Aluminiumoxid

Stoffsystem

Al₂O_3, Siedepunkt: 2980 °C Schmelzpunkt: 2072 °C, in Wasser ist es unlöslich.

Herstellung und Anwendung

Die aus Bauxit gewonnene Tonerde ist ein Zwischenprodukt für die eigentliche Aluminiumherstellung. Für ihre Gewinnung wird weltweit fast ausschließlich das Bayer-Verfahren angewendet: Im ersten Schritt wird das Bauxit gemahlen und im Mischer in genau dosierter Konzentration mit der Aufschlusslauge NaOH (Natronlauge) vermengt. Dieses Gemisch kommt in den Autoklaven und wird dort unter Druck bei einer Temperatur bis zu 270°C aufgeschlossen. Das Aluminiumoxid geht dabei als Natriumaluminat in Lösung. Druck und Temperatur sowie die Menge der zugesetzten Lauge hängen von der Beschaffenheit des Erzes ab. Im Eindicker werden die ungelösten Bestandteile ausgeschieden. Dies sind im wesentlichen Eisenoxid, Titanoxid und der größte Teil des Siliziumoxids. Diese Stoffe zusammen bilden den sogenannten Rotschlamm. Das Natriumaluminat wird im Ausrührer auf ca. 60°C abgekühlt und mit geringen Mengen Aluminiumhydroxid „geimpft“. Dadurch einsteht eine Übersättigung, und der Großteil des Aluminiums fällt in Form von Aluminiumhydroxid aus, welches im nachfolgendem Vakuumfilter getrennt wird. Im Filter wird auch die Prozesslauge vom Aluminium gereinigt und wieder dem Mischer zur wiederholten Verwendung zugeführt. Schließlich wird das Aluminiumhydroxid in einem Drehrohr- oder Wirbelschichtofen (Kalzinierofen) auf etwa 1300°C erhitzt (kalziniert). Dabei wird das noch enthaltene Wasser ausgetrieben. Als Ergebnis erhält man Aluminiumoxid (Tonerde) mit einem Reinheitsgrad von ca. 99% in Gestalt eines trockenen, weißen Pulvers. Bei hochwertigen Bauxiten erhält man aus zwei Tonnen Rohmaterial eine Tonne Aluminiumoxid.

Aluminiumoxid ist u.a. ein Rohstoff für Zeolithe und wird auch als Katalysator verwendet.

Umwelteinfluss und Gesundheit

Die reine Substanz ist i.a. nicht wassergefährdend (WGK 0). Bei Verunreinigungen kann allerdings davon nicht mehr ausgegangen werden.

Abwasserreinigung/Trinkwasseraufbereitung

In der Wasseraufbereitung wird Aluminiumoxid als Adsorbens eingesetzt.