氫氧化鋁是一種無(wú)機(jī)物，化學(xué)式Al(OH)3，是鋁的氫氧化物。氫氧化鋁既能與酸反應(yīng)生成鹽和水又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水，因此它是一種兩性氫氧化物。由于又顯一定的酸性，所以又可稱之為鋁酸（H3AlO3）。但實(shí)際與堿反應(yīng)時(shí)生成的是四羥基合鋁酸鹽（[Al(OH)4]-）。因此通常在把它視作一水合偏鋁酸（HAlO2·H2O），按用途分為工業(yè)級(jí)和醫(yī)藥級(jí)兩種。

氫氧化鋁的制備方法

在硫酸鋁溶液中，在攪拌下添加堿溶液，生成沉淀經(jīng)洗滌、過濾、低溫干燥后，經(jīng)粉碎制得成品。也可將脫水后的糊狀物直接作為產(chǎn)品。制備中溶液的濃度、溫度、反應(yīng)溫度控制，干燥溫度等影響產(chǎn)品質(zhì)量。

將硫酸和鋁粉或鋁灰作用生成硫酸鋁，再與碳酸氫銨進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，制得氫氧化鋁。或者以鋁酸鈉溶液與硫酸鋁溶液中和至pH6.5，生成氫氧化鋁沉淀，經(jīng)水洗、壓濾，于70～80℃下干燥，再經(jīng)粉碎，制得氫氧化鋁。其反應(yīng)式：

水鋁氧有：

(1)在40～60℃，pH>12的條件下，向鋁酸鈉水溶液吹入二氧化碳；鋁酸鈉水溶液里不加或添加水鋁氧晶種在常溫下放置；

(2)Al(OC2H5)3和1%～20%乙醇胺NH2C2H4OH共存，于20～60℃水解，將生成的凝膠熟化幾個(gè)月等方法

三羥鋁石有：

1)在常溫下向鋁酸鈉水溶液吹入二氧化碳；

2)鋁汞齊在常溫下水解；

(3)Al(OC2H5)3在70℃以下水解；

(4)氯化鋁水溶液用堿金屬氫氧化物或氨中和的方法等。一水軟鋁石有在氫氧化鋁水溶液或弱堿性水溶液中，在150～300℃下對(duì)氫氧化鋁進(jìn)行水熱處理；鋁汞齊用沸騰水氧化等方法。水鋁石它的穩(wěn)定區(qū)域?yàn)?75～425℃，水蒸氣壓在140atm(1atm=98.066kPa)以上。據(jù)報(bào)道，對(duì)氫氧化鋁進(jìn)行水熱處理，對(duì)水鋁氧真空脫水生成的ρ 氧化鋁及χ 氧化鋁進(jìn)行水熱處理等均可得到水鋁石。

實(shí)驗(yàn)室制法

化學(xué)方程式：2Al+3H2SO4（稀）=Al2(SO4）3+3H2↑

2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑

Al2(SO4）3+6Na[Al(OH)4]+12H2O=8Al(OH)3↓+3Na2(SO4）或

Al2(SO4）3+6NH3.H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4）2SO4

離子方程式：2Al+6H+=2Al3++3H2↑

2Al3++2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑

Al3++3[Al(OH)4]-+6H2O=4Al(OH)3↓

或Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

①Al(OH)3是兩性氫氧化物，在常溫下它既能與強(qiáng)酸，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)：

Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]Al(OH)3+OH－=[Al(OH)4]－

②Al(OH)3受熱易分解成Al2O3：2Al(OH)3==Al2O3+3H2O（規(guī)律：不溶性堿受熱均會(huì)分解）

③Al(OH)3的制備：

a、可溶性鋁鹽和氨水反應(yīng)來(lái)制備Al(OH)3

AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl

Al2(SO4）3+6NH3·H2O=2 Al(OH)3↓+3(NH4）2SO4（Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+）

因?yàn)閺?qiáng)堿（如NaOH）易與Al(OH)3反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)室不用強(qiáng)堿制備Al(OH)3，而用氨水

b、四羥基合鋁酸鈉與過量二氧化碳反應(yīng)

Na[Al(OH)4]+CO2(過）=NaHCO3+Al(OH)3↓

過量的二氧化碳不與氫氧化鋁反應(yīng)，保證[Al(OH)4]-全部生成氫氧化鋁

拜耳法

系奧地利拜耳（K.J.Bayer）于 1888年發(fā)明。其原理是用苛性鈉（NaOH）溶液加溫溶出鋁土礦中的氧化鋁，得到鋁酸鈉溶液。溶液與殘?jiān)ǔ嗄啵┓蛛x后，降低溫度，加入氫氧化鋁作晶種，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間攪拌，鋁酸鈉分解析出氫氧化鋁，洗凈，并在950～1200℃溫度下煅燒，便得氧化鋁成品。析出氫氧化鋁后的溶液稱為母液，蒸發(fā)濃縮后循環(huán)使用。　由于三水鋁石、一水軟鋁石和一水硬鋁石的結(jié)晶構(gòu)造不同，它們?cè)诳列遭c溶液中的溶解性能有很大差異，所以要提供不同的溶出條件，主要是不同的溶出溫度。三水鋁石型鋁土礦可在125～140℃下溶出，一水硬鋁石型鋁土礦則要在240～260℃并添加石灰（3～7%）的條件下溶出。現(xiàn)代拜耳法的主要進(jìn)展在于：①設(shè)備的大型化和連續(xù)操作；②生產(chǎn)過程的自動(dòng)化；③節(jié)省能量，例如高壓強(qiáng)化溶出和流態(tài)化焙燒；④生產(chǎn)砂狀氧化鋁以滿足鋁電解和煙氣干式凈化的需要。

拜耳法的優(yōu)點(diǎn)主要是流程簡(jiǎn)單、投資省和能耗較低，最低者每噸氧化鋁的能耗僅3×106千卡左右，堿耗一般為100公斤左右（以Na2CO3計(jì)）。

拜耳法生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效果決定于鋁土礦的質(zhì)量，主要是礦石中的SiO2含量，通常以礦石的鋁硅比，即礦石中的Al2O3與SiO2含量的重量比來(lái)表示。因?yàn)樵诎荻ǖ娜艹鲞^程中，SiO2轉(zhuǎn)變成方鈉石型的水合鋁硅酸鈉（Na2O?Al2O3?1.7SiO2?nH2O），隨同赤泥排出。礦石中每公斤SiO2大約要造成1公斤Al2O3和0.8公斤NaOH的損失。鋁土礦的鋁硅比越低，拜耳法的經(jīng)濟(jì)效果越差。直到70年代后期，拜耳法所處理的鋁土礦的鋁硅比均大于7～8。由于高品位三水鋁石型鋁土礦資源逐漸減少，如何利用其他類型的低品位鋁礦資源和節(jié)能新工藝等問題，已是研究、開發(fā)的重要方向。

堿石灰燒結(jié)法

適用于處理高硅的鋁土礦，將鋁土礦、碳酸鈉和石灰按一定比例混合配料，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒結(jié)成由鋁酸鈉（Na2O?Al2O3）、鐵酸鈉（Na2O?Fe2O3、原硅酸鈣（2CaO?SiO2）和鈦酸鈉（CaO?TiO2組成的熟料。然后用稀堿溶液溶出熟料中的鋁酸鈉。此時(shí)鐵酸鈉水解得到的NaOH也進(jìn)入溶液。如果溶出條件控制適當(dāng)，原硅酸鈣就不會(huì)大量地與鋁酸鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，而與鈦酸鈣、Fe2O3?H2O 等組成赤泥排出。溶出熟料得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)過專門的脫硅過程，SiO2O形成水合鋁硅酸鈉（稱為鈉硅渣）或水化石榴石3CaO?Al2O3?xSiO2?（6－2x)H2O沉淀（其中x≈0.1），而使溶液提純。把CO2氣體通入精制鋁酸鈉溶液，和加入晶種攪拌，得到氫氧化鋁沉淀物和主要成分是碳酸鈉的母液。氫氧化鋁經(jīng)煅燒成為氧化鋁成品。水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。

拜耳燒結(jié)聯(lián)合

可充分發(fā)揮兩法優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，利用鋁硅比較低的鋁土礦，求得更好的經(jīng)濟(jì)效果。聯(lián)合法有多種形式，均以拜耳法為主，而輔以燒結(jié)法。按聯(lián)合法的目的和流程連接方式不同，又可分為串聯(lián)法、并聯(lián)法和混聯(lián)法三種工藝流程。

①串聯(lián)法是用燒結(jié)法回收拜耳法赤泥中的Na2O和Al2O3，用于處理拜耳法不能經(jīng)濟(jì)利用的三水鋁石型鋁土礦。擴(kuò)大了原料資源，減少堿耗，用較廉價(jià)的純堿代替燒堿，而且Al2O3的回收率也較高。

②并聯(lián)法是拜耳法與燒結(jié)法平行作業(yè)，分別處理鋁土礦，但燒結(jié)法只占總生產(chǎn)能力的10～15%，用燒結(jié)法流程轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的NaOH補(bǔ)充拜耳法流程中NaOH的消耗。

③混聯(lián)法是前兩種聯(lián)合法的綜合。此法中的燒結(jié)法除了處理拜耳法赤泥外，還處理一部分低品位礦石。

碳酸氫銨法

碳酸氫銨法為在硫酸鋁溶液中，在攪拌下添加堿溶液，生成沉淀經(jīng)洗滌、過濾、低溫干燥后，經(jīng)粉碎制得成品。也可將脫水后的糊狀物直接作為產(chǎn)品。制備中溶液的濃度、溫度、反應(yīng)溫度控制，干燥溫度等影響產(chǎn)品質(zhì)量。碳酸氫銨法將硫酸與鋁粉或鋁灰作用生成硫酸鋁，再與碳酸氫銨進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，制得氫氧化鋁。其2Al(OH)3+3H2SO4→A12(SO4）3+6H2O+A12(SO4）3+6NH4HCO3→2AI(OH)3+3(NH4)2SO4+6CO2↑鋁酸鈉法燒堿與鋁灰以2：1配比在100℃以上進(jìn)行反應(yīng)，制得鋁酸鈉溶液。硫酸與鋁灰以1.25：1配比在110℃下反應(yīng)，制得硫酸鋁溶液。然后將鋁酸鈉溶液與硫酸鋁溶液中和至pH6.5，生成氫氧化鋁沉淀，經(jīng)水洗、壓濾，于70～80℃下干燥12h，再經(jīng)粉碎，制得氫氧化鋁成品。其A12O3+2NaOH→2NaAlO2+H2O+Al2O3+3H2SO4→A12(SO4）3+3H2O+6NaAIO2+A12(SO4)3+12H2O→8Al(OH)3↓+3Na2SO4回收法將回收的三氯化鋁經(jīng)水溶解、活性炭脫色及過濾除雜后，與碳酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁，再經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得氫氧化鋁產(chǎn)品。其2AlCl3+3Na2CO3+3H2O→2AI(OH)3↓+6NaCl+3CO2↑

氫氧化鋁物化性質(zhì)

外觀與性狀：白色非晶形的粉末

密度：2.40

熔點(diǎn)：300℃

水溶解性：難溶

儲(chǔ)存條件：庫(kù)房通風(fēng)低溫干燥

抗酸作用慢、持久、較強(qiáng)，有收斂作用，有粘膜保護(hù)作用，導(dǎo)致便秘，不產(chǎn)生CO2（二氧化碳），無(wú)酸反 跳，無(wú)堿血癥。

氫氧化鋁與酸反應(yīng)：Al(OH)3+3HCl → AlCl3+3H2O

Al(OH)3+3H+ →Al3++3H2O

氫氧化鋁與堿反應(yīng)：Al(OH)3+NaOH → Na[Al(OH)4]

氫氧化鋁在堿性環(huán)境中異構(gòu)反應(yīng)：Al(OH)3→HAlO2+H2O

Al(OH)3+OH-→AlO2-+2H2O

氫氧化鋁受熱分解：2Al(OH)3==加熱==Al2O3+3H2O

氫氧化鋁水中兩種電離：

1、Al(OH)3?Al3+ + 3OH-（堿式電離）

2、Al(OH)3+H2O?[Al(OH)4]-+H+（酸式電離）

其中的[Al(OH)4]-中學(xué)上習(xí)慣寫成AlO2-，但是實(shí)際上這是錯(cuò)誤的。

一般所謂的氫氧化鋁實(shí)際上是指三氧化二鋁的水合物。如向鋁鹽溶液中加入氨水或弱堿而得到的白色膠狀沉淀，其含水量不定，組成也不均勻，統(tǒng)稱為水合氧化鋁。只有在鋁酸鹽溶液中（含有Al（OH）4-離子）的溶液中通CO2才可得到真正的氫氧化鋁。

結(jié)晶的氫氧化鋁與水合氧化鋁不同，難溶于酸，加熱到373K也不脫水，在573K加熱2h才能轉(zhuǎn)變?yōu)槠珰溲趸X（AlO（OH））。

氫氧化鋁屬兩性氫氧化物。由于其存在兩種電離形式，既是弱酸，可以有酸式化學(xué)式H3AlO3，又是弱堿，可以有堿式化學(xué)式Al(OH)3。氫氧化鋁具有兩性，既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)。

氫氧化鋁的酸性在于它是路易斯酸可以加合OH-，從而體現(xiàn)堿性

Al(OH)3由于兩種電離的存在，可以產(chǎn)生兩種鹽：鋁鹽和偏鋁酸鹽：

⒈鋁鹽：Al3+ AlCl3,KAl(SO4）2·12H2O（明礬）。它們的水溶液因Al3+的水解而顯酸性

2.偏鋁酸鹽，AlO-NaAlO2,KAlO2.它們的水溶液呈堿性：AlO- + 2H2O → Al(OH)3 + OH- 當(dāng)兩類鹽混合時(shí)，即發(fā)生雙水解反應(yīng)，生成 Al(OH)3

Al3+ + 3 AlO-+ 6H2O == 4Al(OH)3↓

氫氧化鋁主要有325目、800目、1250目、5000目四個(gè)規(guī)格。白色粉末狀固體。幾乎不溶于水，能凝聚水中的懸浮物，吸附色素。

氫氧化鋁的用途

氫氧化鋁是用量最大和應(yīng)用最廣的無(wú)機(jī)阻燃添加劑。氫氧化鋁作為阻燃劑不僅能阻燃，而且可以防止發(fā)煙、不產(chǎn)生滴下物、不產(chǎn)生有毒氣體，因此，獲得較廣泛的應(yīng)用，使用量也在逐年增加。使用范圍：熱固性塑料、熱塑性塑料、合成橡膠、涂料及建材等行業(yè)。同時(shí)，氫氧化鋁也是電解鋁行業(yè)所必需氟化鋁的基礎(chǔ)原料，在該行業(yè)氫氧化鋁也是得到非常廣泛應(yīng)用。

1、用作阻燃劑

氫氧化鋁填料是用作塑料和有機(jī)聚合物的一種理想的，環(huán)保的，環(huán)境友好型的阻燃劑填充料。因?yàn)闅溲趸X填料為純白色粉末狀固體，粒度可按照加工生產(chǎn)，無(wú)毒無(wú)害，作為填料加工后白度不易改變，具有填充，阻燃，消煙三大功能。當(dāng)塑料或聚合物與外部熱源接觸而燃燒時(shí)，可分為以下幾個(gè)階段：加熱、分解、起火、燃燒、蔓延。所有阻燃劑的作用原理都是通過抑制上述的一個(gè)或是幾個(gè)燃燒階段來(lái)達(dá)到阻燃的目的的。

2、用作造紙?zhí)盍?/p>

氫氧化鋁填料在造紙工業(yè)中主要用作表層涂料，填料以及生產(chǎn)不燃紙。在國(guó)外，早在四，五十年代就開始和使用氫氧化鋁填料作為涂布用顏料，而在我國(guó)還是空白。氫氧化鋁填料作為涂布顏料有許多優(yōu)越性：白度高，粒度細(xì)且粒度分布均勻，呈片狀品形，用它作顏料能提高涂布紙的白度，不透明度，平滑度及吸油墨性能。用它代替二氧化鈦，在不降低紙張白度及不透明度的前提下，能節(jié)約成本，提高成紙的光澤度，改善油印性能。

3、用作牙膏材料

牙膏的主要用途是出去牙齒上粘附的污物，而對(duì)牙齦無(wú)損傷。這就需要中性摩擦劑，而氫氧化鋁填料所具有的輕度摩擦特性來(lái)清潔和磨光牙齒正好滿足這一要求。并且其化學(xué)惰性是其與牙膏中的其它配料相榮：再者，氫氧化鋁填料具有良好的包弗性能，因此，氫氧化鋁填料在藥物牙膏和斯塔高檔牙膏中油著廣泛的應(yīng)用。

4、用作化工原料

因?yàn)闅溲趸X填料是一種大規(guī)模生產(chǎn)的，純度很高的精煉產(chǎn)品，可以在強(qiáng)酸強(qiáng)堿中很快溶解。因此氫氧化鋁填料是許多種類鋁鹽的重要原料。如明礬，聚合氯化鋁。在石油化工工業(yè)中，還可用于生產(chǎn)無(wú)林洗衣粉，催化劑載體，等各種石油化工行業(yè)。

5、氫氧化鋁填料改性

雖然氫氧化鋁填料作為一種兩性氫氧化物具有較強(qiáng)的活性，并且作為一種阻燃填充劑在塑料，橡膠等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用，但是，由于其分解溫度低，屬于無(wú)機(jī)阻燃劑，可以通過對(duì)氫氧化鋁填料進(jìn)行改性處理，以提高其分解溫度和添加量。

6、用作人造大理石

人造瑪瑙（工藝品）的填料。用氫氧化鋁填料和不飽和聚酯樹脂或甲基丙烯酸樹脂生產(chǎn)人造瑪瑙或人造大理石。由于氫氧化鋁填料具有（折光系數(shù)為1.57）和聚酯樹脂極為接近的折光指數(shù)，從而使人造產(chǎn)品具半透明的，令人滿意的光見度。并且可以生產(chǎn)出不同顏色。花紋圖案的人造產(chǎn)品。人照產(chǎn)品相對(duì)于天然產(chǎn)品有很多優(yōu)越性，成本低，重量輕，不易脆裂，可以制成各種顏色，規(guī)格的產(chǎn)品，因此使得人造大理石廣泛應(yīng)用高檔潔具，廚房裝修，會(huì)議桌面，板材，裝飾板等。一般來(lái)講，用于生產(chǎn)人造瑪瑙和人造大理石（人造石英石）的氫氧化鋁填料具有白度高（>95），晶型好，粒度適中（500目）的特性。