنعتی، به عنوان عامل تاخیرانداز شعله در کامپاندهای پلیمری، ساخت کامپوزیت­ها مقاوم به شعله، صنایع رنگ سازی، سیم و کابل و حتی داروسازی کاربرد دارد. در مورد کاربردهای این ماده در مقالات دیگر مفصل صحبت خواهد شد.

مصارف هیدروکسید آلومینیوم یا کاربرد هیدروکسید آلومینیوم

هیدروکسید آلومینیوم در صنایع مختلفی به عنوان ماده اولیه، افزودنی، پرکننده، کاتالیزور، ضد حریق، ضد اسید و مواردی از این دست مورد استفاده قرار می‌گیرد. برخی از مصارف آلومینیوم هیدروکسید به شرح زیر هستند:

• تولید آلومینا: هیدروکسید الومینیوم با حرارت دادن به دمای بالای 1000 درجه سانتی‌گراد به آلومینا یا اکسید آلومینیوم تبدیل می‌شود. آلومینا یکی از مهم‌ترین مواد اولیه برای تولید آلومینیوم فلزی و محصولات آلومینیومی مانند فویل، قوطی، سیم، ظروف و غیره است.

2Al(OH)3​→Al2​O3​+3H2​O

• تولید دارو: هیدروکسید آلومینیوم به عنوان یک داروی ضد اسید و ضد التهاب در درمان بیماری‌های مربوط به معده و روده مانند سوزش معده، اسیدیته، یبوست، اسهال و زخم معده استفاده می‌شود. آلومینیوم هیدروکسید با برقراری تعادل pH معده و جذب اسید آن، علائم این بیماری‌ را کاهش می‌دهد. هیدروکسید الومینیوم همچنین به عنوان یک افزودنی در تولید واکسن‌های مختلف مانند واکسن آنفلوآنزا، هپاتیت B و تتانوس استفاده می‌شود و با افزایش پاسخ ایمنی بدن به واکسن، اثربخشی آن را افزایش می‌دهد.
• تولید کاغذ: هیدروکسید آلومینیوم به عنوان یک ماده پرکننده در تولید کاغذ نیز استفاده می‌شود. آلومینیوم هیدروکسید با پر کردن فضاهای خالی بین الیاف کاغذ، خواصی مانند سفتی، سطح صاف، سفیدی، درخشانی و مقاومت مناسب در برابر رطوبت و حرارت را به کاغذ می‌دهد. همچنین با تشکیل لایه‌ای روی سطح کاغذ، جذب رنگ و جوهر را کاهش داده و سبب می‌شود کاغذ رنگ‌ها را بهتر نشان دهد.
• تولید رنگ: هیدروکسید آلومینیوم در صنایع تولید رنگ نیز به عنوان یک پرکننده و یک ماده رنگ‌دانه در تولید رنگ‌های مختلف مانند رنگ‌های آبی، سبز، قرمز و زرد به‌کار گرفته می‌شود. با افزایش پوشش‌دهی، چسبندگی، پایداری و درخشندگی رنگ، کیفیت رنگ را بهبود می‌بخشد. هیدروکسید الومینیوم همچنین با کاهش انتقال حرارت و اکسیژن، خاصیت ضد حریق را برای رنگ به ارمغان می‌آورد.
• تولید مواد آتش‌نشانی: هیدروکسید آلومینیوم در تولید مواد مختلفی مانند پلاستیک، الاستومر، کامپوزیت، چوب، پارچه و غیره استفاده می‌شود. با قابلیت تجزیه در دمای بالای 200 درجه سانتی‌گراد، آب و اکسید آلومینیوم تولید می‌کند و با خنک کردن ماده و کاهش انتقال حرارت، شعله را خاموش می‌کند. همچنین با تشکیل لایه‌ای محافظ روی سطح ماده، از ادامه تجزیه آن جلوگیری کرده و با کاهش دود و گازهای سمی ناشی از آتش‌سوزی، خطرات محیطی و بهداشتی را کاهش می‌دهد.
• تولید کاتالیزورها: هیدروکسید آلومینیوم نقش یک کاتالیزور در کنار یک حامل کاتالیزور در فرآیندهای شیمیایی مختلفی مانند هیدروکراکینگ، هیدروژناسیون، هیدروتریتمنت، ایزومریزاسیون و غیره را ایفا می‌کند. با افزایش سطح ویژه و فعالیت شیمیایی، سرعت و بازده واکنش‌ را افزایش داده و همچنین با جذب گازهای سمی و آلاینده مانند اکسید نیتروژن، اکسید گوگرد، اکسید کربن و غیره، از آلودگی محیط زیست جلوگیری می‌کند.
• تولید مواد دندانپزشکی: برای تولید مواد مختلف این شاخه مانند سیمان دندانی، پرکننده دندانی، پوشش دندانی و غیره کاربرد دارد. هیدروکسید آلومینیوم با افزایش مقاومت مکانیکی، پایداری شیمیایی و زیبایی ظاهری مواد دندانپزشکی، کیفیت آن‌ها را بهبود می‌بخشد. همچنین با برقراری  تعادل pH دهان و جلوگیری از تجزیه مواد دندانپزشکی توسط اسیدها، از دندان و لثه محافظت می‌کند.

عوارض و فواید هیدروکسید آلومینیوم

هیدروکسید آلومینیوم به طور کلی یک ماده غیر سمی و ایمن است که در مقادیر معمولی مصرف عوارض جدی ندارد. با این حال، مصرف بیش از حد یا مداوم آلومینیوم هیدروکسید می‌تواند باعث برخی از عوارض جانبی مانند:

• اختلال در جذب و متابولیسم برخی از ویتامین‌ها و مواد معدنی مانند فسفر، کلسیم، آهن و روی
• افزایش pH خون و ایجاد آلکالوز متابولیک
• کاهش اشتها، تهوع، استفراغ، یبوست، اسهال، درد شکمی و نفخ
• کاهش فشار خون، ضعف، سرگیجه، سردرد و بی‌حالی
• اختلال در عملکرد کلیه‌ها و افزایش خطر سنگ کلیه
• اختلال در عملکرد مغز و اعصاب و افزایش خطر دمانس و آلزایمر

برای جلوگیری از عوارض جانبی هیدروکسید آلومینیوم، موارد زیر پیشنوهاد می‌شود:

• مصرف هیدروکسید آلومینیوم برای مصارف دارویی باید با مشورت پزشک باشد و مطابق دستورالعمل‌ پزشک استفاده شود.
• مقدار و زمان مصرف هیدروکسید الومینیوم با دیگر دارو نیاز به هماهنگی و دقت دارد و بهتر است از مصرف همزمان آن‌ها خودداری کرد.
• مصرف آلومینیوم هیدروکسید برای مدت طولانی یا بیش از اندازه ممکن است مخاطراتی به همراه داشته باشد و در صورت عدم بهبودی یا بروز علائم نامطلوب، با پزشک مشورت شود.
• مصرف این ترکیب باید همراه با آب فراوان باشد و از مصرف نوشیدنی‌های اسیدی مانند آبلیمو، آب پرتقال، آب انار و غیره اجتناب کرد.
• مصرف هیدروکسید آلومینیوم در افرادی که دارای بیماری‌های مزمن کلیوی، قلبی، کبدی، معده هستند، با احتیاط انجام شود و در صورت لزوم، با پزشک مشورت شود.

هیدروکسید آلومینیوم علاوه بر عوارض جانبی، فواید زیادی هم دارد که برخی از آن‌ها شامل موارد زیر هستند:

• برقراری تعادل pH معده و روده و کاهش سوزش معده، اسیدیته، یبوست، اسهال و زخم معده
• افزایش پاسخ ایمنی بدن به واکسن‌ها و افزایش اثربخشی آن‌ها
• بهبود خواص کاغذ، رنگ، پلاستیک، الاستومر، کامپوزیت، چوب، پارچه و غیره با افزایش سفتی، سطح صاف، سفیدی، درخشندگی، مقاومت در برابر رطوبت و حرارت، پوشش‌دهی، چسبندگی، درخشندگی و ضد حریق بودن آن
• افزایش سرعت و بازده فرآیندهای شیمیایی مختلف با افزایش سطح ویژه و فعالیت شیمیایی
• کاهش آلودگی محیط زیست با جذب گازهای سمی و آلاینده
• بهبود کیفیت مواد دندانپزشکی با افزایش مقاومت مکانیکی، پایداری شیمیایی و زیبایی ظاهری
• محافظت از سلامت دندان‌ها و لثه‌ با برقرار کردن تعادل pH دهان و جلوگیری از تجزیه مواد دندانپزشکی توسط اسیدها

ترکیبات هیدروکسید آلومینیوم

ترکیبات هیدروکسید آلومینیوم به طور طبیعی و به صورت کانی گیبسیت و چند شکلی آن دویلیت، نورستراندیت و بایریت در طبیعت یافت می‌شود و این ترکیب بصورت خالص در طبیعت وجود ندارد.

ترکیبات هیدروکسید آلومینیوم در طبیعت به نام کانی گیبسیت یا هیدرارژیلیت شناخته می‌شود و از نظر ساختاری سه پلیمورف برای آن تعریف شده که هر سه بسیار نادر و کمیاب هستند. این سه ساختار به شکل بایریت، ولاییت و نورداستراندیت تعریف می‌شوند.

آلومینیوم هیدروکسید یک ترکیب آمفوتری است که هم خاصیت اسیدی و هم بازی دارد و از نظر ویژگی ساختاری به اکسید آلومینیوم، آلومینا، و هیدروکسید اکسید آلومینیوم بسیار شباهت دارد. این ترکیبات به عنوان کانی‌های معدنی، درصد بالایی از بوکسیت را تشکیل می‌دهند.

هیدروکسید آلومینیوم عمدتا از بوکسیت که یک ترکیب معدنی است به‌دست می‌آید. در این ماده معدنی، مقدار قابل توجهی آلومینا و مقادیر مختلفی از ناخالصی‌های اکسید آهن، کربنات کلسیم، تیتانیوم و دیگر ترکیبات شیمیایی موجود است. در استخراج آلومینا از بوکسیت اما ترکیب واسطی به عنوان ترکیبات هیدروکسید آلومینیوم مشتق می‌شود. که در صنایع مختلفی مانند تولید سنگ‌های مصنوعی، مصنوعات پلیمری ضدحریق، کامپوزیت، رنگ و رزین استفاده دارد.

ترکیبات هیدروکسید آلومینیوم در شرایط آزمایشگاهی در مقیاس جرمی تولید می‌شود، در حالی که هیدروکسید آلومینیوم را می توان با واکنش محلول نمک آلومینیوم با محلول آمونیاک یا محلول هیدروکسید سدیم به دست آورد .اکسیدهای آلومینیوم تنها زمانی تشکیل می‌شوند که نمک آلومینیوم با مواد قوی‌تر از آن ترکیب شود (می‌تواند هم هیدروکسید و هم سایر مواد شیمیایی قوی‌تر باشد).

ترکیبات هیدروکسید آلومینیوم تجاری اکثرا توسط فرآیند بایر تولید می‌شوند و شامل حل کردن بوکسیت در ترکیب هیدروکسید سدیم در دمای تا 270 درجه سانتیگراد (518 درجه فارنهایت) است. ضایعات و رسوبات دیگری در باطله بوکسیت و از تولید هیدروکسید آلومینیوم از محلول باقیمانده آلومینات سدیم رسوب می‌کند. ترکیبات هیدروکسید آلومینیوم را با کلسینه کردن به اکسید آلومینیوم یا آلومینا تبدیل می‌کنند.