Oxid hlinitý: Výskyt v přírodě a jeho mnohostranné využití

CI 77000, známý také jako oxid hlinitý (Al₂O₃) nebo Alumina, je chemická sloučenina s mnohostranným využitím - od kosmetiky přes keramiku po elektroniku. Oxid hlinitý se v přírodě běžně vyskytuje jako součást bauxitu - hlavní rudy pro výrobu hliníku. Jeho přítomnost v přírodě i široké použití ve formě mikronizovaného prášku dělají z této látky nepostradatelný pomocník jak v domácnosti, tak v moderním průmyslu.

Co je oxid hlinitý?

CI 77000, známý také jako oxid hlinitý nebo pod systematickým názvem oxid hlinitý (Al₂O₃), je anorganická sloučenina běžně využívaná v kosmetickém, farmaceutickém a technickém průmyslu. Oxid hlinitý má chemický vzorec Al₂O₃ a řadí se mezi amfoterní oxidy - může reagovat jak s kyselinami, tak se zásadami. Je to bílá, bezbarvá, krystalická látka bez zápachu.

Oxid hlinitý (Al2O3) je krystalická látka, obvykle bílé barvy, která vzniká při spalování hliníku nebo dehydratací hydroxidu hlinitého.

Fyzikální vlastnosti

Fyzikálně se vyznačuje vysokou teplotou tání (přes 2 000 °C), mechanickou tvrdostí (9 na Mohsově stupnici) a velmi nízkou rozpustností ve vodě.

Výskyt oxidu hlinitého v přírodě

Oxid hlinitý se v přírodě vyskytuje jako velmi tvrdý nerost korund. Korund je nejčastěji přirozeně se vyskytující krystalická forma oxidu hlinitého. Odrůdy korundu jsou smirek a drahé kameny - modrý safír a červený rubín.

Čtěte také: Cíle ČR 2050

• Korund je chemicky oxid hlinitý (Al2O3), který krystaluje v klencové soustavě.
• Tvrdost korundu na Mohsově stupnici dosahuje číslo 9.
• Hustotu má v rozmezí mezi 3,9 g/cm3 a 4,1 g/cm3.

Obecný korund jest méně průhledný až neprůhledný, mívá barvu šedou, modrošedou až černavou. Je velmi důležitým nerostem pro použití v praxi, zejména vzhledem ke své vysoké tvrdosti (tvrdší je pouze diamant).

Mnohem méně běžné rubíny a safíry jsou drahokamy - kvalitní formy korundu, které vděčí za své charakteristické barvy na stopy nečistoty ve struktuře korundu. Rubíny jsou v jejich charakteristické sytě červené barvě a jejich laserové kvality se využívají v technice (první laser vyrobený v roce 1960 používal rubín, používají se však i jiné materiály).

Safíry se vyskytují v různých barvách, způsobenou nečistotami, jako je železo a titan. Krystaly korundu byly nalezeny snad ve všech barvách. Zbarvení jednotlivých drahokamových odrůd je způsobeno stopami oxidů kovů. U rubínu je to chromem, u safíru železem a titanem. Žluté zabarvení má na svědomí nikl.

Surovinou pro výrobu oxidu hlinitého je bauxit. Z něj vyrobený oxid hlinitý je bílá prášková látka.

Korund se objevuje v různých typech hornin - od vyvřelin, jako jsou syenity, přes kontaktně metamorfované horniny až po krystalické vápence a pegmatity. V České republice se korund nachází v sodno-draselných pegmatitech, například v Pokojovicích u Třebíče, Drahoníně nebo v Kloubu u Protivína. Dále byl objeven v oblasti Čejova a Humpolce, Mysliboře u Telče či Dolních Borech. Na žulových kontaktech se vyskytuje u Chlumu u Milevska, zatímco v náplavech pyropových štěrků byl nalezen u Měrunic a na Jizerské louce.

Čtěte také: Více o CO2 v atmosféře

Nejvýznamnější historická ložiska safírů, jedné z barevných variant korundu, se nacházejí na Srí Lance, zejména v oblasti Ratnapura. Odtud pochází i 19 safírů, které zdobí Svatováclavskou korunu.

Těžba bauxitu ve světě

Světová těžba bauxitu dosáhla v roce 2012 hodnoty 263 Mt, nejvíce bauxitu vytěžila Austrálie (73 Mt), Čína (48 Mt), Brazílie (34 Mt) a Indonesie (30 Mt). Z evropských zemí nejvíce bauxitu produkuje Řecko - 2 Mt.

Zásoby bauxitu

Ověřené těžitelné zásoby bauxitu jsou 28 Gt, největší zásoby má Guinea (7,4 Gt), Austrálie (6 Gt), Brazílie (2,6 Gt), Vietnam (2,1 Gt) a Jamajka (2 Gt).

Výroba oxidu hlinitého

Během průmyslového zpracování se z bauxitu získává chemickým procesem známým jako Bayerova metoda, při níž se bauxit rozpustí ve vodném roztoku hydroxidu sodného.

Čistý oxid hlinitý pro elektrolýzu se připravuje různými metodami, které se volí podle křemíkového modulu bauxitu. Křemíkový modul bauxitu je poměr hmotnosti oxidu hlinitého k hmotnosti oxidu křemičitého.

Čtěte také: Růženín: Vlastnosti a využití

• Kvalitní bauxity dosahují hodnoty křemíkového modulu vyšší než 10.
• Bauxit s hodnotou křemíkového modulu nižší než 3 není pro výrobu oxidu hlinitého vhodný.

Pro bauxity s hodnotou 3-10 se používá alkalická spékací metoda, která spočívá ve vypalování bauxitu, vápence a sody v rotační peci. Pro bauxity s křemíkovým modulem vyšším než 10 se používá mokrý, Bayerův způsob přípravy oxidu hlinitého, který spočívá v rozkladu mletého, žíhaného bauxitu hydroxidem sodným za zvýšeného tlaku a teploty v autoklávech různé konstrukce.

Méně používaný je kyselý způsob přípravy oxidu hlinitého, při kterém se na rudu působí roztokem minerálních kyselin. Hliník přechází do roztoku jako hlinitá sůl příslušné kyseliny.

Kromě elektrolytického způsobu je také možná karbotermická výroba hliníku z oxidu hlinitého. Karbotermická redukce se provádí koksem v šachtové nebo elektrické obloukové peci za teplot přes 2000°C.

Využití oxidu hlinitého

V kosmetice je oblíbený pro svůj optický rozptyl světla, který pomáhá skrývat jemné linky a nedokonalosti pleti. Zároveň působí jako zahušťovadlo nebo nosná látka pro aktivní složky. Možná vás překvapí, že se s oxidem hlinitým (CI 77000) setkáváte denně - je součástí keramických dřezů, uměleckých glazur, zubních past nebo dokonce jako součást LED diod jako substrát.

Alumina hrála také významnou roli v rozvoji materiálového inženýrství - její tvrdost a teplotní odolnost z ní činí preferovaný materiál pro výrobu technické keramiky, využívané např. v elektronice.

Nejvýznamnější uplatnění nalézá alumina v chemickém průmyslu jako inertní nosič katalyzátorů v organické i anorganické syntéze. Příkladem mohou být hydrogenační katalyzátory na bázi elementární platiny, pracující za teplot přes 300 °C a tlaků desítek atmosfér. Speciálně upravená alumina nanesená v tenké vrstvě na inertním nosiči slouží pro separaci organických sloučenin chromatografií na tenké vrstvě.

Oxid hlinitý a bezpečnost

CI 77000 je považován za bezpečný pro použití v kosmetických a farmaceutických přípravcích. Látka není klasifikována jako nebezpečná pro lidské zdraví ani pro životní prostředí. Přestože se o hliníkových sloučeninách vede diskuse v souvislosti s bioakumulací nebo možným rizikem pro nervový systém při dlouhodobé expozici, Alumina jako taková se neabsorbuje přes pokožku ve významné míře.

tags: #oxid #hlinitý #výskyt #v #přírodě

Oblíbené příspěvky:

• Emise dluhopisů: Průvodce pro investory
• Emise Dluhopisů
• Vliv interiéru na zdraví
• Klimatická opatření v zemědělství
• Budoucnost energetiky v ČR