Vynález sa týka chemického priemyslu, najmä zariadenia na výrobu hydroxidu hlinitého a vodíka. Zariadenie obsahuje zariadenie na zmiešanie jemne rozptýleného prášku hliníka a vody, reaktor na chemickú interakciu vody s hliníkom, sprevádzaný vývojom plynnej zmesi obsahujúcej vodík a tvorbu oxidačných produktov hliníka, ako aj zariadenie na odstraňovanie plynnej zmesi obsahujúcej vodík a oxidačných produktov hliníka. Reaktor na chemickú interakciu vody s hliníkom je vybavený miešacím zariadením a ultrazvukovým zariadením na ožarovanie suspenzie umiestneným vo vnútri reaktora. Vynález zlepšuje produktivitu procesu. 1 chorý.

Údaje k patentu Ruskej federácie 2350563

[0001] Vynález sa týka chemického priemyslu, najmä zariadenia na výrobu vodíka a hydroxidu hlinitého v slabom roztoku zásady z kovu hliníka oxidáciou v ultrazvukovom poli.

Hydroxidy hliníka sa používajú v rôznych priemyselných odvetviach ako adsorbenty, katalyzátory atď. Hydroxidy hliníka vysokej čistoty sa používajú v elektronickom a optickom priemysle vo forme jemného prášku - najmä ako abrazívne prášky, pre pevné disky alebo magnetické hlavy, ako aj na získavanie surovín na tvrdenie keramiky, syntetických rubínov a zafírov pre optický a elektronický priemysel, na zvýšenie pevnostných charakteristík betónu v kritickej stavbe.

Vynález sa týka najmä spôsobu výroby hydroxidov hlinitého formy bôhitu. Táto metóda umožňuje získať vodík, ktorý sa môže použiť na chemickú výrobu, metalurgiu, autonómne zásobovanie energiou na základe vodíka.

Hlavnou metódou priemyselnej výroby hydroxidov hliníka je Bayerov proces a ich následné sušenie a kalcinácia vedie k produkcii oxidov hliníka (Chemical Encyclopedia, ed. "Sovietska encyklopédia", M., 1988, v.1, s.213-214).

Bežné spôsoby výroby hydroxidov hlinitých však neposkytujú vysokú čistotu produktu.

Známy spôsob výroby hydroxidov hliníka vo forme jemného prášku, ktorý spočíva v zmiešaní zlúčeniny hliníka, prekurzora hliníka a aspoň jednej zo zlúčenín použitých ako očkovací materiál pre kryštály hydroxidu hlinitého, po ktorej nasleduje kalcinácia v atmosfére obsahujúcej chlorovodík (EP č. 1262457, C01F 7/02, zverejnenie 04.12.2002).

Tento spôsob však neposkytuje materiál požadovanej čistoty a požadovanej štruktúry. Okrem toho spôsob výroby hydroxidov vo forme gélov je nepohodlný v tom, že jeho izolácia je ťažko filtrovateľná a okrem toho sú na získanie jemných práškov potrebné kroky mletia alebo extrúzie.

Zdá sa, že je vhodnejšie získať hydroxidy hlinité interakciou kovového hliníka s vodou, avšak v dôsledku tvorby oxidového filmu na povrchu hliníka jeho aktivita rýchlo klesá. Aby sa tomuto javu zabránilo, používajú sa rôzne prísady.

Sú teda známe spôsoby výroby vodíka, ktoré spočívajú v interakcii kovov, vrátane hliníka, s vodou (US č. 3348919, 423-657, publikácia 10.24.1967, US 3985866, 423-657, publikácia 12.10.1976). Pri týchto metódach sa však okrem hliníka používajú aj iné kovy - alkalické kovy, kovy alkalických zemín alebo zliatiny (EP č. 248960, 3/086, publikácia 16.12.1987).

Pri iných metódach (US č. 2958582, 423-627, zverejnenie 01.10.1958, US č. 2958583, 423-627, zverejnenie 01.10.1958) je potrebné použiť ďalšie látky, ktoré uľahčujú interakciu reagencií, napríklad katalytické množstvá. organické amíny. Zavedenie týchto látok znemožňuje získať čistý hydroxid hlinitý. Proces interakcie hliníka alebo jeho zlúčenín a vodíka sa uskutočňuje v zariadení, ktoré obsahuje reaktor s miešadlom, kde sa zavádzajú východiskové činidlá. Zariadenie obsahuje výmenník tepla, separátor a filter na oddelenie výslednej suspenzie hydroxidov hlinitého vodou.

Známy (US 2758011, 423-627, publikácia 07.08.1956), spôsob výroby oxidu hlinitého vo forme bôhitu (-AlOOH), ktorý spočíva v interakcii uskutočňovanej v autokláve, ktorý nanáša vodu a hliník vo forme jemných častíc. Zmes sa potom zahreje na teplotu 250 až 374 ° C (482 až 705 ° F) a potom sa začne miešanie pri rovnakej teplote pod tlakom dostatočným na udržanie vody v kvapalnej fáze. Proces sa uskutočňuje po dobu dostatočnú na interakciu všetkého hliníka, v uvedených príkladoch je tento čas asi 4 hodiny. Po reakcii všetkého hliníka sa miešanie zastaví, autokláv s reakčnou zmesou sa ochladí a výsledný hydroxid hlinitý sa oddelí. Zariadenie na uskutočnenie spôsobu zahrnuje reaktor s miešadlom, otvory na zavádzanie vody a práškového hliníka, nádržku, kondenzátor na príjem pary a plynu. Uskutočnenie takejto metódy v priemyselnom meradle nie je technologicky pokročilé z dôvodu jej periodického režimu; metóda neumožňuje meniť tvar výsledného produktu je hydroxid hlinitý.

Známy spôsob výroby vodíka, ktorý spočíva v tom, že látky obsahujúce kovy interagujú s vodou. Látky obsahujúce kovy sa pred plnením do reaktora potiahnu vodou rozpustným polymérnym filmom. Interakcia sa uskutočňuje vo vodnom médiu, ktorého parametre zodpovedajú parametrom jej nadkritického stavu, čo umožňuje uskutočňovať proces spaľovania látok obsahujúcich kovy po vrstvách s vývojom vodíka (RU č. 2165388, 3/10, publikácia 04.07.2000).

Práškový hliník sa môže použiť ako látky obsahujúce kovy a ako roztok vo vode rozpustného polyméru sa môže použiť roztok polyetylénoxidu v dioxáne alebo metylalkohole. Tlak nadkritického stavu vodného prostredia je vyšší ako 22,12 MPa a teplota je vyššia ako 647,3 K (374 ° C). Tento spôsob umožňuje získať vodíkovú zmes kompozície: 96,1 obj.% Vodíka, 3,9 obj.% Oxidu uhoľnatého; a vykonať regeneráciu suroviny. Forma výsledného procesu hydroxidu hlinitého však nie je bôhmit.

Známy je zlepšený spôsob výroby vysoko čistého hydroxidu hlinitého vo forme hydrargilitu, ktorý zahrnuje kroky: (a) zavedenie pevného, \u200b\u200bnepráškovaného hliníka, výhodne vo forme ingotov, do horúcej vody pri asi 70 ° C, aby sa získala reakčná zmes; (b) miešanie tejto zmesi počas približne 20 minút; (c) zavedenie alkalickej tuhej látky, výhodne hydroxidu sodného, \u200b\u200bdo zmesi a zahrievanie na teplotu varu; (d) zníženie teploty na 75 až 80 ° C a miešanie počas 60 minút; (e) zníženie teploty na teplotu miestnosti; a (f) filtrovanie zmesi, čo vedie k vysoko čistému hydroxidu hlinitému. Táto metóda používa ďalšiu látku - hydroxid sodný, ktorý prispieva k tvorbe nečistôt (US č. 5435986, C01F 7/02, publikácia 25.07.1995).

Známy spôsob výroby hydroxidov alebo oxidov hliníka a vodíka z hliníka a destilovanej vody, vyznačujúci sa tým, že z jemne rozptýleného hliníka s veľkosťou častíc najviac 20 μm sa pripraví suspenzia práškového hliníka vo vode v pomere Al: H20 \u003d 1: 4 až 16% hm. , ktorý sa nepretržite dodáva do vysokotlakového reaktora, kde sa suspenzia práškového hliníka rozprašuje s priemerom kvapiek najviac 100 μm do vody pri teplote 220 až 900 ° C a tlaku 20 až 40 MPa, s pomerom suspenzie k vode 1: 50 až 100%. hodiny po výstupe z maxima Pri tlaku sa plyn privádza do kondenzátora a vodík sa z neho odstráni a hydroxid hlinitý alebo oxid hlinitý sa prenesie do suspenznej vane. V tomto prípade sa hydroxid hlinitý formy bôhmitu získa pri teplote 250 až 350 ° C, tlaku 32 až 35 MPa s pomerom Al: H20 \u003d 1: 8 až 12 hmotnostných dielov. (RU č. 2223221, C01F 7/42, ВВ 3/10, publikácia 02/10/2004).

Z toho istého zdroja je známe zariadenie na implementáciu spôsobu vrátane miešača, reaktora, sedimentačnej nádrže na suspenziu, kondenzátora. V tomto prípade je reaktorom zariadenie pracujúce pod vysoký tlakvybavené dýzou na rozprašovanie suspenzie práškového hliníka vo vode na priemer kvapôčky nie viac ako 100 mikrónov. Na uskutočnenie tohto spôsobu sa najprv pripraví suspenzia práškového hliníka (veľkosť častíc do 20 mikrónov, výhodne do 5 mikrónov) vo vode v pomere Al: H20 \u003d 1: 4 až 16 hmot. H. Táto disperzia sa privádza do reaktora, kde sa rozprašuje vo vode pod tlakom 20 až 40 MPa pri teplote 220 až 900 ° C. Je potrebné zaistiť jemné rozprašovanie suspenzie - veľkosť kvapiek by nemala byť väčšia ako 100 mikrónov, zatiaľ čo pomer suspenzie k vode je 1: 50 až 100 hmotnostných dielov s nepretržitým odstraňovaním vodíka a hydroxidu hlinitého.

Toto známe rozhodnutie bolo urobené ako prototyp.

Z analýzy domácich a zahraničných publikácií vyplýva, že v súčasnosti známe metódy nezabezpečujú úplnosť oxidácie hliníka vodou a sú neúčinné. Okrem toho tieto metódy používajú prevažne drahé ultrajemné prášky hliníka a aktivované zliatiny hliníka. Použitie tohto na výrobu vodíka je nekompromisné, pretože ide o energeticky náročné a neefektívne metódy.

Cieľom tohto vynálezu je vyriešiť technický problém vytvorenia zariadenia na kontinuálny proces, ktorý umožňuje simultánne získavanie hydroxidov vodíka a hydroxidu hlinitého s vysokou čistotou konečného produktu s najnižšou možnou spotrebou energie.

Technickým výsledkom dosiahnutým v tomto prípade je zvýšenie prevádzkovej efektívnosti a produktivity zabezpečením výroby čistých produktov oxidácie vodíka a hliníka pri súčasnom zachovaní bezpečného teplotného režimu procesnej zmesi a eliminácii tvorby výbušnej zmesi vodíka s kyslíkom.

Špecifikovaný technický výsledok sa dosiahne skutočnosťou, že v zariadení na výrobu hydroxidu hlinitého a vodíka, vrátane zariadenia na miešanie jemne rozptýleného hliníka a vody, reaktora na chemickú interakciu vody s hliníkom, sprevádzaného uvoľňovaním plynnej zmesi obsahujúcej vodík a tvorbou produktov oxidácie hliníka, ako aj zariadenia na odstraňovanie vodíka obsahujúceho plynnej zmesi a produktov oxidácie hliníka, reaktor na chemickú interakciu vody s hliníkom je vybavený miešacím zariadením ma zariadenie na ultrazvukové ožarovanie suspenzie umiestnenej vo vnútri reaktora.

Tieto vlastnosti sú významné a vzájomne súvisia s vytvorením stabilnej sady základných znakov dostatočných na dosiahnutie špecifikovaného technického výsledku.

Tento vynález je ilustrovaný konkrétnym príkladom, ktorý však nie je jediný možný, ale jasne demonštruje možnosť dosiahnuť vyššie uvedenú množinu znakov požadovaného technického výsledku.

Na výkrese je vývojový diagram výroby hydroxidu hlinitého a vodíka.

V rámci predloženého vynálezu je na výkrese znázornený vývojový diagram výroby hydroxidu hlinitého v reaktore pomocou ultrazvukovej aktivácie prášku kovového hliníka v slabom alkalickom roztoku v kontinuálnom režime pre kontinuálny spôsob výroby vodíka a nanodispergovaného hydroxidu hlinitého v reaktore pomocou ultrazvukovej aktivácie prášku kovového hliníka v slabom alkalickom roztoku.

Zariadenie na výrobu hydroxidu hlinitého a vodíka obsahuje zariadenie na miešanie jemne rozomletého prášku hliníka a vody vo vopred stanovenom pomere, z ktorého sa táto zmes privádza do reaktora na chemickú interakciu vody s hliníkom, sprevádzanú vývojom vodíka a tvorbou oxidačných produktov hliníka. Je vyrobený reaktor na chemickú interakciu vody s hliníkom nízky tlak  s funkciou miešania rotácie suspenzie vo vnútri reaktora a je vybavené ultrazvukovým zariadením na ožarovanie suspenzie vo vnútri reaktora za miešania rotácie. Zariadenia na odstraňovanie plynnej zmesi obsahujúcej vodík a produktov oxidácie hliníka tvoria dopravné toky hotových výrobkov získaných v reaktore.

Zariadenie na výrobu hydroxidu hlinitého a vodíka zahrnuje plošinovú váhu 1, reaktor 2 s rozpúšťadlom, reaktor 3, kondenzátor 4, sušiacu kolónu 5, čistič 6, filter 7 (alebo odstredivku), elektrickú pec 8 (sušičku) a guľový mlyn 9, výmenník tepla 10. Reaktor 3 je vybavený tlakovým senzorom, senzorom teploty roztoku v reaktore, kovovým senzorom v roztoku v reaktore a zmiešavacím zariadením.

Roztok elektrolytu danej koncentrácie sa pripraví v rozpúšťadlovom reaktore 2 rozpustením množstva tuhej alkálie meranej váhami platforiem 1 v deionizovanej vode. Pripravený roztok sa privádza do reaktora súčasne, do reaktora sa dávkovacím čerpadlom privádza vodno-hliníková suspenzia, ktorej zmes sa podrobí ultrazvukovému ožarovaniu, aby sa film oxidu z povrchu hliníkových častíc rozrušil a oxidácia sa začala v reaktore 3 za miešania a teplota elektrolytu vo vnútri tohto reaktora bola 65 až 70 °. S. Produkt vznikajúci chemickými reakciami, nanodispergovaný hydroxid hlinitý, sa premyje z elektrolytu na filtri 7. Prvý filtrát sa vracia do reaktora s rozpúšťadlom 2, aby sa pripravila nová časť roztoku elektrolytu. Aby sa znížilo zaťaženie filtra, ľahko sa zrážajú sedimenty od supernatantu v číriacom a čistiacom prostriedku 6. Supernatant sa používa na prípravu roztoku elektrolytu v reaktore 2. Namiesto filtra 7 je niekedy vhodné použiť odstredivku. Nevyhnutné sušenie a kalcinácia produktu sa uskutočňuje v elektrickej peci 8. Ak v dôsledku tepelného spracovania produkt stráca svoju tekutosť, melie sa v guľovom mlyne 9. Prístroje 7, 8 a 9 možno nahradiť rozprašovacou sušičkou.

Vyvinutý vodík prechádza cez kondenzátor 4, aby sa odstránila vodná para, sušiaca kolóna 5 a posiela sa do kolektora. Kondenzát pary sa vracia do reaktora. 3. Na ohrev vody pridanej do reaktora je v okruhu upravený výmenník tepla 10.

Pri organizovaní nepretržitej výroby hydroxidu hlinitého musí byť do plášťa reaktora s rozpúšťadlom privádzaná voda, aby sa elektrolyt zahrial na požadovanú teplotu. Na to sa využíva teplo použité v plášti reaktora 3.

Vyvinutý hardvérový a technologický systém na výrobu hydroxidu hlinitého sa dá ľahko namontovať na základe existujúcich elektrochemických zariadení. Technológia na výrobu vodíka a hydroxidov hliníka je taká, že z jemne rozptýleného hliníka s veľkosťou častíc najviac 20 mikrónov sa pripraví suspenzia práškového hliníka vo vode, ktorá sa nepretržite dodáva do reaktora ultrazvukovou ožarovacou jednotkou. Z hornej časti reaktora sa výsledná zmes para-vodík privádza do kondenzátora, v ktorom sa kondenzuje para a vodík sa privádza do nadbytku alebo spotrebiteľa cez sušiaci systém. Hydroxid hlinitý sa odstráni zo spodnej časti reaktora do číriaceho činidla. Technológia výroby vodíka a ultrajemného hydroxidu hlinitého je založená na chemickej reakcii predloženej podľa schémy.

Preferované ukazovatele.

1. Jednoduchosť, spoľahlivosť a kompaktnosť vykonávania v porovnaní s analógmi.

2. Nízka spotreba energie na 1 m 3 N a 2 kg VŽDY: ultrazvuk - 500 W · h, čerpadlo - 500 W · h.

Novosť tohto spôsobu spočíva v tom, že pri nepretržitom riadenom prívode vodnej suspenzie hliníkového prášku sa vykonáva jeho ultrazvuková aktivácia, pri ktorej dochádza k chemickej interakcii vody s hliníkom, ktorá je sprevádzaná vývojom vodíka a tvorbou oxidačných produktov hliníka (hydroxidy). Všeobecne platí, že použitie kombinácie ovplyvňujúcich faktorov v vyvinutom spôsobe zabezpečuje výrobu čistého vodíka, oxidačných produktov hliníka, udržiavanie bezpečnej teploty procesnej zmesi a eliminuje tvorbu výbušnej zmesi vodíka s kyslíkom.

Aktivácia hliníka sa uskutočňuje podľa technológie predbežného spracovania hliníkových práškov vyrobených v priemysle ultrazvukom.

Z výsledkov teoretických výpočtov a experimentálnych štúdií vyplýva, že pri spaľovaní 1 kg hliníka vo vodnom prostredí spolu s tepelnou energiou (17,1 MJ) sa uvoľňuje veľké množstvo vysoko čistého vodíka (1,165 nm 3) a vytvára sa viac ako 2 kg nanokryštalických hydroxidov hliníka, trh ktorého cena je 50 - 400 dolárov za kg.

To vám umožňuje použiť tento proces na výrobu vodíka v autonómnych, vysokovýkonných a energeticky účinných zariadeniach na výrobu plynu vrátane malých a autonómnych jednotiek na zváranie plynov.

Keď sa generovaný vodík spáli v tepelných a pohonných systémoch, energetický výkon (30,57 MJ / kg) prevyšuje náklady na regeneráciu počiatočného paliva z oxidu hlinitého (26,3 MJ / kg). Energia sa dodáva počas úplnej regenerácie východiskových zložiek (hliník a voda) bez emisie toxických zložiek do atmosféry.

Špecifické náklady na 1 MJ energie pri spaľovaní hliníka s jeho následnou regeneráciou elektrolýzou oxidu hlinitého sú podstatne nižšie v porovnaní so spaľovaním benzínov a vodnou elektrinou.

Energetická bilancia spaľovacích a regeneračných cyklov poskytuje zisk asi 16% energie v dôsledku dodatočného spaľovania uvoľneného vodíka do vody atmosférickým kyslíkom. Teda s úplnou regeneráciou východiskových činidiel (hliník a voda) je možné autonómne poskytovať tepelnú energiu za cenu 1 MJ - 0,0015 dolárov, čo je ekonomicky výhodnejšie než spaľovanie uhľovodíkových palív (0,007 dolárov).

Hliníkové energetické technológie sa môžu používať v rôznych energetických zariadeniach, ako aj na výrobu vodíka a vysoko čistého vysoko dispergovaného oxidu hlinitého, ktorého trhová hodnota na 1 kg je od 150 do 400 dolárov s nákladmi na zdrojový hliník 1,5 až 2 $ za 1 kg.

Predložený vynález teda umožňuje spoločnú výrobu hydroxidov hliníka danej štruktúry a vodíka pri uskutočňovaní spôsobu v kontinuálnom režime s predbežnou prípravou suspenzie práškového hliníka vo vode. Výsledný spôsob je charakterizovaný neodpadom, spracovateľnosťou a vysokou produktivitou, ako aj environmentálnou bezpečnosťou.

ZHRNUTIE VYNÁLEZU

Zariadenie na výrobu hydroxidu hlinitého a vodíka vrátane zariadenia na miešanie jemne rozptýleného prášku hliníka a vody, reaktora na chemickú interakciu vody s hliníkom, sprevádzané vývojom plynnej zmesi obsahujúcej vodík a tvorby oxidačných produktov hliníka, ako aj zariadenia na odstraňovanie plynnej zmesi obsahujúcej vodík a oxidačných produktov hliníka, charakterizované skutočnosť, že reaktor na chemickú interakciu vody s hliníkom je vybavený miešacím zariadením a ultrazvukovým zariadením žiarenie suspenzie umiestnenej vo vnútri reaktora.

ALUMINIUM

Hliník je prvok so sériovým číslom 13, relatívna atómová hmotnosť - 26,98154. Nachádza sa v III. Etape, III. Skupine, hlavnej podskupine. Elektronická konfigurácia: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 3d 0. Stabilný oxidačný stav hliníka je „+3“. Katión vytvorený v tomto prípade má obal vzácneho plynu, ktorý prispieva k jeho stabilite, ale pomer náboja k polomeru, to znamená koncentrácia náboja, je dostatočne vysoká, čo zvyšuje energiu katiónu. Táto vlastnosť vedie k skutočnosti, že hliník tvorí spolu s iónovými zlúčeninami množstvo kovalentných zlúčenín a jeho katión prechádza v roztoku významnou hydrolýzou.

Hliník môže vykazovať valenciu I iba pri teplotách nad 1500 ° C. Al2O a AlCl sú známe.

na fyzikálne vlastnosti  Hliník je typický kov s vysokou tepelnou a elektrickou vodivosťou, druhý za striebrom a meďou. Ionizačný potenciál hliníka nie je príliš vysoký, takže od neho možno očakávať veľkú chemickú aktivitu, ale je významne znížený v dôsledku skutočnosti, že kov je pasivovaný vo vzduchu v dôsledku vytvárania silného oxidového filmu na jeho povrchu. Ak je kov aktivovaný: a) mechanicky odstráňte film, b) amalgamát (reagujte s ortuťou), c) použite prášok, potom sa taký kov stáva tak reaktívnym, že dokonca interaguje s vlhkosťou a kyslíkom, pričom sa podľa postupu zrúti:

4 (Al, Hg) + 3O2 + 6H20 \u003d 4Al (OH) 3 + (Hg)

Interakcia s jednoduchými látkami.

1. Práškový hliník reaguje so silným zahrievaním   s kyslíkom.Tieto podmienky sú potrebné kvôli pasivácii a samotná reakcia tvorby oxidu hlinitého je vysoko exotermická - uvoľňuje sa 1676 kJ / mol tepla.

2. S chlórom a brómomreaguje v štandardných podmienkach, je dokonca schopný vznietiť sa vo svojom prostredí. Iba neodpovedá s fluoridom  pretože fluorid hlinitý, podobne ako oxid, tvorí ochranný film soli na povrchu kovu. S jódomreaguje pri zahrievaní a v prítomnosti vody ako katalyzátora.

3. Sivou farboureaguje počas fúzie, čím sa získa sulfid hlinitý Al2S3.

4. Fosfor C tiež reaguje pri zahrievaní za vzniku fosfidu: AlP.

5. Priamo s vodíkomhliník nereaguje.

6. S dusíkominteraguje pri 800 ° C, čím sa získa nitrid hliníka (AlN). Malo by sa povedať, že hliník horí na vzduchu pri približne takých teplotách, preto produktmi spaľovania (berúc do úvahy zloženie vzduchu) sú oxid aj nitrid.

7. S uhlíkom hliník interaguje pri ešte vyššej teplote: 2000 ° C. Karbid hliníka v zložení Al4C3 patrí k metanidom, neobsahuje väzby C - C a metán sa uvoľňuje počas hydrolýzy: Al4C3 + 12H20 \u003d 4Al (OH) ) 3 + 3CH4

Interakcia s komplexnými látkami

1. S vodouaktivovaný (bez ochranného filmu) hliník aktívne reaguje s vývojom vodíka: 2Al (akt.) + 6H20 \u003d 2Al (OH) 3 + 3H2 Hydroxid hlinitý sa získa vo forme bieleho sypkého prášku, neprítomnosť filmu nezasahuje do ukončenia reakcie.

2. Reakcia s kyselinami:a) Hliník aktívne interaguje s neoxidujúcimi kyselinami podľa rovnice: 2Al + 6H30 + + 6H20 \u003d 2++ + 3H2,

b) Pri oxidujúcich kyselinách dochádza k interakcii s nasledujúcimi vlastnosťami. Koncentrovaná kyselina dusičná a kyselina sírová, ako aj veľmi zriedený pasivát hliníka v kyseline dusičnej (rýchla oxidácia povrchu vedie k tvorbe oxidového filmu) v chlade. Po zahriatí sa film rozbije a reakcia prechádza, ale iba koncentrované kyseliny sa pri zahrievaní izolujú iba produkty ich minimálnej redukcie: 2Al + 6H2S04 (konc.) \u003d Al2 (S04) 3 + 3SO2 6H20 O Al + 6HN03 ( konc) \u003d AI (N03) 3 + 3NO 2 + 3 H20 Pomocou mierne zriedenej kyseliny dusičnej je možné v závislosti od reakčných podmienok získať NO, N20, N2, NH4 +.

3, Interakcia s alkáliami.Hliník je amfotérny prvok (v chemických vlastnostiach), pretože má dostatočne veľkú elektronegativitu pre kovy - 1.61. Preto je celkom ľahko rozpustný v alkalických roztokoch s tvorbou hydroxokomplexov a vodíka. Zloženie hydroxokomplexu závisí od pomeru činidiel: 2Al + 2NaOH + 6H20 \u003d 2Na + 3H2 2Al + 6NaOH + 6H20 \u003d 2Na3 + 3H2. Pomer hliníka a vodíka je určený elektronickou rovnováhou redoxnej reakcie medzi nimi a pomerom reagentov nezávislý.

4. Nízky ionizačný potenciál a vysoká afinita pre kyslík (vysoká stabilita oxidu) vedú k skutočnosti, že hliník aktívne interaguje s oxidy mnohých kovovich obnovenie. Reakcie sa uskutočňujú počas počiatočného zahrievania s ďalším vývojom tepla, takže teplota stúpa na 1 200 - 3 000 ° C. Zmes 75% hliníkového prášku a 25% (hmotnostných) Fe304 sa nazýva „termit“. Doteraz sa spaľovacia reakcia tejto zmesi používala na zváranie koľajníc. Redukcia kovov z oxidov pomocou hliníka sa nazýva aluminotermia a používa sa v priemysle ako spôsob výroby kovov, ako sú mangán, chróm, vanád, volfrám a ferozliatiny.

5. So soľnými roztokmihliník interaguje dvoma rôznymi spôsobmi. 1. Ak má soľný roztok v dôsledku hydrolýzy kyslé alebo zásadité prostredie, uvoľňuje sa vodík (pri kyslých roztokoch prebieha reakcia iba pri významnom zahrievaní, pretože ochranný oxidový film sa rozpúšťa lepšie v zásaditom prostredí ako v kyselinách). 2Al + 6KHS04 + (H20) \u003d Al2 (S04) 3 + 3K2S04 + 3H202Al + 2K2C03 + 8H20 \u003d 2K + 2KHCO3 + 3H2. 2. Hliník môže vytlačiť kovy zo zloženia solí, ktoré sú napravo od vedenia napätia, ako je napr bude skutočne oxidovaný katiónmi týchto kovov. Kvôli oxidovému filmu táto reakcia nie vždy nastane. Napríklad chloridové anióny sú schopné rozbiť film a reakcia 2Al + 3FeCl2 \u003d 2AlCl3 + 3Fe prechádza a podobná reakcia so síranmi pri izbovej teplote nebude fungovať. Pri aktivovanom hliníku bude fungovať každá interakcia, ktorá nie je v rozpore so všeobecným pravidlom.

Hliníkové zlúčeniny.

1. Oxid (AI203). Známy vo forme niekoľkých modifikácií, z ktorých väčšina je veľmi trvanlivá a chemicky inertná. Modifikácia a-Al203 sa prirodzene vyskytuje vo forme minerálu korundu. V kryštálovej mriežke tejto zlúčeniny sú niekedy katióny hliníka čiastočne nahradené katiónmi iných kovov, ktoré dodávajú minerálu farbu. Prímes Cr (III) dáva červenú farbu, taký korund je už rubínovým drahokamom. Prímes Ti (III) a Fe (III) poskytuje modrý zafír. Amorfná modifikácia je chemicky aktívna. Oxid hlinitý je typický amfotérny oxid, ktorý reaguje s kyselinami aj s oxidmi kyselín a s alkáliami a zásaditými oxidmi, pričom zásady sú výhodné. Reakčné produkty v roztoku a v tuhej fáze sa počas fúzie líšia: Na20 + AI203 \u003d 2NaAl02 (fúzia) - metaaluminát sodný, 6NaOH + AI203 \u003d 2Na3Al03 + 3H20 (fúzia) - ortoaluminát. sodík, Al203 + 3Cr03 \u003d Al2 (Cr04) 3 (fúzia) - chroman hlinitý. Okrem oxidov a tuhých alkálií hliník počas legovania reaguje so soľami tvorenými prchavými oxidmi kyselín a vytesňuje ich zo zloženia solí: K2CO3 + Al203 \u003d 2KA102 + CO2 Reakcie v roztoku: Al203 + 6HCl \u003d 2 3+ + 6Cl 1- + 3H20 Al203 +2 NaOH + 3H20 \u003d 2 Na-tetrahydroxoaluminát sodný. Tetrahydroxoaluminátový anión je vlastne 1- tetrahydroxodiaquaanion, pretože uprednostňuje sa koordinačné číslo 6 pre hliník. S nadbytkom zásady sa vytvorí hexahydroxoaluminát: AI203 + 6NaOH + 3H20 \u003d 2Na3. Okrem kyselín a zásad je možné očakávať reakcie s kyslými soľami: 6KHS04 + AI203 \u003d 3K2S04 + AI2 (S04) 3 + 3H20.

3. Hydroxidy hliníka, Sú známe dva hydroxidy hlinité - metahydroxid –AlO (OH) a ortohydroxid –Al (OH) 3. Obidve sa nerozpúšťajú vo vode, ale sú tiež amfotérne, preto sa rozpúšťajú v roztokoch kyselín a zásad, ako aj solí, ktoré majú kyslé alebo zásadité prostredie v dôsledku hydrolýzy. Pri fúzii hydroxidy reagujú podobne ako oxid. Ako všetky nerozpustné bázy sa hydroxidy hlinité zahrievajú pri zahrievaní: 2Al (OH) 3 \u003d AI203 + 3H20. Keď sú hydroxidy hlinité rozpustené v alkalických roztokoch, nerozpúšťajú sa vo vodnom amoniaku, takže sa môžu zrážať amoniakom z rozpustnej soli: Al (NO) 3) 3 + 3NH3 + 2H20 \u003d AlO (OH) ↓ + 3NH4N03, táto reakcia produkuje presne metahydroxid. Je ťažké vyzrážať hydroxid alkalickou látkou, napr výsledná zrazenina sa ľahko rozpustí a celková reakcia má formu: AlCl3 + 4 NaOH \u003d Na + 3NaCl

4. Soli hliníka. Takmer všetky soli hliníka sú vysoko rozpustné vo vode. Nerozpustný fosforečnan AlP04 a fluorid AlF3. pretože katión hliníka má vysokú koncentráciu náboja, jeho aquakomplex nadobúda vlastnosti kyseliny katiónovej: 3+ + H20 \u003d H30 + + 2+, t.j. soli hliníka podliehajú silnej hydrolýze katiónov. V prípade solí slabých kyselín sa v dôsledku vzájomného zvýšenia hydrolýzy katiónom a aniónom stane hydrolýza nezvratná. Roztok sa úplne rozloží vodou alebo ho nemožno získať výmennou reakciou uhličitanu, siričitanu, sulfidu a kremičitanu hlinitého: Al2S3 + 6H20 \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3H2S2Al (NO3) 3 + 3K2 CO3 + 3H20 \u003d 2Al (OH) 3 ↓ + 3CO2 + 6KNO3. Pri niektorých soliach sa hydrolýza pri zahrievaní nevratná. Vlhký octan hlinitý sa pri zahrievaní rozkladá podľa rovnice: 2Al (OOCCH3) 3 + 3H20 \u003d AI203 + 6CH3 COOH V prípade halogenidov hliníka sa rozklad soli uľahčí znížením rozpustnosti plynných halogenidov halogénu pri zahrievaní: AlCl3 + 3H20 \u003d AI (OH) 3 ↓ + 3HCl. Z halogenidov hliníka je iontová zlúčenina iba fluorid, zvyšok halogenidov sú kovalentné zlúčeniny, ich teploty topenia sú výrazne nižšie ako teploty topenia fluoridu, chlorid hlinitý môže sublimovať. Pri veľmi vysokých teplotách sú jednotlivé molekuly halogenidu hlinitého s plochou trojuholníkovou štruktúrou umiestnené v pároch kvôli hybridizácii sp2 atómových orbitálov centrálneho atómu. Hlavným stavom týchto zlúčenín vo výparoch a niektorých organických rozpúšťadlách sú diméry, napríklad AI2C1 6. Halogenidy hliníka sú silné Lewisove kyseliny, ako sú napr mať neobsadený atómový orbitál. Rozpúšťanie vo vode sa preto vyskytuje pri uvoľňovaní veľkého množstva tepla. Zaujímavou triedou zlúčenín hliníka (ako aj iných trojmocných kovov) sú kamenec - 12-vodné dvojité sírany M I M III (S04) 2, ktoré po rozpustení, ako všetky dvojité soli, poskytujú zmes zodpovedajúcich katiónov a aniónov.

5. Komplexné zlúčeniny.Zvážte hydroxidy hliníka. Sú to soli, v ktorých komplexná častica je anión. Všetky soli sú rozpustné. Zničené interakciou s kyselinami. V tomto prípade silné kyseliny rozpustia výsledný ortohydroxid a vyzrážajú ho slabé alebo zodpovedajúce kyslé oxidy (H2S, CO2, S02): K + 4HCl \u003d KCl + AlCl3 + 4H2 OK + CO2 \u003d Al (OH) 3 ↓ + KHCO 3

Pri kalcinácii sa hydroxyalumináty menia na orto - alebo metaalumináty, ktoré strácajú vodu.

železo

Prvok so sériovým číslom 26, s relatívnou atómovou hmotnosťou 55 847. Patrí do skupiny 3d prvkov, má elektronickú konfiguráciu: 3d 6 4s 2 a v periodickom systéme je v perióde IV, skupina VIII, vedľajšia podskupina. V zlúčeninách železo vykazuje prevažne oxidačné stavy +2 a +3. Ión Fe 3+ má polovicu naplnenú d-elektrónovú škrupinu, 3d 5, čo jej dodáva ďalšiu stabilitu. Oxidačné stavy +4, +6, +8 sa dosahujú oveľa ťažšie.

Železo je svojimi fyzikálnymi vlastnosťami strieborno-biely, lesklý, relatívne mäkký, kujný, ľahko magnetizovaný a demagnetizovaný kov. Bod topenia 1539 о С. Má niekoľko alotrópnych modifikácií, ktoré sa líšia typom kryštalickej mriežky.

  Vlastnosti jednoduchej látky.

1. Pri spaľovaní na vzduchu vytvára zmiešaný oxid Fe 3 O 4 a pri interakcii s čistým kyslíkom - Fe 2 O 3. Práškové železo je samozápalné - samovznietivé vo vzduchu.

2. Fluór, chlór a bróm ľahko reagujú so železom a oxidujú ho na Fe 3+. FeJ2 sa tvorí s jódom, pretože katión trojmocného železa oxiduje jodidový anión, a preto zlúčenina FeJ3 neexistuje.

3. Z podobného dôvodu neexistuje zlúčenina Fe2S3 a interakcia železa a síry v bode topenia síry vedie k zlúčenine FeS. S prebytkom síry sa získa disulfid pyrito - železo (Fe) 2. Vytvoria sa tiež nestechiometrické zlúčeniny.

4. Železo reaguje s inými nekovmi pri silnom zahrievaní, pričom vytvára pevné roztoky alebo zlúčeniny podobné kovom. Reakcia prebiehajúca pri 500 ° C môže byť uskutočnená: 3Fe + C \u003d Fe3C. Táto zlúčenina železa a uhlíka sa nazýva cementit.

5. Pri mnohých kovoch formy železa tvoria zliatiny.

6. Vo vzduchu pri izbovej teplote je železo potiahnuté vrstvou oxidu, a preto neinteraguje s vodou. Interakcia s prehriatu parou poskytuje nasledujúce produkty: 3Fe + 4H20 (para) \u003d Fe304 + 4H2. V prítomnosti kyslíka železo dokonca interaguje s vlhkosťou vzduchu: 4Fe + 3O2 + 6H20 \u003d 4Fe (OH) 3. Uvedená rovnica odráža proces hrdzavenia, ktorý je vystavený až 10% kovových výrobkov ročne.

7. Pretože železo je v sérii stresov až po vodík, ľahko reaguje s neoxidujúcimi kyselinami, ale iba oxiduje na Fe 2+.

8. Koncentrovaná kyselina dusičná a kyselina sírová pasivujú železo, ale pri zahrievaní dôjde k reakcii. Zriedená kyselina dusičná tiež reaguje pri teplote miestnosti. So všetkými oxidujúcimi kyselinami železo poskytuje soli železa (III) (podľa niektorých správ je možné so zriedenou kyselinou dusičnou vytvoriť dusičnan železitý) a redukuje HNO 3 (rozklad) na NO, N20, N2, NH4. + v závislosti od podmienok a HNO 3 (konc.) - na NO 2 z dôvodu zahrievania, ktoré je nevyhnutné pre pokračovanie reakcie.

9. Železo je schopné pri zahrievaní reagovať s koncentrovanými (50%) zásadami: Fe + 2KOH + 2H20 \u003d K2 + H2

10. Reakciou s roztokmi solí menej aktívnych kovov železo tieto kovy vytláča zo soli a premení sa na dvojmocný katión: CuCl2 + Fe \u003d FeCl2 + Cu.

Vlastnosti zlúčenín železa.

Fe 2+  Pomer náboja k polomeru tohto katiónu je blízky pomeru náboja Mg2+, a preto je chemické správanie sa oxidu, hydroxidu a železitých solí podobné chovaniu zodpovedajúcich zlúčenín horčíka. Vo vodnom roztoku tvorí železitý katión 2+ svetlozelený vodný komplex. Tento katión sa ľahko oxiduje aj priamo v roztoku atmosférickým kyslíkom. Roztok FeCl2 obsahuje komplexné častice 0. Koncentrácia náboja takého katiónu je nízka, a preto je hydrolýza solí mierna.

1. FeO - hlavný oxid, čierny, sa vo vode nerozpúšťa. Ľahko rozpustný v kyselinách. Pri zahrievaní nad 500 ° C je neprimerané: 4FeO \u003d Fe + Fe304. Môže sa získať opatrným kalcinovaním príslušného hydroxidu, uhličitanu a oxalátu, zatiaľ čo tepelný rozklad iných solí Fe2 + vedie k tvorbe oxidu železitého: FeC204 \u003d FeO + CO + CO2, ale 2 FeSO4 \u003d Fe20 3 + S02 + S03 4Fe (N03) 2 \u003d 2Fe203 + 8NO 2 + 02 Oxid železitý (II) môže sám pôsobiť ako oxidačné činidlo, napríklad pri zahrievaní dôjde k reakcii: 3FeO + 2NH3 \u003d 3Fe + N 2 + 3H20

2. Zásada nerozpustná v hydroxidu Fe (OH) 2 - železnatom. Reaguje s kyselinami. K interakcii kyselina-báza a oxidácii na železité železo dochádza súčasne s oxidujúcimi kyselinami: 2Fe (OH) 2 + 4H2SO4 (konc.) \u003d Fe2 (S04) 3 + S02 + 4H20. Môže sa získať výmenou reakcie rozpustných solí. Jedná sa o bielu zlúčeninu, ktorá v dôsledku interakcie so vzdušnou vlhkosťou na vzduchu najskôr zmení farbu na zelenú a potom hnednú v dôsledku oxidácie atmosférickým kyslíkom: 4Fe (OH) 2 + 2H20 + 02 \u003d 4Fe (OH) 3.

3. Soli. Ako už bolo uvedené, väčšina solí Fe (II) sa pomaly oxiduje na vzduchu alebo v roztoku. Najodolnejšie voči oxidácii je Mohrova soľ - dvojitý síran železa (II) a amónny: (NH4) 2 Fe (S04) 2. 6H20. Katión Fe2 + sa ľahko oxiduje na Fe3 +, preto väčšina oxidačných činidiel, najmä kyslé oxidačné činidlá, oxiduje železité soli. Pri spaľovaní sulfidu a sírovodíka sa získa oxid železitý a oxid siričitý: 4FeS2 + 11O2 \u003d 2Fe203 + 8SO2 Sulfid železitý sa tiež rozpustí v silných kyselinách: FeS + 2HCl \u003d FeCl2 + 2H2S Uhličitan železitý je nerozpustný, zatiaľ čo hydrogenuhličitan sa rozpúšťa vo vode.

Fe 3+Vzťahuje sa na polomer tento katión zodpovedá katiónu hliníka ,   preto vlastnosti katiónových zlúčenín železa (III) sú podobné ako zodpovedajúce zlúčeniny hliníka.

Fe 2 O 3 - hematit, oxid amfotérny, v ktorom prevládajú hlavné vlastnosti. Amfotérnosť sa prejavuje v možnosti fúzie s pevnými zásadami a uhličitanmi alkalické kovy: Fe203 + 2NaOH \u003d H20 + 2NaFe02 - žltá alebo červená, Fe203 + Na2C03 \u003d 2NaFe02 + CO2. Ferráty (II) sa rozpadajú vodou s uvoľňovaním Fe203. nH20.

Fe304- magnetit, čierna látka, ktorú možno považovať za zmiešaný oxid - FeO. Fe203 alebo ako oxometaferát železitý (III): Fe (Fe02) 2. Pri interakcii s kyselinami sa získa zmes solí: Fe304 + 8HCl \u003d FeCl2 + 2FeCl3 + 4H20.

Fe (OH) 3 alebo FeO (OH) je červenohnedá želatínová zrazenina, amfotérny hydroxid. Okrem interakcií s kyselinami reaguje s horúcim koncentrovaným alkalickým roztokom a je kondenzovaný s pevnými zásadami a uhličitanmi: Fe (OH) 3 + 3KOH \u003d K3.

Soľ.Väčšina solí železitého železa je rozpustných. Rovnako ako soli hliníka podliehajú silnej hydrolýze katiónom, ktorý sa v prítomnosti aniónov slabých a nestabilných alebo nerozpustných kyselín môže stať nevratným: 2FeCl3 + 3Na2C03 + 3H20 \u003d 2Fe (OH) 3 + 3CO2 + 6NaCl. Pri varení roztoku chloridu železitého môže byť hydrolýza tiež nezvratná, pretože rozpustnosť chlorovodíka ako akéhokoľvek plynu pri zahrievaní klesá a opúšťa reakčnú sféru: FeCl3 + 3H20 \u003d Fe (OH) 3 + 3HCl (pri zahrievaní).

Oxidačná schopnosť tohto katiónu je veľmi vysoká, najmä s ohľadom na konverziu na Fe2 +: Fe3 + + ε \u003d Fe2 + φo \u003d 0,77v. V dôsledku toho:

a) roztoky solí železitého železa oxidujú všetky kovy až na meď: 2Fe (NO 3) 3 + Cu \u003d 2Fe (NO 3) 2 + Cu (N03) 2,

b) výmenné reakcie so soľami obsahujúcimi ľahko oxidovateľné anióny sa vyskytujú súčasne s ich oxidáciou: 2FeCl3 + 2KJ \u003d FeCl2 + J2 + 2KCl2FeCl3 + 3Na2S \u003d 2FeS + S + 6NaCl

Podobne ako iné trojmocné katióny, aj železo (III) je schopné tvoriť kamenec - dvojité sírany s katiónmi alkalických kovov alebo amónia, napríklad: NH4 Fe (S04) 2. 12H20;

Komplexné zlúčeniny.  Oba katióny železa sú náchylné na tvorbu aniónových komplexov, najmä železa (III). FeCl3 + KCl \u003d K, FeCl3 + Cl2 \u003d Cl + -. Táto posledná reakcia odráža účinok chloridu železitého ako katalyzátora elektrofilnej chlorácie. Zaujímavé sú kyanidové komplexy: 6KCN + FeS04 \u003d K4 - hexakyanoželezitan draselný (II), žltá krvná soľ. 2K4 + Cl2 \u003d 2K3 + 2KCl - hexakyanoferát draselný (III), červená krvná soľ. Komplex železného železa poskytuje modrú zrazeninu alebo roztok so železitou soľou, v závislosti od pomeru reaktantov. Rovnaká reakcia sa vyskytuje medzi červenou krvnou soľou a akoukoľvek železitou soľou. V prvom prípade sa zrazenina nazývala pruská modrá, v druhom - modrá. Neskôr sa ukázalo, že aspoň roztoky majú rovnaké zloženie: K - hexakyanoferát draselný železo (II, III). Opísané reakcie sú kvalitatívne na prítomnosť zodpovedajúcich katiónov železa v roztoku. Kvalitatívnou reakciou na prítomnosť železitého katiónu je objavenie sa červeno-červenej farby pri interakcii s tiokyanátom draselným (tiokyanát): 2FeCl3 + 6KCNS \u003d 6KCl + Fe.

Fe +6, Oxidačný stav +6 pre železo je nestabilný. Je možné získať iba anión Fe04-, ktorý existuje iba pri pH\u003e 7-9, ale je to silné oxidačné činidlo.

Fe203 + 4KOH + 3KNO3 \u003d 2K2 Fe04 + 3KNO 2 + 2H20

Fe (piliny) + H20 + KOH + KNO 3 \u003d K2 Fe04 + KNO 2 + H2

2Fe (OH) 3 + 3Cl2 + 10KOH \u003d 2K2 Fe04 + 6KCl + 6H20

Fe203 + KCl3 + 4KOH \u003d 2K2 Fe04 + KCl + 2H20

4K2 Fe04 + 6H20 \u003d 4FeO (OH) ↓ + 8KOH + 3O2

4BaFe04 (zahrievanie) \u003d 4BaO + 2Fe203 + 3O2

2K2 FeO 4 + 2CrCl3 + 2HCl \u003d FeCl3 + K2Cr207 + 2KCl + H20

Výroba železa v priemysle:

A) doménový proces: Fe203 + C \u003d 2FeO + CO

FeO + C \u003d Fe + CO

FeO + CO \u003d Fe + CO2

B) aluminotermia: Fe203 + Al \u003d AI203 + Fe

CHROM - prvok so sériovým číslom 24 s relatívnou atómovou hmotnosťou 51,996. Patrí do skupiny 3d prvkov, má elektronickú konfiguráciu 3d 5 4s 1 av periodickom systéme je v IV perióde, VI skupine, vedľajšej podskupine. Možné oxidačné stavy: +1, +2, +3, +4, +5, +6. Z nich sú najstabilnejšie +2, +3, +6 a +3 má minimálnu energiu.

Podľa jeho fyzikálnych vlastností je chróm sivobiely, lesklý tvrdý kov s teplotou topenia 1890 ° C. Sila jeho kryštalickej mriežky je spôsobená prítomnosťou piatich nepárových d-elektrónov schopných čiastočnej kovalentnej väzby.

Chemické vlastnosti  jednoduchá látka.

Pri nízkych teplotách je chróm inertný kvôli prítomnosti oxidového filmu, neinteraguje s vodou a vzduchom.

1. Interaguje s kyslíkom pri teplotách nad 600 ° C. V tomto prípade sa tvorí oxid chromitý (III) - Cr203.

2. Interakcia s halogénmi nastáva rôznymi spôsobmi: Cr + 2F2 \u003d CrF4 (pri izbovej teplote), 2Cr + 3Cl2 (Br2) \u003d 2CrCl3 (Br3), Cr + J2 \u003d CrJ2 (so značným zahrievaním) ). Malo by sa povedať, že jodid chrómu (III) môže existovať a je získaný výmennou reakciou vo forme kryštalického hydrátu CrJ3. 9H20, ale jeho tepelná stabilita je nízka a po zahriatí sa rozloží na CrJ2 a J2.

3. Pri teplotách nad 120 ° C reaguje chróm s roztavenou sírou, čím sa získa sulfid chrómu (II) - CrS (čierny).

4. Pri teplotách nad 1000 ° C chróm reaguje s dusíkom a uhlíkom, čím sa získajú nestechiometrické, chemicky inertné zlúčeniny. Medzi nimi je možné uviesť karbid s približným zložením CrC, ktorý sa v tvrdosti približuje k diamantu.

5. Chróm nereaguje s vodíkom.

6. Reakcia s vodnou parou prebieha takto: 2Cr + 3H20 \u003d Cr203 + 3H2

7. Reakcia s neoxidujúcimi kyselinami je pomerne ľahká a vytvára sa vodný komplex 2+ bledomodrej farby, ktorý je stabilný iba v neprítomnosti vzduchu alebo v atmosfére vodíka. V prítomnosti kyslíka reakcia prebieha inak: 4Cr + 12HCl + 3O2 \u003d 4CrCl3 + 6H20. Zriedené kyseliny nasýtené kyslíkom dokonca pasivujú chróm kvôli tvorbe silného oxidového filmu na povrchu.

8. Kyslé oxidačné činidlá: kyselina dusičná v akejkoľvek koncentrácii, koncentrovaná kyselina sírová kyselina chloristá pasivuje chróm tak, že po povrchovej úprave týmito kyselinami už nereaguje s inými kyselinami. Po zahriatí sa pasivácia odstráni. V tomto prípade sa získajú soli chrómu (III) a síra alebo oxid dusičitý (z kyseliny chloristej - chloridu). K pasivácii v dôsledku tvorby soľného filmu dochádza počas interakcie chrómu s kyselinou fosforečnou.

9. Chróm nereaguje priamo s alkáliami, ale reaguje s alkalickými topeniami s prídavkom oxidačných činidiel: 2Cr + 2Na2C03 (g) + 3O2 \u003d 2Na2Cr04 + 2CO2.

10. Chróm je schopný reagovať so soľnými roztokmi a vytlačiť z aktívnej soli menej aktívne kovy (stojace napravo od nich v rade napätia). V tomto prípade sa chróm sám premení na katión Cr2 +.

Autonómny štát

vzdelávacia inštitúcia

vyššie odborné vzdelanie

„SIBERSKÁ FEDERÁLNA UNIVERZITA“

Ústav vedy o neželezných kovoch a materiáloch

Abstrakt

Tvorba plynných inklúzií v zliatinách hliníka

Krasnojarsk - 2014

úvod

2.2 Interakcia s dusíkom

2.3 Interakcia s komplexnými plynmi

2.4 Interakcia s vodíkom

Reakcia hliníka s vodíkom

3.1 Odplyňovacie zariadenie PAL FI 60R

3.2 Dvojstupňová inštalácia rafinácie sekundárnych pecí SNIF P-140UHB

záver

úvod

Hliník a jeho zliatiny interagujú s plynmi z okolitej atmosféry hlavne počas ich tavenia a odlievania. Hliník a legujúce prvky v zliatinách interagujú s vodíkom, kyslíkom, dusíkom, uhlíkom, vodnou parou, SO 2, S 2, СО a rôzne uhľovodíky, v dôsledku čoho je hliník a jeho zliatiny znečistený plynmi a reakčnými produktmi. Napriek možnosti interakcie hliníka s mnohými plynmi v atmosfére taviacej pece, miešačky a v prostredí počas liatia prechádzajú do taveniny iba vodík, nitridy, karbidy a oxidy kovov v množstvách postačujúcich na to, aby významne ovplyvnili štruktúru a vlastnosti produktu.

Interakcia tekutých kovov s materiálmi, ktoré sa používajú na vykladanie taviacich pecí a lejacích panví, ako aj na výrobu téglikov a foriem, je rozmanitá a zložitá. Materiál taviacej nádrže musí v prvom rade pri vhodných teplotách odolávať mechanickému namáhaniu. Táto mechanická interakcia sa zhoršuje zložitými fyzikálno-chemickými javmi medzi taveninou a tuhým materiálom, ktorý s nimi je v kontakte. Zároveň sú možné redukčné oxidácie, vzájomné rozpúšťacie procesy, je tiež možná impregnácia obloženia taveninou.

plynné odplyňovanie zliatiny hliníka

1. Tvorba plynných inklúzií. Fyzikálno-chemické procesy počas tavenia hliníka

Ak čistý tekutý kov príde do styku s plynným médiom dostatočne dlho a vyvíjajú sa procesy zamerané na dosiahnutie rovnováhy v systéme, sú možné tieto tri typy zmien v zložení a stave taveniny:

Plynné médium je vzhľadom na tekutý kov inertné, preto nedochádza k rozpúšťaniu plynu v tavenine ani k tvorbe akýchkoľvek zlúčenín. Neprítomnosť rozpúšťania plynu sa hodnotí z praktického hľadiska. Patria sem prípady s dostatočne nízkou rozpustnosťou, čo nie je významné pre proces tavenia kovov. Neprítomnosť interakcie sa môže pozorovať medzi akýmkoľvek kovom a akýmkoľvek inertným plynom nulovej skupiny periodického systému Mendeleev, ako aj v niektorých systémoch kov-vodík (kov - cín, olovo atď.), Kov-dusík (kov - meď, striebro, zinok atď.).

Pri interakcii tekutého kovu s plynom je zaznamenaná významná rozpustnosť plynu v tavenine. Tiež sa to týka prakticky významnej rozpustnosti, ktorá významne ovplyvňuje kvalitu zliatiny a určuje technológiu tavenia. V systémoch, kde dôjde k tejto interakcii, nakoniec bude existovať kvapalný roztok nasýtený plynom a plynná fáza. Je tiež možné, že po dosiahnutí maximálneho obsahu plynu v tavenine sa začne tvoriť chemická zlúčenina medzi plynom a kovom. Pre proces tavenia je určujúcou okolnosťou práve vytvorenie plynného roztoku v tekutom kove. Tento typ interakcie je pozorovaný v mnohých systémoch kov-vodík.

Interakcia tekutého kovu s plynom sa prejavuje tvorbou stabilných chemických zlúčenín kov - plyn. Rozpustnosť plynu v tekutom kovu je v týchto prípadoch tak nízka, že je pozorovaná v mnohých systémoch kov-kyslík (A1-O). 2, Mg-O 2  a ďalšie).

Druh interakcie tekutého kovu s plynom je určený povahou kovu a plynu, teplotou a tlakom plynu nad taveninou. Pre binárny systém kov-plyn je možné charakter interakcie a vytvorené fázy pomerne ľahko určiť z existujúcich stavových diagramov.

Proces interakcie tekutého kovu s plynmi pozostáva z niekoľkých stupňov. Vstup molekúl plynu na povrch tekutého kovu je zabezpečený molekulárnou difúziou a konvekčným prenosom hmoty v ňom. Pri tlaku 10 4  Pa a viac, hromadný prenos v plynoch sa vykonáva hlavne prúdením.

Ďalším krokom je prechod molekúl plynu na povrch taveniny. Tento proces sa nazýva adsorpcia. Pri vysokých teplotách zohráva hlavnú úlohu aktivovaná adsorpcia alebo chemisorpcia, ktorá sa prejavuje nielen pri ukladaní molekúl plynu na povrch taveniny, ale aj pri ich čiastočnej disociácii na atómy. Dôkazom toho je vysoká hodnota tepla chemisorpcie, blízka teplu disociácie diatomických plynov.

Atómy plynu adsorbované na povrchu taveniny sú pripravené tak na tvorbu molekúl chemickej zlúčeniny kov-plyn, ako aj na difúziu hlboko do taveniny. Ak je interakciou výskyt nerozpustného v. tavenina zlúčeniny, vrstva tejto zlúčeniny začne rásť na povrchu taveniny. Miera interakcie je určená, okrem iných okolností, kontinuitou tejto vrstvy, ktorá sa dá odhadnúť porovnaním objemov výslednej zlúčeniny a spotrebovávateľného kovu, berúc do úvahy stechiometriu zlúčeniny a hustoty kovu a zlúčeniny.

Ak je objem výslednej zlúčeniny oveľa menší ako objem použitého kovu, musí mať vrstva zlúčeniny nevyhnutne trhliny a praskliny, kde plyn voľne preniká. V týchto prípadoch dochádza k interakcii konštantnou rýchlosťou. Ak sú uvedené objemy blízko seba, mal by plyn difundovať cez spojovaciu vrstvu. Keď sa hrúbka vrstvy neustále zvyšuje, miera interakcie sa zníži. Stáva sa to napríklad interakcia tekutého hliníka s kyslíkom, čo vedie k vytvoreniu filmu oxidu hlinitého na povrchu taveniny.

Počas exotermického procesu tvorby zlúčeniny kov-plyn môže dôjsť k miestnemu zvýšeniu teploty, čo vedie k vznieteniu taveniny. To sa pozoruje napríklad pri prehriatí tekutého horčíka a jeho zliatin na vzduchu nad 700 o C, ako aj prehriatím zinku nad 600 o S.

Ak je tavenina schopná rozpustiť plyn, adsorbované atómy plynu difundujú hlboko do taveniny. V taveninách kovov sa plyny môžu rozpúšťať iba v atómovom stave.

Proces rozpúšťania plynu v povrchovej vrstve je úplne určený difúziou. V hĺbkach taveniny sa šírenie atómov plynu uskutočňuje hlavne pomocou konvekčného prenosu hmoty.

V dôsledku obmedzeného prenosu hmoty v kvapalnej fáze sa často objaví zložená vrstva na povrchu taveniny, hoci maximálna koncentrácia plynu v roztoku ešte nebola dosiahnutá v celej hmote taveniny.

Rovnovážna rozpustnosť [ D] diatomický plyn v kove sa všeobecne opisuje podľa závislosti

(1)

pr 2  - tlak plynu nad taveninou; o   - konštantný faktor; Δ N je teplo pri rozpúšťaní plynu, ktoré sa vzťahuje na 1 mol rozpusteného plynu; R je plynová konštanta; T je teplota, K.

Logaritmus vzorca (1) dáva nasledujúci výraz:

(2)

Pri konštantnej teplote sa závislosť (1) stáva zákonom druhej odmocniny (Sievertsov zákon): z čoho je zrejmé, že roztoky plynov v kovoch sú monatomické ( k  je konštantný faktor).

V mnohých systémoch kov-plyn sa plyn rozpúšťa absorpciou tepla. Preto ΔН\u003e 0, a preto zvýšenie teploty spôsobuje zvýšenie rozpustnosti plynu. Existuje tiež veľké množstvo kovov, v ktorých je rozpúšťanie plynu sprevádzané teplom (ΔН<0). В таких металлах повышение температуры сопровождается снижением растворимости газа в расплаве.

Zmena rozpustnosti plynov v kovoch v závislosti od teploty a tlaku zodpovedá rovnovážnym hodnotám iba pri dostatočne pomalých zmenách vonkajších podmienok. Ak k týmto zmenám dôjde rýchlo, rozpustnosť začne zaostávať za hodnotami určenými vyššie uvedenými vzorcami, a to v dôsledku skutočnosti, že niektoré kroky všeobecného postupu rozpúšťania nezabezpečujú prenos požadovaného množstva plynu. Zvyčajne je takou prekážkou difúzia. V dôsledku toho sa získajú nadhodnotené alebo podhodnotené hodnoty obsahu plynu rozpusteného v kove.

Fenomény sú obzvlášť komplikované, keď teplota a tlak plynu nad teplotou topenia klesajú, ak sa má rozpustnosť plynu znížiť. Vo väčšine prípadov nemá plyn uvoľňovaný z roztoku čas na to, aby prešiel cez voľný povrch taveniny. Zvyšujúce sa presýtenie taveniny vedie k vzniku bublín plynu vo vnútri taveniny. Homogénna nukleácia plynných bublín v tavenine je zjavne nemožná. Môžu sa vyskytovať iba na hotových jadrách, ktorými sú póry a praskliny v nečistotách nerozpustných častíc v tavenine. Takéto diskontinuity sú pre daný kov naplnené inertnými plynmi. A práve v týchto hotových dutinách sa atómy plynov uvoľnených z roztoku ponáhľajú, a tu začína plynová bublina rásť.

Znakom existencie plynovej bubliny v tavenine je to, že tlak v nej je určený pn \u003d pbv + ρgh + 2σ / g, kde pp je vonkajší tlak nad taveninou; ρgh - metalostatický tlak v závislosti od hustoty taveniny ρ, zrýchlenia gravitácie g, vzdialenosti od kovového zrkadla (hĺbka) h; 2σ / g - kapilárny tlak v závislosti od medzifázovej energie na rozhraní taveniny - plyn a polomeru bubliny g.

Keď teplota klesá rýchlosťou viac ako niekoľko stupňov za sekundu, pozoruje sa neúplný vývoj plynu z roztoku v kovu. Plyn môže takmer úplne zostať v roztoku v prípade ešte vyšších rýchlostí chladenia. Inými slovami, plynný roztok sa rýchlo ochladzuje v tekutom kovu a potom v tuhej látke. Tento jav sa bežne používa pri odbere vzoriek taveniny na stanovenie obsahu plynu.

Plyny, ktoré zostávajú v presýtenom roztoku v pevnom kove, nemôžu byť považované za neškodné. Môžu ovplyvňovať pevnostné vlastnosti, znižovať ťažnosť kovu, meniť korózne vlastnosti. Postupný rozklad roztoku vedie k uvoľňovaniu voľného plynu, ktorý sa hromadí na hraniciach zŕn, v mikrotrhlinách, v blízkosti nekovových inklúzií a vytvára póry. Zahrievanie urýchľuje rozklad roztoku a zvyšuje riziko deštrukcie kovu. Takéto typy defektov, ako je delaminácia v deformovateľných neželezných zliatinách, sa dajú vysvetliť práve vývojom plynov z roztoku.

2. Interakcia hliníkových zliatin s plynmi

2.1 Interakcia s kyslíkom

Interakcia hliníka s kyslíkom produkuje tri zlúčeniny: Suboxidy hliníka Al 2O, AlO a Alumina Al 2ach 3, Suboxidy hliníka sa dajú umelo získať iba pri vysokých teplotách vo vysokom vákuu. Bežná Al zlúčenina 2ach 3je veľmi silná chemická zlúčenina so zanedbateľnou elasticitou disociácie pár aj pri veľmi vysokých teplotách. Oxid hlinitý má niekoľko polymorfných modifikácií, ktorých tvorba a prechod z jedného do druhého závisia od teploty, času expozície a zloženia prostredia. Existujúce predstavy o polymorfných modifikáciách voľného oxidu hlinitého sú protichodné a zostupujú dvoma smermi: diskrétnymi a evolučnými.

Navrhovatelia diskrétneho smeru uznávajú existenciu veľkého počtu nezávislých diskrétnych polymorfných modifikácií oxidu hlinitého. modifikácie α   - Al 203  predstavuje najstabilnejšiu formu aluminy. V prírode sa a-A1303 vyskytuje vo forme korundu - minerálu s vysokou tvrdosťou. Korund kryštalizuje v hexagonálnej rhombohedre. Vzdialenosť medzi atómami hliníka je 0,136 nm. oxid hlinitý α   - Al 2ach 3  "Vysokoteplotná modifikácia" je vysokoteplotná modifikácia, ktorá v konečnom dôsledku so zvýšením teploty prechádza všetky ostatné vyššie uvedené modifikácie. Pri teplote 2050 ° C α   - Al 203  topí sa a pri teplote 3 000 ° C vrie. Zvážte štruktúru a vlastnosti oxidu hlinitého vytvoreného na povrchu hliníka a jeho zliatin. Je známe, že čerstvo otvorený hliníkový povrch je aj pri izbovej teplote rýchlo pokrytý oxidovým filmom, ktorého hrúbka v prvých hodinách oxidácie dosahuje 1,7 - 2,1 nm. Pri ďalšom vystavení hliníka vzduchu dochádza k pomalému rastu filmu oxidu počas 70 až 80 dní a jeho hrúbka pri 25 ° C a relatívna vlhkosť 45 až 55% dosahuje 3 nm. Potom sa rast filmu prakticky zastaví. Film z prírodného oxidu na povrchu hliníka pozostáva hlavne z amorfnej zmesi s malou prímesou kryštalického materiálu γ   - Al 2ach 3, Keď sa hliník zahreje na 450 - 500 ° C, oxidový film na hliníkovom povrchu získa jemnú kryštalickú štruktúru a pri zahriatí na teplotu 500 ° C sa na rôntgenových difraktogramoch objavia čiary zodpovedajúce kryštalickej štruktúre typu spinelu. S rastúcou teplotou rastie hrúbka oxidového filmu na povrchu hliníka a pri teplotách blízkych bodu topenia dosahuje 100 nm. Film z prírodného oxidu na hliníku je priehľadný, neviditeľný, kompaktný a má dobré adhezívne vlastnosti.

.2 Interakcia s dusíkom

Dusík sa líši od kyslíka nižšou chemickou aktivitou a od vodíka - podstatne väčšou atómovou veľkosťou. Pri bežných teplotách sa dusík takmer nerozpúšťa v kovoch, pretože stupeň disociácie jeho molekúl na atómy je veľmi malý.

V reálnych podmienkach topenia dusík netvorí ani roztoky ani nitridy s meďou, striebrom, zlatom, cínom, zinkom, kadmiom, olovom, antimónom a bizmutom. Dusík sa tiež nerozpúšťa v hliníku, ale pri teplote asi 900 ° C o C s ňou vytvára stabilnú chemickú zlúčeninu - nitrid hlinitý (AlN), ktorý môže byť v tavenine vo forme tuhých inklúzií. Pri teplotách nižších ako 750 o Pretože dusík pre hliník sa považuje za neutrálny plyn a často sa používa ako odplyňovač tavenín.

Horčík tvorí nitrid horčíka (Mg 3N 2), ktorý sa pri izbovej teplote rozkladá na amoniak. V tomto ohľade prítomnosť nitridu horečnatého v kovu znižuje odolnosť horčíka a jeho zliatin proti korózii.

Pri tavení v atmosfére dusíka, medi, striebra, zlata, zinku, kadmia, horčíka, hliníka, cínu, olova, bizmutu, antimónu a ich zliatin sa kvalita odliatkov nezhoršuje.

Alkalické kovy a kovy alkalických zemín aktívne absorbujú dusík, pričom najprv tvoria nasýtený roztok a potom tepelne stabilné nitridy. Preto, keď sa tavia, dusík v atmosfére nie je prípustný.

Žiaruvzdorné kovy štvrtej, piatej a šiestej skupiny periodickej tabuľky Mendeleev (titán, zirkón, hafnium, vanád, niób, tantal, chróm, molybdén a volfrám) a ich zliatiny rozpúšťajú dusík vo veľkých množstvách a tvoria nitridy. Nasýtenie týchto kovov dusíkom spôsobuje prudké zvýšenie krehkosti. Dusík pre tieto žiaruvzdorné kovy je teda škodlivým plynom a je neprijateľný v atmosfére pece.

Čistý dusík sa široko používa pri odplyňovaní zliatin hliníka, zavádza sa vo forme malých bublín do celého objemu taveniny. V praxi sa taveniny zliatin s obsahom viac ako 1,5% Mg nespracovávajú dusíkom v dôsledku tvorby nitridu horečnatého, čo výrazne znižuje technologické vlastnosti zliatin.

.3 Interakcia s komplexnými plynmi

Vo všetkých prípadoch interakcie komplexných plynov s tekutými kovmi nastáva deštrukcia molekúl plynu, sprevádzaná tvorbou nových zlúčenín, objavením sa voľných prvkov, ktoré tvoria komplexný plyn, objavením sa roztokov jedného alebo oboch týchto prvkov v tekutom kove.

Vzhľadom na to, že zloženie komplexných plynov obsahuje uhlík a síru, je potrebné zohľadniť interakciu tekutých kovov s týmito prvkami. Zvyčajne sa nazývajú plynotvorné.

Interakcia tekutých kovov s vodnou parou. Ako ukazujú termodynamické výpočty, takmer všetky kovy pri týchto teplotách, keď sú v tekutom stave počas topenia, interagujú s vodnými parami. Uvoľnený vodík pôjde do atmosféry. Kvapalný hliník bude tiež potiahnutý vrstvou oxidu nerozpustného v kovu, ale uvoľnený vodík sa rozpustí v tavenine. Tavenie týchto kovov v atmosfére obsahujúcej vodnú paru teda spôsobí nielen kontamináciu taveniny nekovovými inklúziami oxidovej povahy, ale tiež povedie k jej saturácii rozpusteným vodíkom. Pre tieto dva kovy je z dôvodu ich vysokej afinity k kyslíku reakcia s vodnou parou takmer úplne posunutá smerom k tvorbe oxidu kovu a vodíka.

Preto, keď sa topia v atmosfére obsahujúcej vodnú paru, budú znečistené kyslíkom aj vodíkom.

.4 Interakcia s vodíkom

Vodík je jediný plyn, ktorý sa znateľne rozpúšťa v hliníku a jeho zliatinách. Jeho rozpustnosť sa mení v pomere k teplote a druhej odmocnine tlaku. Ako je znázornené na obrázku, rozpustnosť vodíka v tekutom hliníku je výrazne vyššia ako v pevnom hliníku: 0,65 a 0,034 ml / 100 g, v danom poradí. Tieto hodnoty sa mierne líšia v závislosti od chemického zloženia zliatin. Ak je ochladzovanie a tuhnutie roztaveného hliníka s obsahom vodíka významne vyššie ako jeho rozpustnosť v pevnom stave, môže sa (vodík) uvoľňovať v molekulárnej forme, čo vedie k tvorbe primárnych alebo sekundárnych pórov.

<#"center">Vodíková pórovitosť hliníka

Tvorba vodíkových bublín v hliníku je vysoko závislá od rýchlosti chladenia a tuhnutia, ako aj od prítomnosti centier nukleace pre vývoj vodíka, ako sú oxidy zachytené vo vnútri taveniny. Preto si tvorba pórovitosti vyžaduje výrazný prebytok obsahu rozpusteného vodíka v porovnaní s rozpustnosťou vodíka v pevnom hliníku. V neprítomnosti nukleačných centier sa na vývoj vodíka vyžaduje pomerne vysoká koncentrácia vodíka - asi 0,30 ml / 100 g. Mnoho priemyselných zliatin nevykazuje pórovitosť ani pri tak vysokom obsahu vodíka ako 0,15 ml / 100 g.

Vodík v hliníkových odliatkoch

Poloha vodíka v kalenom hliníku závisí od jeho hladiny v tekutom hliníku a od podmienok, za ktorých došlo k tvrdnutiu. Pretože prítomnosť vodíkovej pórovitosti je výsledkom nukleačných a rastových mechanizmov, ktoré sú riadené difúziou, zníženie koncentrácie vodíka a zvýšenie rýchlosti tuhnutia majú prevažujúci vplyv na nukleáciu a rast pórov. Z tohto dôvodu sú odliatky vyrobené v spôsobe odlievateľného chladenia odliatkom náchylnejšie k defektom spojeným s vodíkom ako odliatky vyrobené napríklad spôsobmi vstrekovania.

Zdroje vodíka v hliníku

Vodík vstupuje do hliníka z mnohých zdrojov, vrátane atmosféry pece, vsádzkových materiálov, tavív, taviacich nástrojov a reakcií medzi roztaveným hliníkom a formou.

Atmosféra pece. Ak taviareň pracuje na zemný plyn alebo, napríklad, na vykurovací olej, potom je možné nedokonalé spaľovanie paliva s tvorbou voľného vodíka.

Nabíjajte materiály. Ingoty, šrot a zlievarenské výrobky môžu obsahovať oxidy, korózne výrobky, piesok a ďalšie zlievarenské obrysy, ako aj mazadlá, ktoré sa používajú pri obrábaní. Všetky tieto znečisťujúce látky sú potenciálnymi zdrojmi vodíka, ktorý sa vytvára pri regenerácii organických látok alebo chemickom rozklade vodnej pary.

Tavivá. Väčšina tokov sú soli a, rovnako ako všetky soli, sú hygroskopické, to znamená, že sú pripravené s radosťou „absorbovať“ vodu. Preto mokrý tok nevyhnutne zavádza vodík do taveniny, ktorá sa vytvára chemickým rozkladom vody.

Taviace nástroje. Taviace nástroje, ako sú vrcholy, škrabky a lopaty, môžu byť tiež zdrojom vodíka, ak sa nebudú udržiavať čisté. Oxidy a zvyšky tokov na takýchto prístrojoch sú obzvlášť zložitými zdrojmi kontaminácie, pretože absorbujú vlhkosť priamo z okolitého vzduchu. Žiaruvzdorné materiály, odkvapové žľaby a distribučné kanály, vápenné a cementové malty, vzorkovacie panvy sú potenciálne zdroje vodíka, najmä ak nie sú dostatočne vysušené.

Interakcia medzi tekutým hliníkom a plesňou. Ak tekutý kov počas plnenia formy prúdi príliš turbulentne, môže zachytiť vzduch do svojho vnútorného objemu. Ak vzduch nemôže alebo nemá čas vystúpiť pred začiatkom tuhnutia, vodík vstúpi do kovu. Nesprávne vyrobené podávače foriem môžu tiež spôsobiť zachytenie vzduchu. Ďalším zdrojom vodíka sú príliš vlhké pieskové formy.

Reakcia hliníka s vodíkom

Predpokladá sa, že hliník, rovnako ako väčšina kovov, priamo nereaguje s vodíkom. Kovy obvykle tvoria zlúčeniny stratou elektrónov, ktoré sú akceptované inými prvkami. Vodík tiež vytvára zlúčeniny, ktoré strácajú elektróny (alebo zdieľajú elektróny). Atómy vodíka preto zvyčajne neakceptujú elektróny, ktoré darujú kovy za vzniku zlúčenín. Iba niektoré veľmi reaktívne kovy, ako napríklad sodík, draslík, vápnik a horčík, môžu „donútiť“ atómy vodíka, aby prijali svoje elektróny za vzniku pevných iónových zlúčenín nazývaných hydridy týchto kovov.

Priama syntéza hydridu hliníka z vodíka a hliníka vyžaduje šialený tlak asi 2 000 000 000 atmosfér a teplotu nad 800 K. Medzitým existuje taká zlúčenina, ako je hydrid hlinitý. Hydrid hlinitý je nestabilná zlúčenina, ktorá sa ľahko rozkladá pri teplotách nad 100 ° C. Nezískava sa priamo, ale v dôsledku reakcií iných zlúčenín.

1.Stanovenie pórovitosti plynu príkladom zliatin hliníka

· Pri určovaní pórovitosti v zliatinách hliníka je vylúčená drobivosť zmršťovania alebo stredná pórovitosť.

· Na stanovenie pórovitosti plynu sa šablóny vyrezané z ingotov, odliatkov alebo vzorky vyrezané z odliatkov spracúvajú na drsnosť Ra nie väčšiu ako 1,6 μm.

· Na stanovenie pórovitosti plynu sa vyrezáva makro časť bez odhalenia makroštruktúry, potom sa premyje tečúcou vodou a suší sa filtračným papierom.

· Na stanovenie pórovitosti plynu je potrebné použiť mierku znázornenú na obrázku. Stupeň pórovitosti makro rezov v bodoch sa stanoví porovnaním s normami stupnice.

· Plynová pórovitosť ingotových šablón sa stanoví na troch štvorcoch s plochou 1 cm 2  každej z nich. Počet pórov a veľkosť pórov sa stanoví ako aritmetický priemer troch meraní.

· Ak existujú odchýlky v priemernom množstve, veľkosti alebo percentuálnom vyjadrení pórov na strane nárastu, indexy pórovitosti sa označujú ako vyššie skóre pórovitosti.

· Pri malých odliatkoch sa dá pórovitosť plynu určiť na menšom počte štvorcov.

· Skóre porozity, určené tromi štvorcami na dvoch makro rezoch šablón ingotov, je rozdelené po celom horúčave.

· Kontrola pórovitosti sa vykonáva vizuálne voľným okom. Na určenie priemeru pórov môžete použiť optické zariadenia so zvýšením až 10-krát.

· Časť pozostáva z piatich noriem:

o bod 1 - jemná pórovitosť;

o bod 2 - znížená pórovitosť;

o bod 3 - priemerná pórovitosť;

o bod 4 - zvýšená pórovitosť;

o bod 5 - vysoká pórovitosť.

· Môžu sa používať normy pre stupeň pórovitosti bez ohľadu na stupeň zliatiny.

Obrázok 2 - Stupnica pórovitosti zliatin hliníka

Obrázok 3 - Usporiadanie štvorcov v makrovej časti

3. Odplynenie zliatin hliníka

V hutníckych závodoch sa používa päť schém na spracovanie prúdu roztaveného kovu plynmi:

v žľabe (alebo vyhrievanej nádrži) so zavedením plynu cez porézne membrány namontované na dne;

vo vyhrievanej nádobe v kombinácii s filtráciou cez objemový alebo penový keramický filter;

v nádobe so zavádzaním plynu pomocou rotora rotujúceho rýchlosťou 400 - 600 ot./min .;

v odkvapoch pri liatí ingotov;

tok v kombinácii s plynom.

V každom z týchto procesov sa roztavený kov rafinuje pretečením. To na jednej strane zvyšuje produktivitu taviacej a zlievárenskej jednotky, pretože eliminuje čas potrebný na rafináciu taveniny v peci alebo v miešačke z výrobného cyklu, a na druhej strane poskytuje najlepšie spracovanie taveniny pomocou rafinačného činidla.

Tieto spôsoby spracovania taveniny sa rozšírili v praxi pri príprave zliatin hliníka liateho i tváreného. Obsah vodíka v tavenine po prepláchnutí je určený radom faktorov a závisí predovšetkým od objemu prefukovaného plynu. Pri zvýšenom objeme je zvyčajne stupeň odplynenia. zvyšuje. Výnimkou je prípad, keď sa pri intenzívnom vŕtaní tekutého kovu spolu s čistením taveniny vyvíja proces jej sekundárnej kontaminácie s produktmi interakcie s kyslíkom a atmosférickou vlhkosťou.

V NKaZ sa používajú nasledujúce schémy na spracovanie prúdu roztaveného kovu plynmi:

tok v kombinácii s plynom (odplyňovacie zariadenie PAL FI 60R);

v nádrži so zavádzaním plynu pomocou rotora rotujúceho pri rýchlosti 400 - 600 ot / min (dvojstupňová inštalácia rafinácie sekundárnej pece SNIF P-140UHB).

.1 Odplyňovacie zariadenie PAL FI 60R

Odplyňovacia jednotka PAL FI 60R je určená na čistenie taveniny vodíka v mixéri. Spracovanie taveniny sa uskutočňuje vyfukovaním taveniny v mixéri s argónom, s možnosťou vstrekovania tavidla. Technické vlastnosti zariadenia sú uvedené v tabuľke 9.

Tabuľka 1 - Technické charakteristiky zariadenia PAL FI 60R

Parametre Hodnota Elektrické napätie, B220 Spotreba toku, kg / min 1 až 46 Spotreba plynu, l / min 180 až 250 Objem násypky, l / kg 38/45 Inštalačná hmotnosť, 400 kg

INŠTALÁCIA „PAL FI60R“ - automatický systém rotačného vstrekovania tavidla, zaisťuje nepretržité vstrekovanie tavidla pod hladinou kovu na efektívne viazanie oxidov. Spracovanie tavením v kombinácii so schopnosťou odstrániť vodík pomocou odplynenia inertným plynom môže zlepšiť kvalitu zliatin hliníka a zároveň znížiť výrobné náklady.

Obrázok 4 - Odplyňovacie zariadenie PAL FI 60R

Systém PAL FI 60R zvyšuje účinok vstrekovania toku zavedením konštantného toku toku pod povrchovú líniu taveniny. Zavádzanie taviva pomáha zlepšovať kvalitu hliníkových zliatin a súčasne znižuje prevádzkové náklady. Flux injektory môžu byť použité buď vo veľkých peciach na prenos hliníka, v spojení s dlhými

rúrka na vstrekovanie tavidla alebo v malej kelímkovej peci v spojení s grafitovou rúrkou. Jednotku PAL FI60R je možné používať aj v spojení s jednou z obľúbených odplyňovacích jednotiek Pirotka s rotujúcou dýzou.

Vlastnosti a výhody:

10-galónová nádrž (38 l) pojme až ~ 45 kg taviva.

Pokročilá konštrukcia tesnenia pomáha udržiavať tokový materiál suchý.

Nová a vylepšená konštrukcia prívodu rotačného toku umožňuje vstrekovanie práškových aj granulovaných tokov.

Vstrekovač toku je namontovaný na pevnom ráme so štyrmi kolesami, čo uľahčuje ľahkú prepravu medzi rôznymi pecami zariadenia.

Zlepšuje kvalitu roztaveného kovu odstránením inklúzií a vodíka.

Znižuje množstvo tvorby trosky

Znižuje výskyt oxidových usadenín na stenách pece.

použitie:

Šaržové pece

Dávkovače vedier

Distribučné pece

Taviace pece

.2 SNIF P-140UHB dvojstupňová sekundárna rafinácia

Dvojstupňová rafinačná jednotka sekundárnej pece SNIF P-140UHB je určená na čistenie prvkov z rozpusteného kovu a kovu alkalických zemín z roztaveného kovu.

Tabuľka 2 - Špecifikácie dvojstupňovej inštalácie rafinácie sekundárnych pecí SNIF P-140UHB

Hodnota indikátora Hodnota Objem komory, t 1,76 Menovitý výkon, kW 45 Elektrické napätie, V 380 Počet ohrievačov, ks 6 Maximálna teplota jednotky, ° C 800 Maximálna teplota tekutého kovu, ° C 760 Produktivita jednotky, t / h 63,5 Počet rotorov, ks 2 Spotreba plynu na rotor (argón), m 3/ hodinu3,6-4,2 Otáčky rotora: voľnobežné otáčky; prevádzkový režim, rpm150 455-480

Systém SNIF® SHEER P-60U s dvoma rotormi poskytuje nominálnu nepretržitú rafinačnú kapacitu 63 500 kg za hodinu. Systém pozostáva z rafinačnej pece, dvoch rotujúcich rotorov SNIF, automatického riadenia procesu PLC a riadenia ohrevu pece. Pre optimálnu účinnosť je pec rozdelená do dvoch samostatných rafinačných komôr, z ktorých každá je vybavená rotačným rotorom namontovaným na veku pece. Každá komora je skonštruovaná tak, aby sa zabezpečilo úplné nasýtenie taveniny bublinami pracovného plynu a aby sa dosiahol maximálny stupeň zušľachťovania pomocou oboch rotujúcich dýz. Integrovaný usmerňovací systém reguluje tok kovu a zaisťuje efektívnu rafináciu roztaveného hliníka pri jeho prechode rafinačnou pecou. Najdôležitejšou konštrukčnou vlastnosťou je schopnosť rýchlo a ľahko nahradiť vopred vypálenú žiaruvzdornú vložku vložky pece. Ak je potrebná výmena žiaruvzdornej pece, stará kazeta sa jednoducho vyberie a nahradí novou. Žiaruvzdorný materiál je možné vymeniť za jeden alebo dva dni, prípadne bez odstránenia oceľového plášťa z lejacej linky. Systém je možné vrátiť do prevádzky po 30 hodinách predhrievania.

Obrázok 5 - Dvojstupňová inštalácia rafinácie sekundárnych pecí SNIF P-140UHB

Obloženie zásobníka pozostáva z viacvrstvovej hustej žiaruvzdornej hmoty a izolácie. Všetky žiaruvzdorné materiály sú nezmáčateľné a termosetové. Náplň je zapuzdrená vo fólii, aby sa zabránilo absorpcii vlhkosti počas skladovania a aby sa minimalizoval kontakt s izoláciou počas inštalácie. Patentované vzduchové uzávery vstupov a výstupov zaisťujú voľný pohyb roztaveného hliníka komorou a zabraňujú prenikaniu vzduchu, čo vedie k nadmernej tvorbe trosky. Hlboké vstupné / výstupné otvory pecí sú navrhnuté pre aplikácie vyžadujúce vysokú úroveň kovu na spustenie následných filtračných systémov. Pec môže byť inštalovaná pozdĺž línie pohybu kovu v konfigurácii v tvare U so zmenou smeru pohybu kovu do opačného a v tvare L so zmenou smeru pohybu kovu o 90 °. Pece majú samostatný hydraulický zdvíhací mechanizmus veka, ktorý zdvíha hornú časť pece, aby poskytoval prístup k celému povrchu vane na čistenie a údržbu. V zatvorenej polohe poskytuje veko pece vynikajúce obvodové utesnenie, ktoré zabraňuje prenikaniu vzduchu a tvorbe trosky. P-60U je k dispozícii s dvoma rôznymi vykurovacími systémami. Jednotka je vybavená odnímateľnými vyhrievacími prvkami inštalovanými v grafitovom bloku. výhody:

zlepšené odstraňovanie vodíka;

odstránenie mikrooxidu;

vysoký výťažok kovu;

dlhá životnosť rotora;

vysoký výkon;

nevýhoda:

obmedzená životnosť rotora (nie viac ako 4 mesiace);

náklady na plyn;

vysoká potreba kovu na preplachovanie pri výmene zliatiny

záver

V interakcii zliatiny s plynmi (H, O 2, N) sú možné tieto chyby: plynová pórovitosť, plynové nádrže, nekovové inklúzie.

Interakcia s plynom môže prebiehať endotermickými a exotermickými reakciami. Interakcia vodíka so zliatinou prebieha exotermickými a endotermickými reakciami. V tomto prípade vodík interaguje prostredníctvom endotermickej reakcie. To vedie k tvorbe roztoku vodíka v zliatine a následne je počas kryštalizácie možná tvorba pórovitosti plynu alebo plynovej škrupiny.

S kyslíkom interagujú všetky kovy exotermickou reakciou a vytvárajú sa oxidy. Oxidy tvoria defekty odliatkov vo forme oxidových filmov a oxidových častíc.

Uvedené defekty vznikajúce pri odlievaní výrazne znižujú prevádzkové vlastnosti dielca (mechanické vlastnosti, tesnosť).

Týmto vadám odlievania možno zabrániť: roztavením kovu vo vákuu, roztavením pod vrstvou ochranného toku alebo roztavením v neutrálnom prostredí.

Zdrojom saturácie vodíka v zliatinách je vlhkosť, ktorá môže byť:

vo vzduchu

na povrchu zle vysušenej taviarne alebo taviarne

na povrchu zmesi

Aby sa zabránilo saturácii zliatiny vodíkom, používajú sa nasledujúce opatrenia. Pretože hlavné množstvo vodíka počas taviaceho procesu, zliatina prijíma z vlhkosti obsiahnutej v vsádzke, taviacom nástroji a atmosfére pece. Je potrebné vysušiť vsádzkový materiál, je tiež potrebné vysušiť taviaci nástroj, pec a téglik. Aby tavenina počas procesu tavenia neinteragovala s atmosférou pece, malo by sa tavenie uskutočňovať pod ochranným tokom.

Spracovanie taveniny prepláchnutím plynu pomocou rýchlo sa otáčajúceho rotora je najsľubnejšie z hľadiska dispergovania rafinačnej fázy a zlepšenia schopnosti odstraňovať vodík a nekovové inklúzie z hliníkovej taveniny. Usilujú sa získať čo najviac malých bublín a ich homogénne rozdelenie v tavenine so súčasne vysokou konvekciou v celom kúpeli, čo sa dosahuje rôznymi návrhmi rotorov.

V porovnaní s fúkaním taveniny plynom cez rúrky a porézne membrány má použitie rotorov nasledujúce výhody:

rozdelenie plynu na veľmi malé bubliny;

rovnomerné rozloženie plynu v tavenine;

miešanie celej taveniny.

Zoznam použitých zdrojov

1. Kurdyumov, A.V. Výroba odliatkov zo zliatin farebných kovov / A.V. Kurdyumov [et al.]. - M .: MISiS, 1996.

Levy, L.I. Základy teórie metalurgických procesov a technológie tavenia zliatin zliatin / L.I. Levi. - M .: Mechanické inžinierstvo, 1970.

Nepomnyashchy, V.N. Základy výroby zliatin neželezných kovov / V.N. Nepamätám si. - Krasnojarsk: GACMiZ, 2002.

Farebné odlievanie: Handbook / N. M Galdin. - M .: Mechanical Engineering, 1989.

Hliníkové zliatiny. Tavenie a odlievanie hliníkových zliatin: Príručka / V.I. Dobatkin. - M .: Metalurgia, 1983.

Napalkov, V.I. Kontinuálne liatie hliníkových zliatin / V.I. Napalkov a kol. - M.: Intermet, 2005.

Hosen, Ri. Vlastnosti zliatin hliníka v kvapalnom a tuhom skupenstve / Ri Hosen. - Vladivostok: Áno, 2002.

Tavenie a odlievanie hliníkových zliatin: Príručka / M.B. Altman [et al.]. - M .: Metalurgia, 1983.

Vodík, na rozdiel od iných plynov, má schopnosť rozpustiť sa v hliníku a za určitých podmienok môže vytvárať zvarované póry. V reálnych podmienkach zvárania je parciálny tlak molekulárneho vodíka v plynnej fáze oblúka zanedbateľný. Hlavným zdrojom vodíka rozpusteného v bazéne zvaru je preto reakcia priamej interakcie vlhkosti s kovom

v dôsledku tejto reakcie dosahuje koncentrácia atómového vodíka na povrchu atmosférickej vrstvy v kontakte s kovom veľké hodnoty a môže zodpovedať obrovským hodnotám tlaku molekulárneho vodíka v rovnováhe s kovom. V tomto ohľade môže koncentrácia vodíka rozpusteného v ňom v priamej interakcii vlhkosti a vodnej pary s kovom dosiahnuť vysoké hodnoty. Vodík rozpustený v tekutom kove v dôsledku zníženia rozpustnosti má tendenciu sa z neho uvoľňovať po ochladení. Uvoľnené bubliny vodíka, ktoré nemajú čas vychádzať z kúpeľa, zostávajú vo zvarovom kove a tvoria póry. Aby bublina vznikla a existovala v tekutom kovu, je potrebné, aby tlak vodíka v nej obsiahnutý bol väčší alebo rovný vonkajšiemu tlaku vyvíjanému na bublinu. Ak zanedbáme vplyv metalostatického tlaku v dôsledku malej hĺbky zvaru a zvážime zváranie pri normálnom vonkajšom tlaku 100 kPa, potom pre existenciu bubliny v roztavenom kovu zvaru sa musia splniť nasledujúce podmienky:

kde je tlak molekulárneho vodíka v bubline; je povrchové napätie na rozhraní plyn - kov, r je polomer bubliny. V priemyselnej zliatine hliníka 1420 sú vždy prítomné oxidové častice, ktoré tvoria nerozpustné, nezmáčateľné suspenzie. Preto sa tvorba bublín vodíka, ktorá sa vyvinula za podmienok zvárania hliníka pri normálnom vonkajšom tlaku (), stane možným, keď

Obr. Č. 4 Zmena rozpustnosti vodíka v hliníku v závislosti od teploty.

V procese kryštalizácie kovu je pravdepodobné prerozdelenie vodíka medzi kryštalizovaným kovom a kvapalinou. Takéto prerozdelenie by malo prispievať k postupnému zvyšovaniu koncentrácie vodíka v nekryštalizovanej časti kúpeľa a vzniku bublín v čase, keď sa zvyšuje. Preto sa počiatočná koncentrácia vodíka rozpusteného v kovu, pri ktorom sa objavia bubliny, môže významne meniť v závislosti od podmienok kryštalizácie a hmotnosti kryštalizujúceho kovu. Doterajšie skúsenosti ukazujú, že v podmienkach zvárania hliníka v dôsledku vysokých rýchlostí pohybu čelnej strany dendritu je možné zanedbávať redistribúciu vodíka medzi tuhým a tekutým kovom počas kryštalizácie a dá sa predpokladať, že sa koncentrácia vodíka v kúpeli počas jeho kryštalizácie nemení. Hodnota sa po ochladení zníži a dosiahne svoju minimálnu hodnotu v tekutom kove pri teplote 660 ° C (0,69 cm ^ 3/100 g kovu). Nukleace bublín počas zvárania hliníka nastáva počas chladenia kovu v najchladnejších častiach kúpeľa, v ktorom je hodnota vyššia. Vzhladom na vysokú mieru rastu dendritov je obtiažne vznášanie bublín z kúpeľa a vplyv podmienok kryštalizácie, ktoré sa menia len mierne pri meniacich sa podmienkach zvárania, relatívne ovplyvňuje stupeň pórovitosti zvarov pri zváraní hliníka. slabá interakcia hliníka a jeho zliatin s vodíkom

Vodík je jediný plyn, ktorý sa znateľne rozpúšťa v hliníku a jeho zliatinách. Jeho rozpustnosť sa mení v pomere k teplote a druhej odmocnine tlaku. Ako je znázornené na obrázku, rozpustnosť vodíka v tekutom hliníku je výrazne vyššia ako v pevnom hliníku: 0,65 a 0,034 ml / 100 g, v danom poradí. Tieto hodnoty sa mierne líšia v závislosti od chemického zloženia zliatin. Ak je ochladzovanie a tuhnutie roztaveného hliníka s obsahom vodíka významne vyššie ako jeho rozpustnosť v pevnom stave, môže sa (vodík) uvoľňovať v molekulárnej forme, čo vedie k tvorbe primárnych alebo sekundárnych pórov.

Vodíková pórovitosť hliníka

Tvorba vodíkových bublín v hliníku je vysoko závislá od rýchlosti chladenia a tuhnutia, ako aj od prítomnosti centier nukleace pre vývoj vodíka, ako sú oxidy zachytené vo vnútri taveniny. Preto si tvorba pórovitosti vyžaduje výrazný prebytok obsahu rozpusteného vodíka v porovnaní s rozpustnosťou vodíka v pevnom hliníku. V neprítomnosti nukleačných centier sa na vývoj vodíka vyžaduje pomerne vysoká koncentrácia vodíka - asi 0,30 ml / 100 g. Mnoho priemyselných zliatin nevykazuje pórovitosť ani pri tak vysokom obsahu vodíka ako 0,15 ml / 100 g.

Vodík v hliníkových odliatkoch

Poloha vodíka v kalenom hliníku závisí od jeho hladiny v tekutom hliníku a od podmienok, za ktorých došlo k tvrdnutiu. Pretože prítomnosť vodíkovej pórovitosti je výsledkom nukleačných a rastových mechanizmov, ktoré sú riadené difúziou, zníženie koncentrácie vodíka a zvýšenie rýchlosti tuhnutia majú prevažujúci vplyv na nukleáciu a rast pórov. Z tohto dôvodu sú vyrobené odliatky náchylnejšie na defekty spojené s vodíkom ako napríklad odliatky, ktoré sa vyrábajú.

Zdroje vodíka v hliníku

Vodík vstupuje do hliníka z mnohých zdrojov, vrátane atmosféry pece, vsádzkových materiálov, tavív, taviacich nástrojov a reakcií medzi roztaveným hliníkom a formou.

Atmosféra pece, Ak taviareň pracuje na zemný plyn alebo, napríklad, na vykurovací olej, potom je možné nedokonalé spaľovanie paliva s tvorbou voľného vodíka.

Nabíjajte materiály, Ingoty, šrot a zlievarenské výrobky môžu obsahovať oxidy, korózne výrobky, piesok a ďalšie zlievarenské obrysy, ako aj mazadlá, ktoré sa používajú pri obrábaní. Všetky tieto znečisťujúce látky sú potenciálnymi zdrojmi vodíka, ktorý sa vytvára pri regenerácii organických látok alebo chemickom rozklade vodnej pary.

Tavivá.  Väčšina tokov sú soli a ako sú všetky soli hygroskopické, to znamená, že sú pripravené „potešiť“ vodu. Preto mokrý tok nevyhnutne zavádza vodík do taveniny, ktorá sa vytvára chemickým rozkladom vody.

Taviace nástroje.  Taviace nástroje, ako sú vrcholy, škrabky a lopaty, môžu byť tiež zdrojom vodíka, ak sa nebudú udržiavať čisté. Oxidy a zvyšky taviva na takýchto nástrojoch sú obzvlášť zložitými zdrojmi kontaminácie, pretože absorbujú vlhkosť priamo z okolitého vzduchu. Žiaruvzdorné materiály, odkvapové žľaby a distribučné kanály, vápenné a cementové malty, vzorkovacie panvy sú potenciálne zdroje vodíka, najmä ak nie sú dostatočne vysušené.

Interakcia medzi tekutým hliníkom a plesňou. Ak tekutý kov počas plnenia formy prúdi príliš turbulentne, môže zachytiť vzduch do svojho vnútorného objemu. Ak vzduch nemôže alebo nemá čas vystúpiť pred začiatkom tuhnutia, vodík vstúpi do kovu. Nesprávne vyrobené podávače foriem môžu tiež spôsobiť zachytenie vzduchu. Ďalším zdrojom vodíka sú príliš vlhké pieskové formy.

Reakcia hliníka s vodíkom

Predpokladá sa, že hliník, rovnako ako väčšina kovov, priamo nereaguje s vodíkom. Kovy obvykle tvoria zlúčeniny stratou elektrónov, ktoré sú akceptované inými prvkami. Vodík tiež vytvára zlúčeniny, ktoré strácajú elektróny (alebo zdieľajú elektróny). Atómy vodíka preto zvyčajne neakceptujú elektróny, ktoré darujú kovy za vzniku zlúčenín. Iba niektoré veľmi reaktívne kovy, ako napríklad sodík, draslík, vápnik a horčík, môžu „donútiť“ atómy vodíka, aby prijali svoje elektróny za vzniku pevných iónových zlúčenín nazývaných hydridy týchto kovov.

Priama syntéza hydridu hliníka z vodíka a hliníka vyžaduje šialený tlak asi 2 000 000 000 atmosfér a teplotu nad 800 K. Medzitým existuje taká zlúčenina, ako je hydrid hlinitý. Hydrid hlinitý je nestabilná zlúčenina, ktorá sa ľahko rozkladá pri teplotách nad 100 ° C. Nezískava sa priamo, ale v dôsledku reakcií iných zlúčenín.