偏鋁酸鈉
基本信息 編輯本段
中文名稱：偏鋁酸鈉
英文名稱：Sodium Aluminate
英文別名：Sodium metaaluminate;Aluminum sodium oxide Sodium aluminum oxide;SODIUM ALUMINATE;
PSA：34.14000
EINECS:215-100-1
分子式:NaAlO2
相對分子質量:81.97
物理性質 編輯本段
化學性質 編輯本段
1.與強酸（如鹽酸）反應。反應先生成白色沉淀，后沉淀消失，反應方程式如下：
NaAlO+HCl+HO=Al(OH)↓+NaCl
Al(OH)+3HCl=AlCl+3HO
離子方程式為：AlO +H +HO=Al(OH)↓
Al(OH)+3H ==Al +3HO
2.與弱酸（例子為CO）反應生成Al(OH)沉淀：
①CO過量：AlO +CO+2HO=Al(OH)↓+HCO
②CO少量：2AlO +CO+3HO=2Al(OH)↓+CO
計算化學數據 編輯本段
1.疏水參數計算參考值（XlogP）:無
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數量:2
4.可旋轉化學鍵數量:0
5.互變異構體數量：無
6.拓撲分子極性表面積40.1
7.重原子數量:4
8.表面電荷:0
9.復雜度:13.5
10.同位素原子數量:0
11.確定原子立構中心數量:0
12.不確定原子立構中心數量:0
13.確定化學鍵立構中心數量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量:0
15.共價鍵單元數量:2
制取方法 編輯本段
1.鋁單質與氫氧化鈉反應，放出氫氣：
2NaOH+2Al+2HO=2NaAlO+3H↑
2.氧化鋁和氫氧化鈉反應：
AlO+2NaOH=2NaAlO+HO
（此為高中階段要求方程式，附上人教版原文：嚴格地說，該反應生成的化合物為Na[Al(OH)]，寫為NaAlO只是為了表達方便而采用的簡寫形式）
合成方法 編輯本段
1.拜耳法以鋁礬土為原料，礬土中氧化鋁和氧化硅的質量比值大于8，將鋁礬土粉碎，球磨使粒度85%通過220目，然后與堿液混合濕磨，使苛化系數達到1.65±0.02，在150℃以上加熱2～3h，進行高壓溶出，使鋁礬土中氧化鋁以鋁酸鈉形式轉入溶液，用水稀釋雜質氧化硅、氧化鐵、氧化鈣成為赤泥，經沉降分離，粗液再經過濾、蒸發至干，制得鋁酸鈉成品。
偏鋁酸鈉的生產方法主要有：
（1）拜耳法。將鋁礬土破碎、磨細，然后與苛性鈉溶液混合，送入高壓釜內用高溫高壓，使鋁礬土中的氧化鋁變成鋁酸鈉而轉入溶液中，分離后得鋁酸鈉溶液，經蒸發后即得產品。近年來堿液的高壓溶出過程已由間斷式發展到連續式，管道化溶出已開始用于拜耳法生產中。
（2）燒結法。將鋁礬土、純堿、石灰石磨細混合，在1200℃以上的高溫下燒結，熟料用水浸取，浸取后的鋁酸鈉溶液經過除硅后得到精制的鋁酸鈉溶液，蒸發至干即得產品，燒結法又分為干料燒結法與濕料燒結法，目前濕料燒結法基本上已取代了干料燒結法。
（3）聯合法。所謂聯合法是指拜耳法、燒結法同時并用的生產方法。在生產中若以拜耳法為主，燒結法為輔，將高硅鋁礬土應用拜耳法處理，然后將所得赤泥用燒結法處理，這叫串聯聯合法。如果將低硅鋁礬土礦用拜耳法處理，高硅鋁礬土用燒結法處理，在生產過程中兩種方法同時進行，然后將兩種方法所得粗液合并，這叫并聯聯合法，得到的鋁酸鈉溶液經蒸發后即得產品。
（4）氫氧化鋁堿解法。在氫氧化鈉溶液中于50～80℃溫度下加入粗氫氧化鋁升溫至110℃，保溫3h，得鋁酸鈉溶液，蒸發至干即得產品。
拜耳法適宜于含硅低的鋁礬土，工藝過程比燒結法簡單，投資少，成本較低，產品質量高，但是當所處理的鋁土礦品位較低時，它在經濟上的優越性也隨之降低。燒結法適宜于以高硅鋁礬土為原料，其流程較拜耳法復雜，投資較大，成本高，產品質量也差，但氧化鋁總回收率較高。聯合法具有上述兩法的特點，既可用高硅鋁礬土，也可用低硅鋁礬土。
主要制法流程簡述。
（1）拜耳法以鋁礬土為原料，要求其氧化鋁含量為40%～70%，二氧化硅4%～20%，氧化鐵1%～20%，并且要求鋁礬土中氧化鋁和氧化硅的質量比大于8。將鋁礬土粉碎、球磨使粒度達到85%通過220目，然后與堿液混合濕磨，進行高壓溶出，在150℃以上加熱2～3h，鋁礬土中氧化鋁以鋁酸鈉形式轉入溶液，而氧化硅、氧化鐵、氧化鈣等雜質則成為赤泥而沉淀。為了使鋁酸鈉溶液易于和赤泥分離，并加強脫硅，可將溶出液稀釋至氧化鋁含量由250～300g/L降低為100～120g/L。
在多層沉降槽中分離鋁酸鈉溶液與赤泥，然后將鋁酸鈉溶液蒸發至干，即得成品。
（2）燒結法將鋁硅比為3～6的鋁礬土破碎，和石灰石混合，按比例在球磨機中進行濕磨，同時加入純堿溶液。磨細后的料漿按一定比例加以混合調配。調配好的料漿以12～15kg/cm的壓力噴射至轉窯中，在1200～1250℃的溫度下進行燒結。料漿經燒結后的熟料與赤泥洗液等調整液一起在圓錐球磨機中進行濕磨溶出，使氧化鋁變成鋁酸鈉溶液，氧化硅、氧化鐵等雜質變成固體赤泥。溶出后的泥漿經靜置沉降、真空抽濾將溶液和殘渣分離。赤泥殘渣用熱水反向洗滌四次，洗滌液返回去溶出熟料。分離得到的鋁酸鈉溶液每升約含氧化鋁100～110g，含二氧化硅2.5～4g/L。將粗液送到壓煮器內用蒸汽直接加熱，在5～6atm存在石灰乳的條件下進行脫硅，溶液經過2h左右的攪拌壓煮后，大部分硅以不溶性鋁硅酸鈉除去。料漿經沉降、葉片過濾機過濾，分離除去硅渣后，經蒸發至干，即得成品。
主要用途 編輯本段
1.廣泛用于工業用水和自來水的凈化，能降低水的硬度和加快懸浮固體的沉降。與硅酸鹽化合能改進分子篩結晶，用作石油烴轉化的催化劑和載體，制造無定形氧化鋁催化劑及穩定硅膠溶液的原料。用作玻璃和陶瓷蝕刻用的堿洗滌溶液抑制劑，造紙工業用的填充劑，減少油井水黏度及鋼表面處理用的保護劑，土壤硬化劑和用于肥皂，染料等工業。
2.用作采油酸化壓裂液增稠劑、堵水-調剖劑的交聯劑，與聚合物一起配合使用。并用作中性紙施膠劑、土壤硬化劑、水泥混合劑及催化劑。
3.用于玻璃和陶瓷蝕刻用的堿洗滌溶液抑制劑，造紙工業上用作填充劑，用于減小油井水黏度以及作為鋼表面處理的保護劑。也用作為土壤硬化劑和用于肥皂，染料等工業。
無水制取 編輯本段
偏鋁酸鈉不在溶液中存在，固態高溫反應可生成偏鋁酸鈉
金屬鋁和氫氧化鈉溶液反應生成的化合物曾被認為是NaAlO，但科學研究證明該產物實際上是Na[Al(OH)]（四羥基合鋁酸鈉），屬于配位化合物。
要制備分子式為NaAlO的偏鋁酸鈉，方法是將活性氧化鋁加入到熔融的氫氧化鈉中，產物是偏鋁酸鈉和水，水以氣體的形式揮發，方程式為：
AlO+2NaOH=高溫=2NaAlO+HO(g)↑（水蒸氣）
干燥的氧化鋁與碳酸鈉共熔融時，即有偏鋁酸鈉形成。反應方程式如下：
AlO+NaCO=2NaAlO+CO
水合氧化鋁與碳酸鈉加熱至950℃，即有偏鋁酸鈉和鋁酸鈉形成(a)
(a) 2AlO·HO+2NaCO→NaAlO+NaAlO+AlO+2HO↑+2CO↑;
后者當加熱至1200℃時，即生成偏鋁酸鈉(b)。
(b) NaAlO+NaAlO+AlO═4NaAlO
性質穩定 編輯本段
1.如果遵照規格使用和儲存則不會分解，未有已知危險反應，避免酸、二氧化碳、水分/潮濕。
2.高溫熔融產物為白色粉末，易溶于水，在水中溶解后析出氫氧化鋁沉淀，水溶液呈堿性，pH值為12.3。不溶于乙醇，在空氣中易吸收水分和二氧化碳。
溶于水，不溶于醇。有吸濕性。水溶液呈強堿性，能漸漸吸收水分而成氫氧化鋁，加入堿或帶氫氧根多的有機物則較穩定。與酸類發生劇烈反應，與鐵鹽發生反應釋出氫氣。溶于水，不溶于醇。水溶液呈強堿性，能漸漸吸收水分而分解生成氫氧化鋁，加入堿或帶氫氧根多的有機物則較穩定。
貯存方法 編輯本段
應貯存于通風、干燥的庫房中。
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