Herstellung und Anwendung von hochreinem Aluminiumoxid

Kristallisationspyrolyseverfahren

Aluminium-Ammoniumsulfat-Kristallisations-Pyrolyse-Verfahren

Die Ammoniumaluminiumsulfat-Methode ist weit verbreitet und ihr Produkt hat eine gute Aktivität und eine gleichmäßige Partikelgröße. Das raffinierte Aluminiumsulfat wird im Ammoniumsulfatsystem kristallisiert und das Ammoniumaluminiumsulfat wird durch mehrfaches Umkristallisieren gereinigt. Schließlich wird das gereinigte Ammoniumaluminiumsulfat pyrolysiert, um Aluminiumoxidpulver herzustellen. Wang Shoupinget al. [1] stellte hochreines Aluminiumoxid durch segmentierte Pyrolyse von Ammoniumaluminiumsulfat her, und das erhaltene Produkt war hochreines kugelförmiges Aluminiumoxid mit guter Dispersion und Teilchengröße von 200-300 nm, was für die nachfolgende Produktion und Nutzung förderlich war. Das Verfahren ist ein einfaches, kostengünstiges, qualitativ hochwertiges Pulver und leicht für die großtechnische industrielle Produktion, aber das Verfahren neigt zur thermischen Auflösung, da die Entfernung von Kalium, Calcium, Halogen und anderen Verunreinigungen schwierig ist.

Darüber hinaus verursachen Ammoniak und Schwefeloxide, die im Prozess der thermischen Zersetzung entstehen, eine Umweltverschmutzung, die der Hauptfaktor ist, der ihre Entwicklung einschränkt. In dieser Hinsicht haben Yin Yongquan et al. [2] absorbierte, neutralisierte und konzentrierte das durch die Pyrolyse von Ammoniumaluminiumsulfat erzeugte Abgas, um Ammoniumsulfat zu produzieren, das den wirtschaftlichen und ökologischen Schutz der Aluminiumoxidproduktion realisieren kann.

Kristallisationspyrolyse von Ammoniumaluminiumcarbonat

Die Forschung zur Vervollkommnung und Verbesserung des Aluminiumammoniumsulfatverfahrens steht seit vielen Jahren im Fokus der Menschen. Das verbesserte Kristallisationspyrolyseverfahren von Ammoniumaluminiumcarbonat basierend auf dem Ammoniumaluminiumsulfatverfahren hat die Luftverschmutzung bis zu einem gewissen Grad kontrolliert und wird in der gegenwärtigen industriellen Produktion weithin verwendet. Das gereinigte Ammoniumaluminiumsulfat reagiert mit Ammoniumbicarbonat, um es in Ammoniumaluminiumcarbonat umzuwandeln, wodurch Schwefeloxidgas vermieden wird, das während der anschließenden Pyrolyse erzeugt wird. Verglichen mit dem Ammoniumaluminiumsulfat-Verfahren ist die Produktpulvergrößenverteilung des Ammoniumaluminiumcarbonat-Verfahrens nicht gleichmäßig, es tritt ein Agglomerationsphänomen auf und die Produktionskosten sind höher. Lin Yuanhuaet al. [3] zeigten, dass die Konzentration der Reaktanten, der pH-Wert der Lösung, Zusatzstoffe und andere Faktoren die Produktreinheit und die Pulverqualität beeinflussen würden. Alle Parameter und Reaktionsbedingungen sollten im Produktionsprozess streng kontrolliert werden.

Hydrolyse

Aluminiumalkohol-Hydrolyseverfahren

Aluminiumalkohol-Hydrolyseverfahren im Katalysatorsystem, Reaktion von organischem Alkohol und Metallaluminium zur Erzeugung einer Aluminiumalkohollösung und anschließende Hydrolyse, hochreines Aluminiumhydroxid, das nach dem Sintern erhalten wird, um hochreines Aluminiumoxid zu erhalten. Im Hinblick auf dieses Verfahren sind die technischen Schlüssel zur Gewährleistung der Qualität von Aluminiumoxid wie folgt: 1. Zwei, weitere Destillation der Aluminiumalkoholreinigung, Entfernung von Verunreinigungen mit hohem Schmelzpunkt; Drittens Aluminiumalkoholtrocknung, Sinterbedingungen und Pulvervorbereitungsvorrichtung zur Steuerung der Partikelgröße des Pulvers. Fu Gaofeng [4] et al. stellten ultrafeines hochreines Aluminiumoxid her, indem sie Aluminiumbleche mit einem Aluminiumgehalt von mehr als 99,9 Prozent und analytisch reinem Propanol verwendeten. Sie benötigten eine Wasserbadheizung mit konstanter Temperatur, Zugabe von Isopropanol und Quecksilberchlorid als Katalysatoren und stellten das Produkt schließlich durch Destillation, Hydrolyse, Alterung, Trocknung und Kalzinierung des erzeugten Aluminiumisopropanols her. Das Verfahren ist umweltfreundlich und weist eine hohe Reinheit des erhaltenen Aluminiumoxids auf. Die hohe Reinheit organischer Alkoholvorläufer führt jedoch zu hohen Produktionskosten, einem komplizierten Verfahren und einer schwierigen Reinheitskontrolle.

Hydrolyseverfahren mit direkter Aktivierung

Quecksilberchlorid-Aktivierungs-Hydrolyseverfahren, die Verwendung von Quecksilberchlorid-Aluminiumblech oder aktivierten Aluminiumspänen, und dann in 1-prozentige Konzentration einer hydrolysierten Aluminiumsulfatlösung gelegt, das nach Hochtemperatur-Trocknungsgel erhaltene Aluminiumoxidhydroxid-Sol, weitere Hochtemperaturverarbeitung zur Herstellung von Aluminiumoxidpulver . Der Schlüsselpunkt dieses Prozesses ist die Aktivierungshydrolyse von Aluminium. Es muss sichergestellt werden, dass das Ausgangsmaterial hochreine Aluminiumflocken sind. Wenn die Hydrolyse nicht ausreicht, verbleibt elementares Aluminium im Produkt. Der Produktionszyklus des Aktivierungshydrolyseverfahrens für hochreines Aluminium ist kurz, und das erhaltene Aluminiumoxidpulver kann die Durchlässigkeit und Korrosionsbeständigkeit von transparenten Keramiken verbessern. Die Reinheit des Rohaluminiummetalls ist jedoch hoch, und es ist eine strenge Prozesskontrolle erforderlich, um die Reinheit der Produkte sicherzustellen. Die harten Hydrolysebedingungen und Umweltprobleme schränken die Anwendung dieser Methode im Labor ein.

2.3 Verbesserung der Bayer-Methode

Das verbesserte Bayer-Verfahren kann nach mehreren Desilifizierungen und Eisenentfernungen Aluminiumoxidhydroxid aus Natriummetalluminatlösung ausfällen und dann bei hoher Temperatur kalzinieren, um hochreines Aluminiumoxid mit der gewünschten Kristallform zu erhalten. Die Lösungsreinigung, die Entfernung von Verunreinigungen und der Kristallisationsprozess beeinflussen die Reinheit und Pulverqualität des Endprodukts, was der Schlüssel zu diesem Verfahren ist. Tang Haihonget al. [5] untersuchten die Verwendung von Bariumaluminat zur Tiefenreinigung von Natriumaluminatlösung, um Aluminiumverluste im Lösungsreinigungsprozess zu vermeiden.

Außerdem sollte auf die Entfernung von Natrium geachtet werden, die Zugabe von Mineralisator während des Röstens oder die Zugabe von Natriumentferner während der hydrothermalen Phasenumwandlung von Aluminiumhydroxid sind wirksame Mittel zur Natriumentfernung. Bei der Kristallisation wirken sich die Sättigung der Lösung, die Kristallisationstemperatur, die Impfgröße und andere Parameter direkt auf die Reinheit und Pulverqualität von Aluminiumoxid aus. Durch genaue Kontrolle der Reaktionsbedingungen kann der Kristallisationsprozess langsam ablaufen, die Bildung abnormaler Kristallkeime vermeiden und dazu beitragen, den Einschluss von Na, Si und anderen Verunreinigungen zu reduzieren. Das Verfahren hat niedrige Kosten und breite Rohstoffquellen, aber das Verfahren ist kompliziert, die Rösttemperatur ist hoch, die Produktausbeute ist gering, die Reinheit ist relativ gering.

2.4 Sol-Gel-Verfahren

Das Sol-Gel-Verfahren ist ein wichtiges Verfahren zur Herstellung von hochreinem Aluminiumoxid bei niedriger Temperatur. Das hochreine Aluminiumsalz wurde in hochreinem anorganischem Salz oder organischer Säure hydrolysiert, um Hydratvorläufer Hyalosol herzustellen, und dann wurde das Gel polymerisiert und geliert, um ein transparentes Gel zu erhalten, das weiter zu hochreinem Aluminiumoxid erhitzt wurde. Xu Sankuiet al. [6] stellte Sol unter Verwendung von hochreinem Aluminiumnitrat her, um ein Hydratvorläufersystem unter einem Ammoniakwassersystem zu bilden. In der Gelierungsstufe wurde hochreiner Aluminiumoxid-Kristallkeim hinzugefügt, und Aluminiumtrifluorid wurde als Additiv verwendet, um hochreines Nano-Aluminiumoxid bei einer niedrigeren Temperatur herzustellen.

2.5 Hydrothermales Syntheseverfahren

Die Reinheit und Körnigkeit des hydrothermalen Syntheseverfahrens zur Produktkontrolle ist einfach, wobei eine wässrige Lösung als Reaktionssystem verwendet wird, durch den Heizdruck die Löslichkeit des Vorläufers, des hochreinen Aluminiums und der Wasserdampf-Direkthydrolyse von Aluminiumhydroxid in Temperatur und Ausfällung erhöht wird Der Prozess von Aluminiumoxid, vermeiden Sie Aluminiumhydroxid, das kalziniert wird, um hart zusammen zu produzieren, dann kann das Kalzinieren durch das Arbeitsverfahren wie Trocknen Aluminiumoxidpulver erzeugen.

Zuerst wurde NaOH in Ammoniakwasser bei Raumtemperatur gelöst, dann langsam Aluminiumchlorid zugegeben, um einen milchig-weißen flockigen Vorläufer herzustellen, und dann ein Diasporen-Nanopulver durch ein hydrothermales Syntheseverfahren hergestellt, indem der pH-Wert der Lösung eingestellt wurde. Die Nachteile dieses Verfahrens sind, dass die Ausrüstungsinvestition groß ist, hohe Temperatur und hoher Druck gewisse Gefahren bergen, die Effizienz der Aluminiumoxidhydroxidumwandlung gering ist und normalerweise Saat hinzugefügt werden muss, um die Phasenübergangstemperatur zu verringern.

Niederschlag