高純氧化鋁粉體的制備方法可分為液相法、氣相法、固相法,液相法在產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本及環(huán)境保護(hù)等方面均優(yōu)于后兩者,是最重要的氧化鋁制備技術(shù)。
沉淀法
直接沉淀法得到的產(chǎn)品粒度不均勻,分散性差。均勻沉淀法團(tuán)聚少、反應(yīng)速度可控性好。共沉淀法作用于混合后的溶液,各組分混合沉淀。沉淀法成本低、工藝簡單、易于工業(yè)化生產(chǎn),但前驅(qū)體各工序易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象。
水解法
1、醇鋁水解法
醇鋁水解法是在催化劑體系下,讓有機(jī)醇和金屬鋁反應(yīng)生成醇鋁溶液后進(jìn)行水解,所得高純氫氧化鋁燒結(jié)后得到高純氧化鋁。該法對(duì)環(huán)境友好,制得的氧化鋁純度高,但高純度的有機(jī)醇前驅(qū)體工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、純度難控制。
2、直接活化水解法
氯化汞活化水解法是使用氯化汞將鋁片或鋁屑活化,置于1%濃度的硫酸鋁溶液中水解,所得的氫氧化鋁溶膠經(jīng)高溫干燥后得到凝膠,進(jìn)一步高溫處理制得氧化鋁粉體。該方法生產(chǎn)周期短,但對(duì)原料金屬鋁的純度要求較高,生產(chǎn)過程需要嚴(yán)格控制以保證產(chǎn)品的純度,苛刻的水解條件和環(huán)保問題使其局限于實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。
水熱合成法
水熱合成法是利用水溶液作為反應(yīng)體系,通過加熱加壓增大前驅(qū)體的溶解度,使高純鋁與水蒸氣作用直接水解為氫氧化鋁,在降溫的過程中析出氧化鋁,再經(jīng)干燥、煅燒等工序制得氧化鋁粉體。該方法容易控制產(chǎn)品的純度和粒度,但設(shè)備投資大,轉(zhuǎn)化效率低,生產(chǎn)過程有一定的危險(xiǎn)性。
結(jié)晶熱解法
1、硫酸鋁銨結(jié)晶熱解法
精制過的硫酸鋁在硫酸銨體系下進(jìn)行結(jié)晶,硫酸鋁銨在多次重結(jié)晶的過程中被提純,再通過熱解制得氧化鋁粉體。該方法成本低、工藝簡單、粉體質(zhì)量高,利于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),但生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)熱溶解現(xiàn)象,雜質(zhì)去除困難,且容易造成環(huán)境污染。
2、碳酸鋁銨結(jié)晶熱解法
碳酸鋁銨結(jié)晶熱解法是基于硫酸鋁銨法改進(jìn)的,將提純后的硫酸鋁銨與碳酸氫銨反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸鋁銨,可避免后續(xù)熱解產(chǎn)生硫氧化物氣體。該方法生產(chǎn)成本較高,產(chǎn)品粉體粒度分布不均勻,有團(tuán)聚現(xiàn)象產(chǎn)生,但在一定程度上控制了空氣污染問題。
溶膠凝膠法
溶膠凝膠法是將高純度的鋁鹽置于高純度的無機(jī)鹽或有機(jī)酸中水解生成水合物前驅(qū)體透明溶膠,再將溶膠聚合凝膠化得到透明凝膠,凝膠進(jìn)一步高溫加熱得高純氧化鋁。該方法所用溶劑無毒,但成本高、工藝復(fù)雜、溶劑等的純度要求高,且粉體團(tuán)聚嚴(yán)重,不利于工業(yè)化擴(kuò)大生產(chǎn)。
改良拜耳法
改良拜耳法是用數(shù)次脫硅、除鐵后的偏鋁酸鈉溶液析出氫氧化鋁,在高溫條件下焙燒得到所需晶型的高純氧化鋁。通過準(zhǔn)確控制反應(yīng)條件,使結(jié)晶過程緩慢地進(jìn)行,可避免異常晶核形成,有利于減少雜質(zhì)夾雜。該工藝成本低、原料來源廣,但過程復(fù)雜、焙燒溫度高,產(chǎn)品的獲得率和純度都相對(duì)較低。
除上述方法外,其它方法還有微乳液法、等離子體法、電火花放電法、噴霧熱分解法等。
來源:中國粉體網(wǎng)
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