Въвеждане на химически алуминиев оксид

Кратко описание на различните видове алуминиев оксид

Разнообразие от алуминиев оксид, известен също като специален алуминиев оксид, неметалургичен алуминиев оксид или химически алуминиев оксид, диференцирани продукти или продукти за разширение на алуминиев оксид и алуминиев хидроксид. Според химичния си състав, кристална структура, размер на частиците, чистота, твърдост, степен на синтероване и др., може да се раздели на повече от 300 разновидности. Характерът на много разновидности алуминиев оксид е много различен, някои могат да бъдат твърди като сапфир, други могат да бъдат меки като талк на прах; някои имат привидна плътност над 3200 kg/m³, докато други имат плътност по-малка от 3,2 kg/m³. Някои са инертни, неразтворими вещества, но някои могат да бъдат разтворими в киселини и основи, със значителна активност; някои течности могат да бъдат като пясък, пресят, но някои са вискозни или дори тиксотропни колоиди и не могат да се филтрират; някои имат кристална структура и диаметър на кристала с широк диапазон на вариация, някои са аморфни; някои имат висок адсорбционен капацитет, някои нямат адсорбционен капацитет; някои са активни катализатори, а някои са инертни. Обща характеристика на всички разновидности алуминиев оксид, във всякаква форма, обаче е, че... Те евентуално се превръщат в алфа алуминиев оксид, ако се нагряват продължително време при много високи температури. Различни видове алуминиев оксид се използват широко в химията, медицината, катализаторите, каучука, пластмасите, производството на хартия, пълнителите, пигментите и други области. С развитието на науката и технологиите и прилагането на нови материали, пазарът на многовариантен алуминиев оксид става все по-широк.

II. Класификация на различните видове алуминиев оксид

(I) Множество разновидности на алуминиев хидроксид

1. Класификация на множество разновидности на алуминиев хидроксид:

(1) Обикновен пълнител алуминиев хидроксид, D50 = 50 мкм, 70 мкм;

(2) Фин прах от алуминиев хидроксид, D50 ≤20 m;

(3) Микро прах от алуминиев хидроксид (ултрафин алуминиев хидроксид), D50 ≤1 m;

(4) Сух бял алуминиев хидроксид, белота ≥93%;

(5) Високо бял алуминиев хидроксид (пълнеж от изкуствен ахат и изкуствен мрамор), белота ≥95%;

(6) Нискоалкален (натриев) алуминиев хидроксид, Na2O+K2O≤0,10%;

(7) Алуминиев хидроксид с ниско съдържание на желязо, Fe2O3 ≤ 0,005%;

(8) Квази-тънък боксит, с кристален тип?-алоох като монохидратен боксит с 1-2 кристални води;

(9) Алуминиев хидроксиден гел, кристален al₂O₃·NH₂O, основната фаза е от аморфен кристален тип.

2. УПОТРЕБА на различни видове алуминиев хидроксид:

(1) Използва се като забавител на горенето

Алуминиевият хидроксид е идеален огнеупорен пълнител за пластмаси, каучук и други органични полимери и текстил. Синтетичните материали с алуминиев хидроксид като пълнител са: полиестер, епоксидна смола, фенолна смола, полипропилен, полиетилен, поливинилхлорид, бутиралдехидна гума, неопрен, силиконова гума и усъвършенствани огнеупорни покрития, противопожарни килими, противопожарни платна, противопожарни конвейерни ленти и т.н. Тъй като алуминиевият хидроксид е бял прах, неговите физични и химични свойства са относително стабилни при нормални условия, не абсорбира влага, не променя цвета си, нетоксичен е, безвреден е, няма мирис, размерът на частиците може да се обработва според нуждите на производството. Когато температурата на нагряване надвиши 200℃, алуминиевият хидроксид започва да абсорбира топлина и да се разлага, освобождавайки трикристална вода. Колкото по-висока е температурата, толкова по-бърза е скоростта на разлагане, като по този начин се възпрепятства повишаването на температурата на полимера и играе ролята на охлаждане, забавяне на горенето и потушаване на огъня.

(2) Използва се като пълнежен материал за изкуствен ахат и изкуствен мрамор

С алуминиев хидроксид и ненаситена полиестерна смола или метакрилатна смола могат да се произвеждат изкуствени мраморни и ахатни декоративни материали и санитарни изделия. Тъй като алуминиевият хидроксид има коефициент на пречупване (1,57), който е много близък до този на полиестерната смола, изкуствените продукти са снабдени с полупрозрачна и задоволителна яркост, а различни цветове могат да се добавят за проектиране на различни модели и спецификации. Продуктът също така има характеристиките на висок клас, леко тегло, липса на радиация, липса на крехкост, лесно рязане и др. и е широко използван в момента.

(3) Използва се като пълнител за производство на хартия

Алуминиевият хидроксид се използва главно като повърхностно покритие, пълнител и незапалима хартия в производството на хартия. Високобял ултрафин алуминиев хидроксид се характеризира с висока белота, фин размер на частиците, равномерно разпределение и линейна кристална форма и др. Той може да замести титаниевото бяло на прах, при условие че не намалява белотата и непрозрачността на хартията, спестява разходи за хартия, подобрява блясъка на хартията и подобрява печатните характеристики.

(4) Използва се като пълнеж в паста за зъби

Алуминиевият хидроксид има леки характеристики на триене и принадлежи към неутралните материали, пълнежът в пастата за зъби като фрикционен агент може ефективно да премахне замърсяванията по зъбите и венците без увреждане. Размерът на частиците на алуминиевия хидроксид, използван като пълнежен материал в пастата за зъби, обикновено е D50 ≤ 7 μm, а добавянето на алкали трябва да бъде < 0,01%.

(5) Използва се като фармацевтични суровини

Един от основните компоненти на стомашните лекарства е алуминиевият хидроксид, който може да неутрализира стомашната киселина и е добра суровина за приготвяне на стомашни лекарства.

(6) Като химически суровини

Тъй като алуминиевият хидроксид е амфотерно съединение, той може бързо да се разтвори в силна киселина или основа, така че се е превърнал в суровина за много алуминиеви соли. Например, алуминиев сулфат и стипца са продукт на реакцията на алуминиев хидроксид със сярна киселина и нейните соли, полиалуминиев хлорид е продукт на реакцията на алуминиев хидроксид със солна киселина, алуминиев флуорид е продукт на реакцията на алуминиев хидроксид с флуороводородна киселина и др. С алуминиев хидроксид (или разтвор на натриев алуминат) като суровина, могат да се получат молекулни сита тип 3a, 4a, 5a 13x, 10x и Y.

(2) Активиран алуминиев оксид

Съществуват осем кристални вида алуминиев оксид:,,,,,, и. Чрез нагряване и дехидратиране на алуминиев хидроксид при различни температури могат да се получат различни кристални видове алуминиев оксид. Ако обаче се изпече при температура над 1200℃, други кристални видове алуминиев оксид евентуално ще се превърнат в -алуминиев оксид. Алфа-алуминиев оксид се нарича високотемпературен алуминиев оксид, известен още като инертен алуминиев оксид, а останалите седем кристални алуминиев оксид се наричат ​​нискотемпературен алуминиев оксид, известен още като активиран алуминиев оксид.

Като хидрат на алуминиев оксид, механизмът и специфичният процес на фазов преход също са много различни поради разликата в температурата на печене, времето за печене и комплементарността на хидрата. Когато алуминиевият хидроксид се дехидратира бързо при 400-600 ℃, поради отстраняване на вода, кристалната му структура се разпада, кристалната повърхност се разхлабва и се образуват много пори и пукнатини, което води до рязко увеличаване на специфичната повърхност. Алуминиевият оксид с разумна пореста структура, по-голям обем на порите и по-висока специфична повърхност има висока активност. Катализаторът или носителят на катализатор, произведен от него, може да се използва за парфюм, крекинг или синтез на въглеводороди, дехидратация, окисление, дехидрогениране, хидрогениране, реформинг, десулфуризация, дехлоритизация, дефлуориране и т.н. Активираният алуминиев оксид може също да се навива на топки или да се пресова на ленти като десикант и хигроскопичен агент за течности и газове, използван за охлаждане, сушене с разделяне на въздуха, сушене на инструменти с вятър и селективна адсорбция на микроелементи или микроелементи в промишлени процеси. Освен това, има силна адхезия и е суровина за производството на огнеупорни материали от огнеупорна глина.

(3) Инертен алуминиев оксид

Инертният алуминиев оксид се нарича още високотемпературен алуминиев оксид, алуминиев хидроксид или друг кристален алуминиев оксид, образуван чрез печене при висока температура от около 1200℃ - кристален алуминиев оксид. Като метален оксид, алфа-алуминиевият оксид има добри физични и химични свойства. Той има отлична междумолекулна кохезия, компактна и перфектна кристализация и може да издържи на различни химични промени. В същото време, алфа-алуминиевият оксид има и предимствата на висока точка на топене (2050℃), висока твърдост, добри изолационни характеристики, висока механична якост, добра устойчивост на износване, както и висока топлоустойчивост и удароустойчивост, така че се използва широко в следните аспекти:

1. огнеупорен

Поради високата си точка на топене, отличните механични свойства и устойчивостта на корозия при високи температури, алфа-алуминиевият оксид се използва за производството на различни огнеупорни материали, като мулитови и алуминиево-оксидни огнеупорни тухли, корундови огнеупорни тухли и корундови продукти, както и аморфни огнеупорни отливки.

2. Високоалуминиева керамика

Поради голямата обемна плътност на алфа-алуминиевия оксид, той може да образува компактно синтеровано тяло, както и износоустойчивост и висока механична якост, така че е подходящ за производството на износоустойчив порцелан, например за шлайфане с различни порцеланови топки, пясъкоструйни дюзи, водни четки и др., но също така и поради добрата си топлоустойчивост и термична удароустойчивост, е подходящ за производството на керамични инструменти. Поради високотемпературните си изолационни характеристики, нисконатриевият алфа-алуминиев оксид е подходящ за производството на свещи и изолатори за високотемпературни електрически уреди, тънкослойни интегрирани електрически подови дъски, стандартни части и друг високочестотен изолационен порцелан. Алфа-алуминиевият оксид се използва широко в производството на архитектурна керамика, промишлена керамика, електронна електрическа керамика, санитарен фаянс и жива керамика, както и в технологична керамика, като керамични тухли от алфа-алуминиев оксид, керамични подове, керамични валцови пръти, керамични помпи, керамични филтри и др.

3. Абразивен материал (устойчив на износване материал)

Поради високата си твърдост, алфа-алуминиевият оксид може да се използва като шлифовъчен материал, материал за шлифоване и износоустойчив материал. Може да се използва като материал за шлифоване и полиране на стомана, цветни метали, пластмаса, дърво или дървесни влакна и всички видове скали (включително нефрит), може да се използва за направата на шлифовъчни колела, стругови инструменти и други режещи инструменти, може да се използва в композитния износоустойчив слой на дървени подове и в някои видове оборудване или метални изделия.

(4) Ултрафин алуминиев оксид с висока чистота

Високочистият ултрафин алуминиев оксид се отнася до съдържание на AL2O3 > 99,99%, гранулация < 1 μm високочист свръхфин алуминиев прах, използва се главно за синтероване на прозрачен алуминиев оксид, флуоресцентни носители, натриеви лампи с високо налягане, висококачествено физично и химическо оборудване, изкуствени кости, полупроводникови субстрати (C), пълнежни материали за записващи ленти, суперфилтърна среда, висококачествени абразивни материали, специална керамика, режещи инструменти, високочисти тигели, околоосни покрития, бомбардиращи мишени, пещни тръби, опаковъчни материали, монокристални материали, изкуствени камъни и др.; Може да подобри компактността, покритието, студената и горещата умора, якостта на счупване и устойчивостта на пълзене на керамиката. Може да подобри износоустойчивостта на молекулярни продукти, използва се за пластмасови, гумени армировки и закаляване, износоустойчиви, устойчиви на висока температура покрития и усъвършенствани козметични пълнители; В същото време се използва и като катализатор и катализаторен носител в нефтохимическата и торовата промишленост, лазерна технология като суровина за лазерни неодимови стъклени и рубинени лазерни материали, като усъвършенствани изолационни материали в енергийната промишленост, аерокосмическата промишленост, като повърхностна обработка. обработка на аерокосмически самолети, ракети и изкуствени спътници и др. С напредъка на обществото и развитието на науката и технологиите, областта на приложение на високочистия и ултрафин алуминиев оксид също се разширява, а пазарните перспективи са многообещаващи.

(5) Корунд

Естествено срещащият се кристал от алуминиев оксид се нарича корунд, който често има различни цветове поради различни примеси. Той има стъклен или диамантен блясък, с плътност от 3,9-4,1 g/cm3 и твърдост от 8,8. Естественият корунд се нарича още скъпоценен камък. Тези с малко количество хромов оксид в кристала са рубини, тези с малко количество желязо и титан са сапфири, а тези с малко количество желязо и кобалт са изумруди.

Добивът на естествен корунд в природата е много малък и той се използва предимно за декорация. Корундът, използван за промишлени суровини, е изкуствено произведен. Има два вида изкуствен корунд: сплавен корунд и синтерован корунд. Съществуват основно следните разновидности:

1. Сплавен корунд

Разтопен алуминиев оксид се състои главно от бял разтопен алуминиев оксид и кафяв разтопен алуминиев оксид.

Разтопен бял корунд се произвежда от индустриален алуминиев оксид и се топи в дъгова пещ при висока температура над 2000℃. Той притежава характеристиките на висока белота, висока чистота, висока твърдост, отлична самоострота, силна сила на шлифоване, ниска топлина, устойчивост на корозия, устойчивост на висока температура, добра термична стабилност и т.н. Може да се използва за производство на съвременни шлифовъчни и полиращи материали, шлифовъчни инструменти, шлифоване на високовъглеродна стомана и неръждаема стомана; Той се използва широко и в производството на висококачествени огнеупорни и прецизни леярски форми, използвани за изработка на специална керамика и военни, електронни и други високотехнологични материали; Корундът, произведен от високочист ултрафин алуминиев оксид, може да се използва и като изкуствени скъпоценни камъни.

Кафявият корунд, известен още като шмиргел, се получава от боксит, антрацит и скрап чрез топене при висока температура над 2000℃ в електрическа пещ. Цветът му е кафяв.

Кафявият корунд се характеризира с умерена твърдост, висока плътност на влакната, добра кристализация, нисък коефициент на линейно разширение, добра жилавост и устойчивост на корозия и др. Той се използва широко в пясъкоструйни материали, абразиви, пълнители, филтрационни среди, режещи материали, огнеупорни материали, абразиви и керамика.

2. Синтерован корунд

Синтерован корунд, базиран на промишлена или високочиста алуминиево-бокситова руда като суровина, произведен чрез фино смилане на материал с топка или тяло, при 1750-1900 ℃ високотемпературно синтероване, има голяма тайна, ниска порьозност, зърно с висок интензитет, отлична устойчивост на термичен удар при висока температура и устойчивост на ерозия на шлака, широко използван за производство на огнеупорни и абразивни материали.

3. Табличен корунд

Плоският корунд е вид алуминиев оксиден прах с висока чистота, който първо се смила, гранулира, суши и калцинира при висока температура от 1850-1950℃. Той има добре развита пластинчато-люспеста кристална структура с едри зърна. Той е идеален огнеупорен материал с висока чистота, добра обемна стабилност, малко свиване след повторно изпичане и силна устойчивост на термичен удар. Плоският корунд се произвежда главно чрез синтероване, но също и чрез електрическо топене.

6) алуминиеви соли

Алуминиевите соли се отнасят до съединения на алуминия. Тук са описани само няколко често използвани алуминиеви соли.

1. Алуминиев сулфат

Алуминиевият сулфат съдържа алуминиев сулфат и полиалуминиев сулфат, алуминиев амониев сулфат (амониев стипца), калиев алуминиев сулфат (алуминий или калиев алуминий), обикновено се произвеждат чрез реакция със сярна киселина и алуминиев хидроксид или боксит, каолин, летяща пепел и други алуминиеви минерали. Алуминиевият сулфат се използва главно като промишлен реагент, флокулант, агент за пречистване на вода, производство на хартия и др., а също така се използва и в производството на други химични продукти, съдържащи алуминий. Полиалуминиевият сулфат се използва главно за пречистване на повърхностни води; стипцата може да се използва като набухвател, неутрализиращ агент и утаител на вода за храна. Стипцата се използва в традиционната китайска медицина и като бакпулвер. Използва се също в производството на хартия, боядисване и като хидроизолационен агент.

2. Алуминиев хлорид

Алуминиевият хлорид и полиалуминиевият хлорид (алуминиев зол) се използват в алуминиевия карбонат, който обикновено се получава чрез реакцията на солна киселина с метален алуминий, алуминиев хидроксид или минерали, съдържащи алуминий. Алуминиевият хлорид и полиалуминиевият хлорид са вид пречиствател на вода с ниска цена и добър ефект и могат да се използват и като оразмерител за хартия, рафиниране на захар, леене, против бръчки на плат, носител на катализатор, свързващо вещество, фармацевтично рафиниране, бързо втвърдяване на цимент, козметични суровини и др.

3. Алуминиев флуорид и натриев флуорид

Алуминиевият флуорид и натриевият флуороалуминат са две основни флуоридни соли. Алуминиевият флуорид се използва главно като регулиращ агент в електролитна среда за рафиниране на алуминий. Представлява бял прах с игловидна кристализация. Процесът на производство на алуминиев флуорид се осъществява по мокър и сух метод. Поради изискванията за опазване на околната среда, мокрият метод е основно елиминиран и сухият метод се използва широко за производство. Процесът на сухо производство на алуминиев флуорид включва циркулиращ флуидизиран слой на компанията Luqi в Германия, многослоен флуидизиран слой на компанията Booth в Швейцария и HF синтез ALF3 процес във вътрешни и външни нагряващи пещи на компанията Pincnair във Франция. Сухият процес е за производство на калциев сулфат (гипс) и HF газ чрез реакцията на флуорит и сярна киселина, а след това за производство на алуминиев флуорид чрез реакцията на HF газ и алуминиев хидроксид след дехидратация. Когато страничен продукт от инсталацията за фосфатни торове е флуоросиликатна киселина, алуминиев флуорид се произвежда чрез мокрия процес на австрийската компания в Линц, първо се нагрява предварително разтвор на флуоросиликатна киселина, а след това в резервоар за разбъркване с алуминиев хидроксид (или бокситова суспензия) при определена температура се получава реакция между алуминиев флуорид и силициев диоксид (утаяване). Също така може първо да се използва реакция с амонячна вода и флуоросиликатна киселина, образувайки амониев флуорид и силикагел (утаяване), след което с разтвор на амониев флуорид и алуминий. хидроксид при определена температура и налягане реакция, образуване на алуминиев флуорид.

Натриевият флуороалуминат (известен също като криолит) е сложен флуорид, обикновено сиво-бели кристални частици или прах, използван главно в електролитния алуминий като разтворител. Производственият процес на натриев флуороалуминат включва главно метод със сода-флуороалуминат, при който първо се реагира с флуороводородна киселина и алуминиев хидроксид, за да се получи флуороалуминат, а след това се реагира със сода, за да се синтезира натриев флуороалуминат (криолит).

4. Друга алуминиева сол

Алуминиевият нитрат може да се използва като катализатор за органичен синтез, байц в печатарската и бояджийската промишленост, агент за обработка на кожа и др., обикновено се получава чрез реакция на алуминий или алуминиев хидроксид с азотна киселина.

Алуминиевият фосфат може да се използва като фумигиращ инсектицид. Обикновено се приготвя чрез изгаряне на смес от алуминиев прах и червен фосфор.

Молекулните сита от серията алуминиев фосфат имат висок йонообменен капацитет и каталитична активност и са получени чрез реакцията на алуминиев хидроксид и фосфорна киселина.

Алуминиевият дихидроген триполифосфат може да се използва като антикорозионен пигмент, адсорбент (дезодорант), катализатор за етилен към етанол, обикновено от реакцията на метален алуминий или алуминиев хидроксид с фосфорна киселина.

Ултрафин алуминиев силикат е аморфен супер бял прах с отлична суспензия и чисто бял вид. Той се използва широко в покрития, кожа, печатарство и боядисване, печатарско мастило, производство на хартия, пластмаса, каучук и други аспекти в комбинация с други пигменти (титанов бял прах). Кристалният алуминиев силикат може да се използва като катализатор за дехидратация на метанол в газова фаза за получаване на диметилов етер. Обикновеният алуминиев силикат може да се използва като изолационен материал. Алуминиевият силикат обикновено се получава чрез реакция на водно стъкло с алуминиев сулфат.

Кристалите от алуминиев борат могат да се използват като пластмасови, метални и керамични армировъчни материали, обикновено с алуминиев оксид и бор или смес от боров оксид. След контакт при висока температура на топене, водните пари могат да се превърнат в газово състояние на алуминиев флуорид и боров оксид, за да се получат кристали от алуминиев борат.

(vii) други многоразлични видове алуминиев оксид и свързани с него продукти за разширение

Другият вид алуминиев оксид все още включва карбонизиран алуминий, алуминиево-оксидни влакна, алуминиев оксиден филм, SB прах, в допълнение, алуминиево-галиеви сплавни дребни частици, триметилалуминий и други органични алуминиеви частици също са продукти с по-високо техническо съдържание. Алуминиевите влакна се състоят от -Al2O3 монокристални влакна, -Al2O3 дълги влакна, -Al2O3 къси влакна, които се използват главно като метал, пластмаса, каучук, керамичен армировъчен материал, огнеупорен изолационен материал и огнеупорен материал за траектория на изстрелване на ракети, масло-водна емулсия, масло-водна смес и материал за разделяне и филтриране на лепилни течности, а също така се използват като катализаторен носител за трансформация на въглеводороди. SB прахът е суровина за хидрогениращ катализатор и други висококачествени катализатори. Алуминият и водородът се образуват чрез силна реакция на пелети от алуминиево-галиева сплав във вода, което е идеален процес за производство на водород за бъдещи превозни средства, задвижвани с водород. Триметилалуминият се използва като катализатор за полимеризация на олефини, ракетно гориво и суровина за производство на триметил галий.

Бокситовата руда може да се използва за производство на огнеупорни материали, флокуланти за пречистване на вода, пропанти за разбиване на нефтени находища, кафяв корунд и високоалуминиев цимент, калциев алуминатен прах или калциев алуминатен цимент и др., а алуминиево-силициева сплав може да се произвежда и чрез електрическо нагряване.

Червената кал, произведена от алуминиев оксид, може да се използва като десулфуризатор и агент за подобряване на почвата за въглищни електроцентрали. След отстраняване на натрия, тя може да се използва за производство на цимент, стенни материали, керамзит и др. От червената кал може да се извлече и прах от желязна руда, рядък скандий, бисмут и други благородни метали.

Междинните продукти от алуминиев оксид, течен натриев алуминат и твърд натриев алуминат (синтерован клинкер), могат да се използват като ускорител за бетон или да се използват в производството на ускорител; галий, ванадий и други благородни метали могат да бъдат извлечени и извлечени от междинния матернен разтвор, произведен от алуминиев оксид.