偏铝酸钠
基本信息 编辑本段
中文名称：偏铝酸钠
英文名称：Sodium Aluminate
英文别名：Sodium metaaluminate;Aluminum sodium oxide Sodium aluminum oxide;SODIUM ALUMINATE;
PSA：34.14000
EINECS:215-100-1
分子式:NaAlO2
相对分子质量:81.97
物理性质 编辑本段
化学性质 编辑本段
1.与强酸（如盐酸）反应。反应先生成白色沉淀，后沉淀消失，反应方程式如下：
NaAlO+HCl+HO=Al(OH)↓+NaCl
Al(OH)+3HCl=AlCl+3HO
离子方程式为：AlO +H +HO=Al(OH)↓
Al(OH)+3H ==Al +3HO
2.与弱酸（例子为CO）反应生成Al(OH)沉淀：
①CO过量：AlO +CO+2HO=Al(OH)↓+HCO
②CO少量：2AlO +CO+3HO=2Al(OH)↓+CO
计算化学数据 编辑本段
1.疏水参数计算参考值（XlogP）:无
2.氢键供体数量:0
3.氢键受体数量:2
4.可旋转化学键数量:0
5.互变异构体数量：无
6.拓扑分子极性表面积40.1
7.重原子数量:4
8.表面电荷:0
9.复杂度:13.5
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:2
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制取方法 编辑本段
1.铝单质与氢氧化钠反应，放出氢气：
2NaOH+2Al+2HO=2NaAlO+3H↑
2.氧化铝和氢氧化钠反应：
AlO+2NaOH=2NaAlO+HO
（此为高中阶段要求方程式，附上人教版原文：严格地说，该反应生成的化合物为Na[Al(OH)]，写为NaAlO只是为了表达方便而采用的简写形式）
合成方法 编辑本段
1.拜耳法以铝矾土为原料，矾土中氧化铝和氧化硅的质量比值大于8，将铝矾土粉碎，球磨使粒度85%通过220目，然后与碱液混合湿磨，使苛化系数达到1.65±0.02，在150℃以上加热2～3h，进行高压溶出，使铝矾土中氧化铝以铝酸钠形式转入溶液，用水稀释杂质氧化硅、氧化铁、氧化钙成为赤泥，经沉降分离，粗液再经过滤、蒸发至干，制得铝酸钠成品。
偏铝酸钠的生产方法主要有：
（1）拜耳法。将铝矾土破碎、磨细，然后与苛性钠溶液混合，送入高压釜内用高温高压，使铝矾土中的氧化铝变成铝酸钠而转入溶液中，分离后得铝酸钠溶液，经蒸发后即得产品。近年来碱液的高压溶出过程已由间断式发展到连续式，管道化溶出已开始用于拜耳法生产中。
（2）烧结法。将铝矾土、纯碱、石灰石磨细混合，在1200℃以上的高温下烧结，熟料用水浸取，浸取后的铝酸钠溶液经过除硅后得到精制的铝酸钠溶液，蒸发至干即得产品，烧结法又分为干料烧结法与湿料烧结法，目前湿料烧结法基本上已取代了干料烧结法。
（3）联合法。所谓联合法是指拜耳法、烧结法同时并用的生产方法。在生产中若以拜耳法为主，烧结法为辅，将高硅铝矾土应用拜耳法处理，然后将所得赤泥用烧结法处理，这叫串联联合法。如果将低硅铝矾土矿用拜耳法处理，高硅铝矾土用烧结法处理，在生产过程中两种方法同时进行，然后将两种方法所得粗液合并，这叫并联联合法，得到的铝酸钠溶液经蒸发后即得产品。
（4）氢氧化铝碱解法。在氢氧化钠溶液中于50～80℃温度下加入粗氢氧化铝升温至110℃，保温3h，得铝酸钠溶液，蒸发至干即得产品。
拜耳法适宜于含硅低的铝矾土，工艺过程比烧结法简单，投资少，成本较低，产品质量高，但是当所处理的铝土矿品位较低时，它在经济上的优越性也随之降低。烧结法适宜于以高硅铝矾土为原料，其流程较拜耳法复杂，投资较大，成本高，产品质量也差，但氧化铝总回收率较高。联合法具有上述两法的特点，既可用高硅铝矾土，也可用低硅铝矾土。
主要制法流程简述。
（1）拜耳法以铝矾土为原料，要求其氧化铝含量为40%～70%，二氧化硅4%～20%，氧化铁1%～20%，并且要求铝矾土中氧化铝和氧化硅的质量比大于8。将铝矾土粉碎、球磨使粒度达到85%通过220目，然后与碱液混合湿磨，进行高压溶出，在150℃以上加热2～3h，铝矾土中氧化铝以铝酸钠形式转入溶液，而氧化硅、氧化铁、氧化钙等杂质则成为赤泥而沉淀。为了使铝酸钠溶液易于和赤泥分离，并加强脱硅，可将溶出液稀释至氧化铝含量由250～300g/L降低为100～120g/L。
在多层沉降槽中分离铝酸钠溶液与赤泥，然后将铝酸钠溶液蒸发至干，即得成品。
（2）烧结法将铝硅比为3～6的铝矾土破碎，和石灰石混合，按比例在球磨机中进行湿磨，同时加入纯碱溶液。磨细后的料浆按一定比例加以混合调配。调配好的料浆以12～15kg/cm的压力喷射至转窑中，在1200～1250℃的温度下进行烧结。料浆经烧结后的熟料与赤泥洗液等调整液一起在圆锥球磨机中进行湿磨溶出，使氧化铝变成铝酸钠溶液，氧化硅、氧化铁等杂质变成固体赤泥。溶出后的泥浆经静置沉降、真空抽滤将溶液和残渣分离。赤泥残渣用热水反向洗涤四次，洗涤液返回去溶出熟料。分离得到的铝酸钠溶液每升约含氧化铝100～110g，含二氧化硅2.5～4g/L。将粗液送到压煮器内用蒸汽直接加热，在5～6atm存在石灰乳的条件下进行脱硅，溶液经过2h左右的搅拌压煮后，大部分硅以不溶性铝硅酸钠除去。料浆经沉降、叶片过滤机过滤，分离除去硅渣后，经蒸发至干，即得成品。
主要用途 编辑本段
1.广泛用于工业用水和自来水的净化，能降低水的硬度和加快悬浮固体的沉降。与硅酸盐化合能改进分子筛结晶，用作石油烃转化的催化剂和载体，制造无定形氧化铝催化剂及稳定硅胶溶液的原料。用作玻璃和陶瓷蚀刻用的碱洗涤溶液抑制剂，造纸工业用的填充剂，减少油井水黏度及钢表面处理用的保护剂，土壤硬化剂和用于肥皂，染料等工业。
2.用作采油酸化压裂液增稠剂、堵水-调剖剂的交联剂，与聚合物一起配合使用。并用作中性纸施胶剂、土壤硬化剂、水泥混合剂及催化剂。
3.用于玻璃和陶瓷蚀刻用的碱洗涤溶液抑制剂，造纸工业上用作填充剂，用于减小油井水黏度以及作为钢表面处理的保护剂。也用作为土壤硬化剂和用于肥皂，染料等工业。
无水制取 编辑本段
偏铝酸钠不在溶液中存在，固态高温反应可生成偏铝酸钠
金属铝和氢氧化钠溶液反应生成的化合物曾被认为是NaAlO，但科学研究证明该产物实际上是Na[Al(OH)]（四羟基合铝酸钠），属于配位化合物。
要制备分子式为NaAlO的偏铝酸钠，方法是将活性氧化铝加入到熔融的氢氧化钠中，产物是偏铝酸钠和水，水以气体的形式挥发，方程式为：
AlO+2NaOH=高温=2NaAlO+HO(g)↑（水蒸气）
干燥的氧化铝与碳酸钠共熔融时，即有偏铝酸钠形成。反应方程式如下：
AlO+NaCO=2NaAlO+CO
水合氧化铝与碳酸钠加热至950℃，即有偏铝酸钠和铝酸钠形成(a)
(a) 2AlO·HO+2NaCO→NaAlO+NaAlO+AlO+2HO↑+2CO↑;
后者当加热至1200℃时，即生成偏铝酸钠(b)。
(b) NaAlO+NaAlO+AlO═4NaAlO
性质稳定 编辑本段
1.如果遵照规格使用和储存则不会分解，未有已知危险反应，避免酸、二氧化碳、水分/潮湿。
2.高温熔融产物为白色粉末，易溶于水，在水中溶解后析出氢氧化铝沉淀，水溶液呈碱性，pH值为12.3。不溶于乙醇，在空气中易吸收水分和二氧化碳。
溶于水，不溶于醇。有吸湿性。水溶液呈强碱性，能渐渐吸收水分而成氢氧化铝，加入碱或带氢氧根多的有机物则较稳定。与酸类发生剧烈反应，与铁盐发生反应释出氢气。溶于水，不溶于醇。水溶液呈强碱性，能渐渐吸收水分而分解生成氢氧化铝，加入碱或带氢氧根多的有机物则较稳定。
贮存方法 编辑本段
应贮存于通风、干燥的库房中。
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