آلومینای فعال چیست؟

اکتیو آلومینا یا همان آلومینای فعال دارای ویژگی های خاصی می­باشد که آن را در بیشتر فرآیندهای صنعتی به محصولی کاربردی مبدل کرده است. این خصوصیات شامل مقاومت در مقابل شکنندگی، مقاومت در برابر ضربه حرارتی، مقاومت در برابر فرایند های  شیمیایی و… است.

آلومینای فعال بدلیل داشتن تخلخل زیاد جاذب قوی و کاربردی می­باشد. تحت رعایت استانداردهای خاص و تحت نظارت میتوان ویژگی های مورد انتظار از آلومینای فعال را بدست آورد.

 آلومینای فعال

شکل متخلخل و جامد از اکسید آلومینیوم را آلومینای فعال گویند. آلومینای فعال شده در واقع به آلومینا کلسینه شده در دمای پایین گفته می­شود. قابلیت عجیب این نوع آلومینا توانایی گرم کردن سطحی با بیش از ۲۰۰ مترمربع است. فعالیت­های شیمیایی آلومینای فعال بسیار بالا بوده که باعث می‌شود از آن به عنوان کاتالیزور نیز استفاده شود.

در صورتیکه آلومینای فعال در محیط قرار بگیرد بسیار چسبنده می­شود بطوریکه جدا شدن ماده از آن بسیار سخت می­ شود. آلومینا ویژگی خاص دیگری نیز دارد از جمله: متخلخل بودن، مقاومت در برابر خوردگی و  رطوبت، مقاومت در برابر حرارت، چگالی مناسب و …

آلومینای فعال چگونه تولید می شود؟

سنگ‌ بوکسیت از طریق واکنش­های شیمیایی در فرآیند بایر، تبدیل به آلومینای فعال می‌شود. آلومینای فعال به عنوان یک هیدروکسید آلومینیم (گیبسیت، بوهمیت و …) شناخته می شود.

نحوه­ی فعال سازی آلومینا

به فاز ایجاد تخلخل بسیار زیاد در آلومینا، فعال سازی آلومینا گویند. که برای این کار باید شرایط زمانی، مکانی و دمایی آلومینا به منظور کنترل خواص آن محدود شود. ترکیباتی که در سنگ بوکسیت موجود است به عنوان منبع اصلی آلومینا می­تواند برا خواص نهایی آن تاثیر داشته باشد.

انواع آلومینا

از لحاظ تجاری انواع مختلفی از آلومینا وجود دارد که هر تولیدکننده با توجه به نیازهایی که از آلومینا دارد، یک یا چند نوع از آن را استفاده می‌کند. انواع مختلف آلومینا در ادامه مطلب بیان شده است:

• آلومینای اسملتر
• آلومینای کلسینه شده
• آلومینای راکتیو
• آلومینای تبولار
• آلومینای فیوزد (فرم‌های مختلفی از آلومینای فیوزد وجود دارد که عبارتند از: WFA ، BFA ، PFA )
• آلومینای ذوبی سیاه
• آلومینای حباب دار
• آلومینای اکتیو ( فعال)
• آلومینای خشن تراش

کاربردهای بیومتریالی

آلومینا از لحاظ شیمیایی یک اکسید آمفوتر و خنثی می­باشد. به خاطر وجود این ویژگی، آلومینا مقاومت به خوردگی مناسبی از خود نشان می­دهد. محیط بدن موجودات زنده محیطی خورنده بحساب می­ آید. 

درصورت عدم تناسب میان یک ایمپلنت و بدن، بدن آن را دفع خواهد کرد. این دفع نمودن به همراه تحریک سیستم دفاعی بدن علیه ماده خارجی می­باشد از این رو نوع ماده که استفاده می­شود در ساخت ایمپلنت و پروتز بسیار اهمیت دارد. آلومینا دو ویژگی دارد که به عنوان یک ماده، سازگار با زیست شناخته شده است. این دو ویژگی در ادامه بیان شده اند:

• آلومینا از لحاظ شیمیایی خنثی می­باشد.
• آلومینا با محیط بدن سازگاری بسیاری از خود نشان می­دهد.

البته آلومینا نیز مانند سایر سرامیک‌ها ماده ای ترد می­باشد و استحکام کششی آن پایین خواهد بود. در واقع در هنگام استفاده از سرامیک‌ها (آلومینا) در ساخت پروتزها با مشکل ابعادی روبرو خواهیم بود، و نمی­توان هر قطعه ای با هر ابعادی را از جنس سرامیکی تهیه کرد. 

در کل اگر قطعه­ی ما ابعاد کوچکی داشته باشد مانند دندان یا استخوان‌های کوچک نیز می­توان از سرامیک استفاده نمود اما اگر استخوان ما بزرگتر باشد استخوان ران یا ساق پا ، سرامیک در ساخت آن غیر قابل استفاده خواهد بود.

کاربردهای آلومینای فعال

آلومینای فعال را می­توان به روش­های متعددی استفاده کرد و در واقع کاربرد بالایی در صنایع مختلف دارد. این ماده شیمیایی می­تواند برای جذب رطوبت هوا و یا حذف فلوراید و دیگر عناصر مانند آرسنیک و سرب از آب آشامیدنی مورد استفاده قرار گیرد. آلومینای فعال برای پاکسازی آلاینده­های سمی موجود در آب باران در مناطق آلوده نیز مورد استفاده قرار می­گیرد.

وجود آلاینده­هایی مثل آرسنیک در آب آشامیدنی می­تواند باعث بروز مشکلات زیادی برای سلامتی انسان­ها شود، به همین جهت استفاده از آلومینای فعال برای حذف آرسنیک موجود در آب کاربرد بالایی خواهد داشت. راندمان آلومینای فعال خیلی بالا بوده و کاربرد فراوانی در صنایع مختلف دارد که آن را به عنوان یک ماده‌ی شیمیایی ایده آل معرفی می‌کند.

کاربرد آلومینای فعال تقریبا مانند کربن فعال یا کربن اکتیو است.  این ماده به خاطر داشتن سطحی متخلخل، باعث جذب ترکیبات دیگر به سمت خود می­شود و آنها را در بستر خود نگه می­دارد. از مهم ترین موارد کاربردی آلومینای فعال شده سنتز انواع جاذب­ها و خشک­کن­ها است .

کاربرد آلومینای فعال در تصفیه آب:

 آلومینای فعال در خیلی از وسایل زندگی روزمره حتی در منزل و محیط کار مورد استفاده قرار می­گیرد مانند دستگاه تصفیه آب خانگی که در بعضی از خانه­ها وجود دارد.

آلومینای فعال دارای تخلخل بالایی می­باشد که نوعی از اکسید آلومینیوم است و جهت جذب آلاینده‌های موجود در گازها و مایعات مورد استفاده قرار می­گیرد.

ساختار متخلخل و سطح تماس بسیار زیاد این ماده باعث شده که به عنوان یکی از بهترین مواد جهت تصفیه آب مورد استفاده قرار­گیرد.

اکسید آلومینیوم جذاب قوی برای آرسنیک، فلوراید، سلنیوم و کرومیوم است. هنگامی که دانه­های آلومینای فعال در دستگاه­های تصفیه آب قرار می­گیرد این آلاینده­ها توسط اکسید­کلسیم موجود در آلومینا جذب می­شوند.

آلومینای فعال برای محیط یا افرادی که از آن استفاده می­کنند خطری نخواهد داشت؛ زیرا غیر­سمی است و خطری برای دیگران ندارد. هرچند تماس با مقدار زیادی از اکسید آلومینیوم می­تواند باعث سوزش چشم­ها و پوست بصورت اندک شود. بسته ­بندی آلومینای فعال در دستگاه­های تصفیه آب بسیار محکم است و احتمال کمی وجود دارد که افراد در معرض اکسید آلومینیوم قرار بگیرند.

گرفتن رطوبت توسط آلومینای فعال:

یکی دیگر از کاربردهای آلومینای فعال شده، استفاده از آن به عنوان جامد خشک ­کن می­ باشد این ماده رطوبت هوا را می‌تواند جذب کند؛ (همانند ماده ی سیلیکاژل). مقدار رطوبت جذب شده توسط آلومینای فعال حدود ۲۰درصد وزن خودش است در جایی که رطوبت نسبی، ۵۰% باشد. هم می­توان جهت جذب گازها استفاده کرد هم می­توان از آن جهت جذب رطوبت هوا استفاده کرد و آب جذب شده را طی یک فرایند حرارتی از بین برد و مجددا از آلومینای بازیابی شده استفاده کرد .

از آلومینای فعال جهت جذب رطوبت موجود در هوای تولید شده توسط کمپرسور­ ها مخصوصا کمپرسور اسکرو می­ توان استفاده کرد.

آلومینای فعال به عنوان کاتالیزور:

مهم­ترین کاربرد آلومینای فعال به عنوان کاتالیزور در پالایشگاه­های نفت و گاز است. معمولا از این ماده در پالایشگاه­ها جهت بازیابی گوگرد بکار می­رود. در کنار این رطوبت بالا می­تواند آسیب زیادی به خطوط انتقال گاز وارد کند و با توجه به این می­توان از آن برای جذب رطوبت استفاده کرد.

ساخت تجهیزات درمانی از آلومینای فعال:

در محیط­های بیولوژیکی نیاز به ماده­ای داریم که واکنش­پذیر نباشد. از آنجایی که آلومینای فعال این خصوصیت را دارد می­تواند بهترین گزینه برای این موضوع باشد. می­توان از آن به عنوان محافظ پروتز­های استفاده شده در بدن استفاده کرد.

استفاده از آلومینای فعال در سیستم های خلا:

در سیستم­هایی که نیاز به خلا بالا دارند آلومینای فعال را به عنوان یک جاذب قوی استفاده می­کنند به این صورت که در ابتدای خطوط لوله باعث جلوگیری از ورود روغن تولید شده توسط پمپ ها به سیستم می‌شوند.

آلومینای فعال شده برای جذب فلوراید:

از دیگر کاربرد­های آلومینای فعال توانایی حذف فلوراید از آب است. فیلتر­های که دارای آلومینای فعال هستند، می‌توانند این کار را به بهترین شکل انجام دهند.