工业氧化铝的简介
氧化铝
工业氧化铝是由铝矾土（Al2O3·3H2O）和硬水铝石制备的，对于纯度要求高的Al2O3，一般用化学方法制备。 Al2O3有许多同质异晶体，已知的有10多种，主要有3种晶型，即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中结构不 同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完Biblioteka 转化为α-Al2O3。基本信息
氧化铝是铝的稳定氧化物，化学式为Al2O3。在矿业、制陶业和材料科学上又被称为矾土。
分子结构图性状：难溶于水的白色固体，无臭、无味、质极硬，易吸潮而不潮解（灼烧过的不吸湿）。氧化 铝是典型的两性氧化物（刚玉是α形属于六方最密堆积，是惰性化合物，微溶于酸碱耐腐蚀 ），能溶于无机酸 和碱性溶液中，几乎不溶于水及非极性有机溶剂；相对密度(d204）4.0；熔点2050℃。
化学性质
和酸反应： Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O 和熔融的碱反应： Al2O3 + 2NaOH= 2NaAlO2（偏铝酸钠）+ H2O 和碱溶液反应： Al2O3+ 2NaOH +3H2O = 2Na[Al(OH)4]（四羟基合铝酸钠） 也可以简写为：Al2O3+2OH-=2AlO2-（偏铝酸根离子）+H2O
工业氧化铝粉
工业氧化铝粉工业氧化铝粉是一种广泛应用于各种领域的粉末材料，其主要成分为氧化铝（Al2O3）。
它具有高硬度、耐磨性、耐腐蚀性、高温稳定性等优良特性，因此被广泛应用于陶瓷、电子、建筑材料等领域。
一、工业氧化铝粉的制备方法1. 热分解法热分解法是将铝盐溶液在高温下加热分解，得到氧化铝粉末。
该方法操作简单，但产量低，且需要高温条件。
2. 氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法是将铝盐溶液与碱溶液反应生成氢氧化物沉淀，再经过焙烧得到氧化铝粉末。
该方法生产成本较低，但需要多次反应和处理。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是将金属有机物或无机盐与有机物共同溶解在水中形成溶胶，在加入固定剂后凝胶形成，并经过干燥和焙烧得到氧化铝粉末。
该方法生产成本较高，但能够制备出高纯度、高比表面积的氧化铝粉末。
二、工业氧化铝粉的应用领域1. 陶瓷材料由于工业氧化铝粉的高硬度和耐磨性，因此被广泛应用于陶瓷材料中。
它能够提高陶瓷制品的硬度和耐磨性，使其更加坚固耐用。
2. 电子材料工业氧化铝粉还被广泛应用于电子材料中。
它可以作为半导体材料、电容器等的基础材料，具有优良的绝缘性能和耐高温性能。
3. 建筑材料工业氧化铝粉也可以作为建筑材料中的填充剂和增强剂使用。
例如，在混凝土中添加适量的氧化铝粉可以提高混凝土的强度和抗压性能。
4. 其他领域除了上述应用领域外，工业氧化铝粉还被广泛应用于制备催化剂、涂层材料、研磨材料等领域。
三、工业氧化铝粉的性能特点1. 高硬度工业氧化铝粉的硬度非常高，其硬度仅次于金刚石和碳化硅，因此具有良好的耐磨性能。
2. 耐腐蚀性工业氧化铝粉具有良好的耐腐蚀性，能够在酸、碱等强腐蚀性环境下保持稳定。
3. 高温稳定性工业氧化铝粉具有良好的高温稳定性，能够在高温环境下保持稳定。
4. 高比表面积工业氧化铝粉具有高比表面积，因此在催化剂、涂层材料等领域中被广泛应用。
四、工业氧化铝粉市场前景展望随着科技进步和人们对产品质量要求的提高，工业氧化铝粉作为一种功能性材料将会有更广泛的应用前景。
氧化铝作用与用途
氧化铝作用与用途氧化铝是一种广泛应用的无机化合物，其化学式为Al2O3。
它是一种白色粉末，具有高的熔点和硬度，是一种重要的工业材料。
氧化铝具有多种用途，包括在制造陶瓷、砂纸、磨料、催化剂、电解铝和其他材料中。
氧化铝的制备方法有多种，其中最常见的是从铝矾土中提取。
铝矾土是一种含有氧化铝的矿物，它可以通过矿物处理和提取过程来制备氧化铝。
这种方法是最常见的制备氧化铝的方法之一，因为铝矾土是一种广泛存在的矿物，可以在全球范围内获得。
氧化铝在制造陶瓷中具有重要作用。
陶瓷是一种广泛使用的材料，用于制造各种物品，包括餐具、花瓶、装饰品等。
氧化铝可以用作陶瓷的原料，因为它具有高的熔点和硬度，可以使陶瓷更加坚固和耐用。
此外，氧化铝还可以用作陶瓷的填充物，可以增加陶瓷的密度和强度。
氧化铝还可以用作砂纸和磨料的原料。
砂纸和磨料是用于磨削和抛光材料的工具。
氧化铝具有高硬度和耐磨性，可以用于制造高质量的砂纸和磨料。
此外，氧化铝还可以用于制造砂轮，砂轮是一种用于磨削和抛光金属和其他材料的工具。
氧化铝还可以用作催化剂的原料。
催化剂是一种用于促进化学反应的物质。
氧化铝可以用作催化剂的载体，可以增加催化剂的活性和选择性。
此外，氧化铝还可以用于制造催化剂的支撑材料，可以增加催化剂的稳定性和寿命。
氧化铝还可以用于电解铝的制造。
电解铝是一种广泛使用的金属，用于制造各种物品，包括汽车、飞机、建筑材料等。
氧化铝可以用作电解铝的原料，因为它可以通过电解过程转化为铝金属。
此外，氧化铝还可以用作电解铝的电解槽的内衬材料，可以增加电解槽的耐腐蚀性和寿命。
除了以上应用，氧化铝还可以用于制造高温材料、防火材料、电子材料等。
总之，氧化铝是一种广泛应用的无机化合物，具有多种用途。
随着科技的不断发展，氧化铝的应用领域将会越来越广泛。
HGT-3927工业活性氧化铝简介
HG/T 3927－2007工业活性氧化铝1 范围本标准规定了工业活性氧化铝的要求、试验方法、检验规则、标志、标签、包装、运输和贮存。
本标准适用于工业活性氧化铝。
该产品用于炼油、化肥、石化、天然气、制氧和化工等行业，主要用作气体和液体吸附剂、吸氟剂、干燥剂、和催化剂载体等。
分子式:Al2O3 •nH2O（n＜1）3 分类工业活性氧化铝分为六类:吸附剂——通用型，用于各种烃类气体、天然气、石油裂解气等的吸附、脱水等。
除氟型——用于饮用水、工业水除氟。
再生剂——用于蒽醌法生产双氧水。
脱氯剂——用于各种气体及黏性树脂等液体的脱氯。
催化剂载体——用作各种催化剂载体。
空分干燥剂——空分专用干燥剂。
4 要求4.1 外观:白色球状或柱状。
4.2 工业活性氧化铝应符合表1要求。
表1 要求5 试验方法5.1 安全提示本试验方法中使用的部分试剂具有腐蚀性，操作时须小心谨慎！如贱到皮肤上应立即用水冲洗，严重者应立即治疗。
5.2 一般规定本标准所用试剂和水在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和GB/T 6682一1992中规定的三级水。
试验中所用标准滴定溶液、制剂及制品，在没有注明其他要求时，均按HG/T 3696.3的规定制备。
5.3 外观判别在自然光条件下，用目视法判别。
5.4 三氧化二铝含量的测定5.4.1 方法提要铝离子与已知过量的乙二胺四乙酸二钠标准溶（EDTA）进行络合，形成稳定的A1-EDTA 络合物，过剩的EDTA在pH=5条件下，以二甲酚橙做指示剂，用氯化锌标准滴定溶液回滴至终点。
5.4.2 试剂5.4.2.1 六次甲基四胺。
5.4.2.2 硫酸溶液:1+1。
5.4.2.3 盐酸溶液:1+4。
5.4.2.4 氨水溶液:1+9。
5.4.2.5 乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液:c（EDTA）≈0.05mol/L。
5.4.2.6 氯化锌标准滴定溶液:c（ZnCl2）≈0.05mol/L。
5.4.2.7 二甲酚橙指示剂.2g/L。
氧化铝工业历史
氧化铝工业历史氧化铝工业历史一、氧化铝的发现和应用氧化铝是一种无机化合物，其结构为Al2O3。
氧化铝最早是由法国化学家拉瓦锡于1787年通过加热铝金属粉末制得的。
但是，当时人们并没有意识到这种物质的重要性。
随着时间的推移，人们逐渐发现了氧化铝的广泛应用价值。
在19世纪初期，英国工程师哈里森发明了一种将氧化铝用作磨料的方法。
此后，氧化铝开始被广泛应用于陶瓷、玻璃、电子、建筑等领域。
二、氧化铝工业的起步20世纪初期，德国开始大规模生产氧化铝，并成为了当时全球最大的生产国。
此后，美国也开始涌现出一批较大规模的氧化铝生产企业。
在中国，氧化铝工业起步较晚。
20世纪50年代末期至60年代初期，中国先后建设了几个小型氧化铝厂，并开始实现自给自足。
但是，在这个阶段，中国生产的氧化铝质量较差，产量也不高。
三、氧化铝工业的发展随着中国改革开放的深入推进，氧化铝工业开始迎来了快速发展。
1983年，中国首家大型氧化铝厂——山东招远铝业公司投产。
此后，中国氧化铝工业的规模和产能不断扩大。
1990年代以来，中国氧化铝企业开始引进国外先进技术和设备，并逐步提升产品质量和生产效率。
同时，随着国内需求的增加以及出口市场的开拓，中国氧化铝工业在全球范围内逐渐崭露头角。
四、现状与前景目前，全球氧化铝市场已经形成了以欧美、日本为主导的格局，并且这些地区的企业具有较强的技术实力和品牌影响力。
但是，在亚洲地区，尤其是在中国和印度等新兴市场中，氧化铝工业仍然具有较大潜力。
未来几年，随着全球经济的复苏和新兴市场需求的增加，预计全球氧化铝市场将保持稳定增长。
同时，氧化铝工业将继续向高端产品和高附加值领域发展，以满足不断提升的市场需求。
工业氧化铝6类
工业氧化铝6类摘要：1.工业氧化铝的简介2.工业氧化铝的6 类分类3.各类氧化铝的特点和应用4.我国工业氧化铝的发展现状和前景正文：一、工业氧化铝的简介工业氧化铝，又称为铝氧化物或铝土矿，是一种无机化合物，化学式为Al2O3。
它是铝元素最常见的氧化物，具有高熔点、高硬度和良好的耐磨性等特点。
工业氧化铝广泛应用于各个领域，如陶瓷、化工、电子、航空等。
二、工业氧化铝的6 类分类根据工业氧化铝的物理和化学性质，可以将其分为以下6 类：1.高纯度氧化铝：纯度高达99.99% 以上，主要用于半导体材料、光纤等高精度领域。
2.普通氧化铝：纯度在95%-99.9% 之间，广泛应用于陶瓷、耐火材料等。
3.活性氧化铝：具有较高的比表面积，主要用于催化剂、吸附剂等领域。
4.纳米氧化铝：粒径在1-100nm 之间，具有优异的力学性能、热稳定性和化学稳定性，广泛应用于涂料、塑料等。
5.氢氧化铝：由氧化铝和水反应生成，主要用于污水处理、医药等。
6.复合氧化铝：由氧化铝与其他物质复合而成，具有特殊的性能，如高强度、高硬度等，用于航空、航天等高端领域。
三、各类氧化铝的特点和应用1.高纯度氧化铝：具有高熔点、高硬度、高绝缘性等优点，主要用于半导体材料、光纤、电子元器件等。
2.普通氧化铝：具有良好的耐磨性、耐高温性和化学稳定性，广泛应用于陶瓷、耐火材料、磨料等。
3.活性氧化铝：具有较高的比表面积，用作催化剂和吸附剂，如石油裂化、催化剂载体等。
4.纳米氧化铝：具有优异的力学性能、热稳定性和化学稳定性，用于涂料、塑料、橡胶等填充剂。
5.氢氧化铝：具有良好的吸附性能，用于污水处理、医药等。
6.复合氧化铝：具有特殊的性能，如高强度、高硬度等，用于航空、航天等高端领域。
四、我国工业氧化铝的发展现状和前景我国是氧化铝生产和消费大国，拥有丰富的铝土矿资源。
近年来，我国氧化铝产业在政策支持和市场需求的推动下，取得了长足的发展。
氧化铝-
宝石界将红宝石之外的各色宝石级刚玉都 称为蓝宝石。 属于刚玉族矿物，三方晶系 。蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛 （Ti）和铁（Fe）杂质所致；蓝宝石的颜 色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同 一颗石有多种颜色。
红宝石是指颜色呈红色、粉红色的刚玉，掺有 少量三价铬离子的α型氧化铝单晶，是六方晶 系的单轴晶体。通常采用铬离子浓度为0．03 ％～0.07％(重量)的红宝石作为激光工作物 质。
类 别
三水型 氧化铝
组 成
Al2O3H2O
名 称
三水铝石 拜耳石 诺水铝石（或新三水铝 石）
常 用 符 号
Al(OH)3或Al2O3•3H2O β-Al(OH)3或β-Al2O3•3H2O β′-Al(OH)3或β′-Al2O3•3H2O γ-AlOOH或γ- Al2O3•3H2O α-AlOOH或α- Al2O3•3H2O α-Al2O3•nH2O(n=1.4~2.0)
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③容积密度。氧化铝的容积密度是指在自然状态下单位体积的物料质 量。通常容积密度小的氧化铝有利于在电解质中的溶解。 ④粒度。氧化铝的粒度是指粗细程度。氧化铝的粒度必须适当，过粗 在电解质中溶解速度慢，甚至沉淀，过细则容易飞扬损失。 ⑤比表面积。氧化铝的比表面积是指单位重量物料的外表面积与内孔 表面积之和的总面积。是表示物质活性高低的一个重要指标。比表面积 大的氧化铝在电解质中溶解性能好，活性大，但易吸湿。 根据氧化铝的物理性质，通常又可将Al2O3分为砂状、面粉状和中 间状三种类型。这三种类型的Al2O3在物理性质上有较大的差别。 砂状的Al2O3具有较小的容积密度，较大的比表面积，略小的安息角， 含较少量的α- Al2O3，粗粒较多且均匀，强度较高。面粉状的氧化铝则 有较大的容积密度，小的比表面积，含有较多的α- Al2O3，粒度细粒较 多，强度差。而中间状氧化铝的物理性质介于二者之间。
氧化铝用于工业冶炼铝的原因
氧化铝用于工业冶炼铝的原因1. 氧化铝的基本介绍氧化铝，听起来是不是有点高大上？其实，它就是一种白色粉末，化学式是Al₂O₃。
咱们平时见到的铝制品，像铝罐、铝箔、甚至是飞机和汽车，都是由氧化铝经过冶炼而来的。
你要问，为什么选择氧化铝？别急，咱慢慢说。
2. 氧化铝的来源与特点2.1 自然资源丰富首先，氧化铝是从铝土矿提炼出来的。
铝土矿这种东西在地球上可真是到处都有，像个小伙伴，随时可以找到。
大自然真是太慷慨了！而且，氧化铝的成分相对稳定，不容易变质，这就让它在储存和运输的时候省了不少心。
谁愿意每天担心自家的原材料会变坏呢？2.2 高熔点的特点再说说它的熔点，氧化铝的熔点可高达2050℃，真的是个“耐高温”的大块头！这样一来，在冶炼铝的时候，氧化铝就像个稳重的长辈，给铝提供了一个安全的环境，不用担心温度太高会让它出岔子。
3. 工业冶炼铝的过程3.1 电解法的使用那么，氧化铝是怎么变成铝的呢？这里就得提到一个大名鼎鼎的电解法。
这个过程听起来有点复杂，但其实就是把氧化铝放进一个特殊的熔融盐槽里，然后通过电流把它分解成铝和氧。
简单来说，就是把氧化铝“电解”成铝，像魔法一样，咻的一下就出来了。
3.2 效率与成本的考量而且，这个电解过程非常有效率，能大量生产铝，真的是不费吹灰之力。
而且，成本相对较低，跟其他冶炼方法比起来，真的是“性价比之王”！这也是为什么各大铝业公司都选择氧化铝作为原料的原因之一。
毕竟，谁不想花少少的钱，赚大大的呢？4. 应用的广泛性4.1 从日常到工业你知道吗，氧化铝不仅仅用来冶炼铝，它在其他领域也能派上用场。
比如，氧化铝还可以用于磨料、催化剂和陶瓷材料等，简直就是个万金油。
随时随地都能应对各种挑战，真是让人佩服！在生活中，我们使用的很多东西，甚至是牙膏、护肤品中都可能有氧化铝的身影，真是默默无闻的小英雄。
4.2 未来的潜力最后，再聊聊氧化铝的未来。
随着科技的发展，氧化铝的应用前景可谓是“无限可能”。
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工业氧化铝的简介摘要：随着科学与技术的发展，工业氧化铝的应用范围越来越广泛。
对于不同的用途，要求氧化铝具有不同的物理和化学特性。
本文主要论述了工业氧化铝的性质（物理性质，化学性质），化学成分、矿物成分、产出状态，岩石种类，产地、价格、合成原料，工艺，用途等一系列问题。
关键词：工业氧化铝；性质；成分；合成；用途1 工业氧化铝的简介及性质1.1工业氧化铝的矿物成分、岩石种类、产地市场上最易于得到的精制氧化铝是用拜尔法制取的，所用原料为铝矾土矿，我国河南、山东、贵州等地都有优质的大型矾土矿床。
目前，世界已探明铝土资源储量约360亿吨，中国约23亿吨，居世界第五位[1]。
铝土矿的90%—95%首先被加工成氧化铝，绝大部分用于生产金属铝[2]。
仅有约10%氧化铝用于其他特定目的，例如用作染料和洗涤剂的添加剂。
其余5%一10%的铝土矿用作磨料、耐火材料和陶瓷生产或水泥添加剂[3]。
我国铝矾土储量极为丰富，产地从黄河以北的山西、河北和山东，穿过中部的河南和广西，直到西南的贵州和云南。
目前出产高铝矾土熟料的主要产地在山西、河南和贵州。
我国高铝矾土主要矿物为水铝石(水硬铝石)、勃姆石(水软铝石)、高岭石和叶腊石，可按其矿物组成分为3种类型：(l)水铝石—高岭石型[DK]；(2)勃姆石—高岭石型[BK]；(3)水铝石—叶腊石型[DP]。
而目前DK 型矾土应用最为广泛。
DK型矾土熟料按其氧化铝含量分为特等、一等、二等A二等B 和三等[4]1.2工业氧化铝的性质工业氧化铝的主要化学成分是Al2O3，通常还有少量SiO2，Fe2O3，TiO2，Na2O，MgO，CaO和H2O。
要求工业氧化铝必须有较高的纯度，杂质含量，特别是SiO2应尽可能低。
我国原冶金工业部的部颁标准YB 814—1975规定了工业氧化铝的技术条件，见下表，对有些微量杂质暂未作规定。
[5]按物理性质不同，通常将工业氧化铝分为砂型、中间型和粉型三种。
三者的物理性质差别较大，但没有严格区分三种氧化铝的统一标准。
砂型氧化铝呈球状，颗粒较粗，约为80—100μm，安息角小，煅烧程度较低，灼减0.8%—1.5%，其中α- Al2O3含量少于35%，多数在20%左右，γ- Al2O3含量较高，具有较大的活性。
粉型氧化铝平均粒度小（约50μm）,细粉多（小于44μm的大于40%），安息角大，煅烧温度高（灼减小于0.5%，α-Al2O3大于70%），真密度大，堆密度低。
中间型介于二者之间。
[5]1.2.1氧化铝的多晶型氧化铝具有多种晶体结构。
据文献报道,已有α、β、γ、δ、ε、ζ、θ、η、κ、λ等12种。
最常见的有α、β、γ3种晶型,其中α- Al2O3俗称刚玉,它是最稳定的氧化铝晶型,强度和电性能比其它晶型都好,3种晶型的性能见表1。
1.3 工业氧化铝剖面微观结构的研究1.3.1 样品与实验方法1.3.1.1 样品1#样品是种分工艺生产的氢氧化铝煅烧的氧化铝产品,磨损指数42%；2#样品是碳分工艺生产的氢氧化铝煅烧的氧化铝产品,磨损指数18%；3#样品是国外进口氧化铝产品,磨损指数12%。
1.3.1.2 表面结构微观分析样品的制备方法取少量样品,均匀地撒在有碳导电胶的样品台上,用吸耳球吹掉粘结不牢的颗粒。
剖面结构微观分析样品的制备方法:把样品单层地放置在抛光的铜片上,通过电镀使氧化铝颗粒包埋在金属铜中,然后把铜片镶嵌在有机玻璃中进行磨抛金属片至出现颗粒剖面。
把两种样品放在JFC-1600型离子镀膜仪中喷涂铂。
1.3.1.3 样品观察在JSM-6360LV型扫描电镜上,对样品的表面结构采用二次电子像进行观察和拍照,对样品的剖面结构采用背散射电子像进行观察和拍照。
1.3.2 结果与讨论图1~图6是三个样品表面和剖面的SEM照片。
从图1、2颗粒的表面和剖面微观结构看出；种分工艺生产的氢氧化铝煅烧的氧化铝产品,粒度分布较均匀,单晶体表面裂隙呈层状,裂隙发育,裂隙宽窄、长短不同,较宽裂隙中充填有细小粒子,但颗粒的剖面照片上看不到裂隙中的细小颗粒,说明裂隙中的细小粒子是在煅烧过程中物理吸附在裂隙中。
剖面上单晶体的裂隙呈不连续、似层状分布。
由于氢氧化铝晶体结构属层状,当温度升高时,覆盖在晶体表面的羟基与相邻的氢生成水分子后沿层间溢出,氧化铝单晶体的裂隙呈层状。
当单晶体较大(大于80μm)时,氢氧化铝脱水温度较高,水的排出受到阻碍或出现急剧脱水使晶粒崩裂(图2)或产生较宽裂隙,在磨损过程中,颗粒很容易从层间破裂,其磨损指数很大。
由图3看出,碳分工艺生产的氢氧化铝煅烧的氧化铝产品,颗粒是由大小不同较细小的柱状单晶体附聚而成,附聚颗粒结构致密,各单晶呈放射状生长,为典型的放射状结构。
颗粒表面裂隙较少。
从图4剖面看,颗粒裂隙沿晶粒结合处呈典型的放射状,单晶体上,裂隙呈似层状。
图5是国外进口氧化铝产品,颗粒呈似球状,组成颗粒的单晶体20μm左右,它们互相嵌布,结构致密,呈典型的镶嵌状结构。
颗粒表面的裂隙没有1#、2#样品明显。
由图6看到,颗粒在晶粒结合处裂隙少且小,这可能是由于组成颗粒的单晶粒细小,附聚粒多,氢氧化铝煅烧时脱水温度较低,水蒸汽是缓慢从晶粒结合处及单晶粒层间裂隙处脱出,脱水通道多。
[6]1.3.3 结论氧化铝是氢氧化铝在一定温度下煅烧的产品,氢氧化铝煅烧为氧化铝的过程是氢氧化铝结构水脱出的过程,氧化铝颗粒的结构、外形保留了氢氧化铝颗粒的结构和外形,不同类型氢氧化铝在煅烧过程中由于颗粒结晶状态的不同,在脱水时形成的路径不同。
种分氧化铝颗粒大多为单晶体,由于在脱水时大量水仅从层间溢出,少量从轴向溢出,在层间形成大量裂隙,产品在磨损时,颗粒很容易从层间破裂而产生大量细小颗粒,因而磨损指数很大。
碳分氧化铝颗粒由呈拄状单晶体附聚而成,脱水时水从晶粒间及单晶内的层间溢出,脱水通道及方向明显多于种分样品。
表面裂隙发育不明显,磨损时产生的细颗粒较少,磨损指数较小。
国外氧化铝由大量细小晶粒组成的附聚颗粒,单晶粒较小,附聚颗粒数量多,煅烧为氧化铝时脱水温度较低,脱水通道在不同方向很多且通道小而窄,煅烧产生的水容易溢出。
氧化铝表面裂隙很少,磨损时产生细颗粒少,因而氧化铝的磨损指数很小。
实际生产中应控制氢氧化铝的生产工艺,生产出由大量细小晶粒附聚成的氢氧化铝,氧化铝产品质量就能有很大提高。
[7]2 工业氧化铝的制备2.1 拜耳法生产工业氧化铝工业氧化铝的制备多采用拜耳法(即碱石灰法)。
将铝钒土[约含Al2O360%~85%,矿物组成以一水硬铝石(x Al2O3·H2O)为主]与纯碱、石灰石混合并细磨,在高温下烧结,使铝钒土中的一水硬铝石等与纯碱反应生成水溶性铝酸钠,而原矿中所含的SiO2等杂质矿物则与石灰石分解产物结合成稳定的难溶矿物。
将铝酸钠用水浸取,经分离除去难溶性的残渣,通入CO2气体使铝酸钠分解并析出氢氧化铝,氢氧化铝经煅烧处理后即得到工业氧化铝γ- Al2O3。
γ- Al2O3是氧化铝的低温形态,结构疏松,易于吸水,且能被酸碱溶解,性能不稳定,不适于直接用来生产氧化铝陶瓷,可采用适当的添加剂对γ- Al2O3进行高温煅烧,使γ- Al2O3不可逆地转变为α- Al2O3。
这一工艺过程伴随14.3%的体积收缩。
使用煅烧过的α- Al2O3粉生产氧化铝陶瓷,有利于产品尺寸控制和避免产品的开裂。
[8]2.2煤灰、低品位铝矿直接生产工业氧化铝2.2.1 品位铝矿选用及预处理粉煤灰主要化学成分为Al2O3、SiO2、Fe2O3以及CaO、MgO、TiO2等,根据原煤矿藏生成年代不同, Al2O3在30%~40%之间。
粉煤灰因已经过高温,有效成分具有活性可直接溶于酸或碱。
低品位铝矿一般不能直接溶于酸或碱,要先加入辅料、调整剂和经过预除杂处理,在高温条件下进行固相烧结反应,使其得到充分活化,使其中的Al2O3转型为易溶成份,方可用于生产[8]2.2.2酸或碱常温常压反应溶出直接生产工业氧化铝技术特点酸法生产氧化铝的一般流程如下:a.原料的预处理,多数情况下进行热法预处理;b.氧化铝转化为可溶性的无机酸铝盐;c.铝盐提纯;d.铝盐的分解和氢氧化铝的焙烧;e.酸的再生回用。
碱金属和碱土金属的氧化物与酸作用生成工业价值不大的盐类,因此,酸法主要适用于处理低铁无碱的硅酸盐类矿物,如粉煤灰、低品位铝矿、粘土、高岭土、煤矸石等。
碱法工艺流程:粉煤灰、低品位铝矿→碱化→波加速反应→调pH→真空过滤→植入晶核→波晶化→强力焙烧→检验→工业氧化铝[9]。
其中,波处理是一项近年来发展起来的新技术,目的在于从低品位矿石和尾矿中提高Al2O3的回收率。
波加热加速反应与传统加热反应不同,它不需由表及里的热传导,而是通过波在物料内部的能量耗散来直接加热物料,根据物料性质(电导率、磁导率、介电常数)的不同,波可以及时而有效地在整个物料内部产生热量,具有以下用传统加热反应方式无法比拟的优点:a.选择性加热物料,升温速度快,加热效率高;b.波能够同时促进吸热和放热反应,对化学反应具有催化作用;c.波加热加速反应代替传统加热时,其他高温化学反应可以在十分低的温度下进行,即波加热加速反应具有降低化学反应温度,创造出更为有利的热力学条件的作用;d.波很容易使极性液体(例如水、乙醇、各种酸碱溶液等)加热,因而波加热可促进矿物在溶剂中的溶解,提高湿法冶金过程的溶出速率和降低过程的能耗;e.波本身不产生任何气体,所需净化的只有还原或氧化反应产生的气体,而且利于保护;f.易于自动控制。
以波加热加速碱法溶出反应为例:Al2O3·H2O+2NaOH=2NaAlO2+2H2O此反应属多相反应,溶出过程包括以下步骤:含Al2O3矿物表面被溶剂-含大量游离NaOH的循环母液湿润;OH-通过扩散层向矿物表面扩散;含Al2O3矿物与OH-相互作用生成铝酸根;铝酸根离子通过矿物表面上生成的扩散层向整个溶液扩散。
试验表明,在反应温度较低时,上述反应速率由界面化学反应控制,而当反应温度较高时,则由扩散传质和界面化学反应共同控制。
波作用下溶出反应速率之所以显著提高,是因为波辐射铝碱溶液体系时使各矿粒产生热应力裂纹,暴露出新的矿粒表面,增加了反应界面,从而有利于固液反应的进行。
同时,波加热原料时介电颗粒的表面将产生热量,并在颗粒周围形成较大的热对流液流,它能搅拌溶液和驱散颗粒外层的高铁赤泥层破坏钛酸钠保护膜,加快OH-离子向反应界面和铝酸根离子向溶液的扩散速率。
此外,由于溶液的介电颗粒处于运动状态,阻止了罐内壁的结疤。
原料中不吸波的SiO2在颗粒产生裂纹时解离,沉降于罐底部。
按此工艺生产的氧化铝Al2O3含量可达95%。
[10]2.3工业氧化铝原料处理新工艺工业氧化铝原料是白色松散的结晶粉末，颗粒大多是由许多粒径小于0.1µm的γ—Al2O3晶体所组成的多孔球形聚积体，平均颗粒大小约为40~70µm，每个小球含有多达1000³个小晶体，内部气孔占小球体积的20％一30%，种多孔的疏松结构不利于Al2O3晶体的彼此接触，因而不利于烧结。