Alúmina

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Alúmina
Nombre (IUPAC) sistemático
Óxido aluminio
General
Fórmula semidesarrollada	Al2O3
Fórmula molecular	n/d
Identificadores
Número CAS	1344-28-1
PubChem	9989226
Propiedades físicas
Estado de agregación	sólido
Densidad	3860 kg/m3; 3,86 g/cm3
Masa molar	101,96 g/mol
Punto de fusión	2345 K (-270,805 °C)
Punto de ebullición	3250 K (-269,9 °C)
Índice de refracción	nω=1,768–1,772 nε=1,760–1,763 Birrefringencia 0.008
Propiedades químicas
Solubilidad en agua	insoluble
Valores en el SI y en condiciones normales (0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. Exenciones y referencias

La alúmina es el óxido de aluminio (Al₂O₃). Junto con la sílice, es el componente más importante en la constitución de las arcillas y los esmaltes, confiriéndoles resistencia y aumentando su temperatura de maduración.

El óxido de aluminio existe en la naturaleza en forma de corindón y de esmeril. Tiene la particularidad de ser mas duro que el aluminio y el punto de fusión de la alúmina son 2.000 °C (2.273,15 K) frente a los 660 °C (933,15 K) del aluminio, por lo que su soldadura debe hacerse a corriente alterna

Estructura cristalina

Los cristales de óxido de aluminio presentan un sistema cristalino hexagonal y de tamaño muy fino (nm).

Propiedades

• Densidad: 3,86 g/cm³.
• Dureza Vickers: 1500-1650 kgf mm².
• Módulo de elasticidad: 300-400 GPa.

Proceso de producción

La industria emplea el proceso Bayer para producir alúmina a partir de la bauxita. La alúmina es vital para la producción de aluminio (se requieren aproximadamente dos toneladas de alúmina para producir una tonelada de aluminio).

En el proceso Bayer, la bauxita es lavada, pulverizada y disuelta en sosa cáustica (hidróxido de sodio) a alta presión y temperatura; el líquido resultante contiene una solución de aluminato de sodio y residuos de bauxita que contienen hierro, silicio, y titanio. Estos residuos se van depositando gradualmente en el fondo del tanque y luego son eliminados. Se los conoce comúnmente como "barro rojo". La solución de aluminato de sodio clarificada es bombeada dentro de un enorme tanque llamado precipitador. Se añaden finas partículas de alúmina con el fin de inducir la precipitación de partículas de alúmina puras (proceso de siembra), una vez que el líquido se enfría. Las partículas se depositan en el fondo del tanque, se remueven y luego son sometidas a 1.100 °C (1.373,15 K) en un horno o calcinador, a fin de eliminar el agua que contienen, producto de la cristalización. El resultado es un polvo blanco, alúmina pura. La sosa cáustica es devuelta al comienzo del proceso y usada nuevamente.

Aplicaciones

La industria del aluminio primario utiliza la alúmina fundamentalmente como materia prima básica para la producción del aluminio. Además, la alúmina se utiliza de manera complementaria para:

• Aislante térmico para la parte superior de las cubas electrolíticas.
• Revestimiento de protección para evitar la oxidación de los ánodos de carbono.
• Absorción de las emisiones provenientes de las cubas.
• También es utilizada para el secado del aire comprimido ya que tiene la propiedad de adsorber y desorber el agua.
• En el área sanitaria de las prótesis dentales, se utiliza como base de la estructura de coronas y puentes proporcionando gran dureza y resistencia, ligereza y translucidez.
• En molinos de esmaltes cerámicos como piedras de molienda (a modo de las piedras que engullen las aves para triturar los granos en la molleja).

Su regeneración (para el caso de la adsorción/desorción) es con aire seco y caliente y tiene una temperatura de punto de rocío de -40 °C (233,15 K).

Véase también

• Corindón
• Rubí
• Zafiro

Referencias