Короткий опис різних видів глинозему
Різноманітні оксиди алюмінію, також відомі як спеціальний оксид алюмінію, неметалургійний оксид алюмінію або хімічний оксид алюмінію, диференційовані продукти або продукти розширення на основі оксиду алюмінію та гідроксиду алюмінію. За хімічним складом, кристалічною структурою, розміром частинок, чистотою, твердістю, ступенем спікання тощо, їх можна розділити на понад 300 різновидів. Природа багатьох різновидів оксиду алюмінію дуже різна, деякі можуть бути твердими, як сапфір, деякі можуть бути м'якими, як тальк; деякі мають видиму густину понад 3200 кг/м³, а інші мають густину менше 3,2 кг/м³. Деякі інертні нерозчинні речовини, але деякі можуть бути розчинними в кислотах і лугах, проявляючи значну активність; деякі рідини можуть бути схожими на пісок, що просіюється, але деякі є в'язкими або навіть тиксотропними колоїдами і не піддаються фільтрації; деякі кристалічні структури та діаметри кристалів варіюються в широкому діапазоні, деякі є аморфними; деякі мають високу адсорбційну здатність, деякі не мають адсорбційної здатності; деякі є активними каталізаторами, а деякі є інертними. Однак спільною рисою всіх різновидів оксиду алюмінію в будь-якій формі є те, що... Зрештою, вони перетворюються на альфа-оксид алюмінію, якщо їх нагрівати протягом тривалого часу при дуже високих температурах. Різні види оксиду алюмінію широко використовуються в хімії, медицині, каталізаторі, гумі, пластмасі, паперовому виробництві, наповнювачі, пігменті та інших галузях. З розвитком науки і техніки та застосуванням нових матеріалів ринок багатосортового оксиду алюмінію стає все ширшим і ширшим.
II. Класифікація різних видів глинозему
(I) Різні різновиди гідроксиду алюмінію
1. Класифікація кількох різновидів гідроксиду алюмінію:
(1) Звичайний наповнювач гідроксид алюмінію, D50 = 50 мкм, 70 мкм;
(2) Дрібнодисперсний порошок гідроксиду алюмінію, D50 ≤20 мкм;
(3) Мікропорошок гідроксиду алюмінію (ультрадисперсний гідроксид алюмінію), D50 ≤1 м;
(4) Сухий білий гідроксид алюмінію, білизна ≥93%;
(5) Гідроксид алюмінію з високим вмістом білого (штучний агат та штучний мармуровий наповнювач), білизна ≥95%;
(6) Гідроксид алюмінію з низьким вмістом лугу (натрію), Na2O+K2O ≤ 0,10%;
(7) Гідроксид алюмінію з низьким вмістом заліза, Fe2O3 ≤ 0,005%;
(8) Квазітонкий боксит, з кристалічним типом ?-алооху у вигляді одноводного бокситу з 1-2 кристалічними водами;
(9) Гель гідроксиду алюмінію, кристалічний al₂O₃·NH₂O, основна фаза аморфного кристалічного типу.
2. ВИКОРИСТАННЯ різних видів гідроксиду алюмінію:
(1) Використовується як вогнезахисний засіб
Гідроксид алюмінію є ідеальним вогнезахисним наповнювачем для пластмас, гуми та інших органічних полімерів і текстилю. Синтетичними матеріалами з гідроксидом алюмінію як наповнювачем є: поліестер, епоксидна смола, фенольна смола, поліпропілен, поліетилен, полівінілхлорид, бутиральдегідний каучук, неопрен, силіконова гума та вдосконалене вогнезахисне покриття, протипожежний килим, протипожежне полотно, протипожежна конвеєрна стрічка тощо. Оскільки гідроксид алюмінію є білим порошком, його фізичні та хімічні властивості відносно стабільні за нормальних умов, не поглинає вологу, не змінює колір, нетоксичний, нешкідливий, без запаху, розмір частинок можна обробляти за потреби виробництва. Коли температура нагрівання перевищує 200 ℃, гідроксид алюмінію починає поглинати тепло та розкладатися, виділяючи трикристалічні води. Чим вища температура, тим швидше відбувається розкладання, тим більше перешкоджається підвищенню температури полімеру та відіграє роль охолодження, стримування полум'я та пожежогасіння.
(2) Використовується як наповнювач для штучного агату та штучного мармуру
З гідроксидом алюмінію та ненасиченою поліефірною смолою або метакрилатною смолою можна виготовляти декоративні матеріали та сантехніку зі штучного мармуру та агату. Оскільки гідроксид алюмінію має показник заломлення (1,57), дуже близький до показника поліефірної смоли, штучні вироби мають напівпрозорий вигляд та задовільну яскравість, а різні кольори можна додавати для створення різних візерунків та специфікацій. Продукт також має такі характеристики, як високий клас, легка вага, відсутність випромінювання, відсутність крихкості, легке різання тощо, і зараз широко використовується.
(3) Використовується як наповнювач для папероробства
Гідроксид алюмінію в основному використовується як поверхневе покриття, наповнювач та негорючий папір у паперовому виробництві. Високобілий ультрадисперсний гідроксид алюмінію характеризується високою білизною, дрібним розміром частинок, рівномірним розподілом та лінійною кристалічною формою тощо. Він може замінити порошок титанових білил за умови, що не зменшує білизну та непрозорість паперу, заощаджує вартість паперу, покращує блиск паперу та покращує продуктивність друку.
(4) Використовується як наповнювач у зубній пасті
Гідроксид алюмінію має м'які фрикційні характеристики та належить до нейтральних матеріалів, наповнювач у зубній пасті як фрикційний агент може ефективно видаляти бруд із зубів та ясен без пошкодження. Розмір частинок гідроксиду алюмінію, що використовується як наповнювач зубної пасти, зазвичай становить D50 ≤7 мкм, а додавання лугу має бути <0,01%.
(5) Використовується як фармацевтична сировина
Одним з основних компонентів шлункових ліків є гідроксид алюмінію, який може нейтралізувати шлункову кислоту та є гарною сировиною для виготовлення шлункових ліків.
(6) Як хімічна сировина
Оскільки гідроксид алюмінію є амфотерною сполукою, він швидко розчиняється в сильній кислоті або лузі, тому став сировиною для багатьох солей алюмінію. Наприклад, сульфат алюмінію та галун є продуктом реакції гідроксиду алюмінію з сірчаною кислотою та її солями, поліалюміній хлорид є продуктом реакції гідроксиду алюмінію з соляною кислотою, фторид алюмінію є продуктом реакції гідроксиду алюмінію з плавиковою кислотою тощо. З гідроксидом алюмінію (або розчином алюмінату натрію) як сировиною можна отримати молекулярні сита типу 3a, 4a, 5a 13x, 10x та Y.
(2) Активований оксид алюмінію
Існує вісім кристалічних типів оксиду алюмінію:,,,,,, та. Шляхом нагрівання та дегідратації гідроксиду алюмінію за різних температур можна отримати різні кристалічні типи оксиду алюмінію. Однак, якщо його випалити за температури вище 1200℃, інші кристалічні типи оксиду алюмінію зрештою перетворяться на -оксид алюмінію. Альфа-оксид алюмінію називається високотемпературним оксидом алюмінію, також відомим як інертний оксид алюмінію, інші сім кристалічних типів оксиду алюмінію називаються низькотемпературним оксидом алюмінію, також відомим як активований оксид алюмінію.
Як гідрат глинозему, механізм та специфічний процес фазового переходу також дуже відрізняються через різницю в температурі випалу, часі випалу та комплементарності гідрату. Коли гідроксид алюмінію швидко зневоднюється при 400-600 ℃, через видалення води його кристалічна структура розпадається, поверхня кристалів стає пухкою, утворюється багато пор і тріщин, що призводить до різкого збільшення питомої поверхні. Глинозем з помірною структурою пор, більшим об'ємом пор і більшою питомою поверхнею має високу активність. Каталізатор або носій каталізатора, що виробляється ним, може бути використаний для парфумерії, крекінгу або синтезу вуглеводнів, дегідратації, окислення, дегідрування, гідрування, риформінгу, десульфуризації, дехлоритизації, дефторування тощо. Активований глинозем також може бути згорнутий у кульки або стиснутий у смужки як осушувач та гігроскопічний агент для рідин і газів, що використовується для охолодження, сушіння повітряним розділенням, сушіння інструмента вітром та селективної адсорбції мікроелементів або мікрозабруднювачів у промислових процесах. Крім того, має сильну адгезію, є сировиною для виготовлення вогнетривких матеріалів з вогнетривкої глини.
(3) Інертний оксид алюмінію
Інертний оксид алюмінію також називають високотемпературним оксидом алюмінію, гідроксидом алюмінію або іншим кристалічним оксидом алюмінію, що утворюється шляхом випалу за високої температури приблизно 1200℃ - кристалічним оксидом алюмінію. Як оксид металу, альфа-оксид алюмінію має добрі фізичні та хімічні властивості. Він має чудову міжмолекулярну когезію, щільну та ідеальну кристалізацію, а також може витримувати різні хімічні зміни. Водночас альфа-оксид алюмінію також має такі переваги, як висока температура плавлення (2050℃), висока твердість, хороші ізоляційні властивості, висока механічна міцність, хороша стійкість до стирання, а також висока термостійкість та ударна в'язкість, тому він широко використовується в таких аспектах:
1. вогнетривкий
Завдяки високій температурі плавлення, чудовим механічним властивостям та корозійній стійкості за високих температур, альфа-оксид алюмінію використовується для виробництва різних вогнетривких матеріалів, таких як мулітова та глиноземиста вогнетривка цегла, корундова вогнетривка цегла та вироби з корунду, а також аморфні вогнетривкі бетони.
2. Високоглиноземиста кераміка
Завдяки великій об'ємній щільності альфа-глинозему, він може утворювати компактне спечене тіло, а також має зносостійкість та високу механічну міцність, тому він підходить для виробництва зносостійкого фарфору, такого як шліфування різними порцеляновими кульками, піскоструминними насадками, водяними щітками тощо, а також завдяки своїй хорошій термостійкості та ударній міцності, підходить для виробництва керамічних інструментів. Завдяки своїм високотемпературним ізоляційним властивостям, низьконатрієвий глинозем підходить для виробництва свічок запалювання та ізоляторів для високотемпературних електроприладів, тонкоплівкових інтегрованих електричних підлогових дощок, стандартних деталей та іншого високочастотного ізоляційного фарфору. Альфа-глинозем широко використовується у виробництві архітектурної кераміки, промислової кераміки, електронної електрокераміки, сантехніки та живої кераміки, а також технологічної кераміки, такої як керамічна цегла з альфа-глинозему, керамічні підлоги, керамічні роликові стрижні, керамічні насоси, керамічні фільтри тощо.
3. Абразивний матеріал (стійкий до стирання матеріал)
Завдяки високій твердості, альфа-оксид алюмінію може використовуватися як шліфувальний матеріал, шліфувальний матеріал та зносостійкий матеріал. Його можна використовувати як шліфувальний та полірувальний матеріал для сталі, кольорових металів, пластику, деревини або деревного волокна та всіх видів гірських порід (включаючи нефрит), для виготовлення шліфувальних кругів, токарних інструментів та інших ріжучих інструментів, а також у композитному дерев'яному підлоговому покритті та в деякому обладнанні або металевих виробах.
(4) Високочистий надтонкий оксид алюмінію
Високочистий ультрадисперсний оксид алюмінію - це високочистий наддисперсний порошок оксиду алюмінію з вмістом AL2O3 > 99,99%, зернистістю < 1 мкм, який в основному використовується для спікання прозорого оксиду алюмінію, флуоресцентного носія, натрієвих ламп високого тиску, високоякісного фізичного та хімічного обладнання, штучної кістки, напівпровідникової підкладки (C), наповнювача для записуючої стрічки, суперфільтрувального середовища, високоякісних абразивних матеріалів, спеціальної кераміки, ріжучих інструментів, високочистого тигля, навколо осі, бомбардувальної мішені, труби печі, пакувальних матеріалів, монокристалічних матеріалів, штучного каменю тощо. Він може покращити компактність, обробку, холодну та гарячу втому, в'язкість до розриву та стійкість до повзучості кераміки. Він може покращити зносостійкість молекулярних продуктів, використовується для пластмас, армування та зміцнення гуми, зносостійких, високотемпературних наповнювачів покриттів та передових косметичних наповнювачів. Водночас він також використовується як каталізатор та носій каталізатора в нафтохімічній та добривній промисловості, лазерній технології як сировина для лазерних неодимових скляних та рубінових лазерних матеріалів, як передові ізоляційні матеріали в енергетичній промисловості, аерокосмічній промисловості, як поверхневі матеріали. обробка аерокосмічних літаків, ракет та штучних супутників тощо. З розвитком суспільства та науки і техніки також розширюється сфера застосування високочистого та надтонкого глинозему, а ринкові перспективи є дуже перспективними.
(5) Корунд
Природний кристал оксиду алюмінію називається корундом, який часто має різні кольори через різні домішки. Він має скляний або алмазний блиск, щільність 3,9-4,1 г/см3 та твердість 8,8. Природний корунд також називають дорогоцінним каменем. Ті, що містять невелику кількість оксиду хрому в кристалі, називаються рубінами, ті, що містять невелику кількість домішок заліза та титану, - сапфірами, а ті, що містять невелику кількість домішок заліза та кобальту, - смарагдами.
Вихід природного корунду в природі дуже невеликий, і він здебільшого використовується для декорування. Корунд, який використовується як промислова сировина, виготовляється штучно. Існує два види штучного корунду: плавлений корунд та спечений корунд. В основному існують такі різновиди:
1. Плавлений корунд
Плавлений глинозем складається переважно з білого плавленого глинозему та коричневого плавленого глинозему.
Плавлений білий корунд виготовляється з промислового глинозему та плавиться в дуговій печі при високій температурі понад 2000 ℃. Він має такі характеристики, як висока білизна, висока чистота, висока твердість, чудова самозаточування, сильна шліфувальна сила, низька температура, стійкість до корозії, висока термостійкість, хороша термостабільність тощо. Його можна використовувати для виготовлення сучасних шліфувальних та полірувальних матеріалів, шліфувальних інструментів з нього, шліфування високовуглецевої та нержавіючої сталі; він також широко використовується у виробництві високоякісних вогнетривких та прецизійних ливарних форм, що використовуються для виготовлення спеціальної кераміки та військових, електронних та інших високотехнологічних матеріалів; корунд, виготовлений з високочистого надтонкого глинозему, також може використовуватися як штучне дорогоцінне каміння.
Коричневий корунд, також відомий як наждак, виготовляється з бокситів, антрациту та залізного брухту шляхом плавлення при високій температурі понад 2000℃ в електричній печі. Його колір коричневий.
Коричневий корунд характеризується помірною твердістю, високою щільністю ворсу, хорошою кристалізацією, низьким коефіцієнтом лінійного розширення, гарною в'язкістю та корозійною стійкістю тощо. Він широко використовується в матеріалах для піскоструминної обробки, абразивах, наповнювачах, фільтрувальних середовищах, ріжучих матеріалах, вогнетривах, абразивах та кераміці.
2. Спечений корунд
Спечений корунд на основі промислової або високочистої глиноземної бокситової руди як сировини, виготовлений шляхом тонкого подрібнення матеріалу кулькою або тілом, спіканням за високої температури 1750-1900 ℃, має великий секрет, низьку пористість, високу щільність зерна, відмінну термостійкість за високих температур та стійкість до ерозії шлаку, широко використовується для виготовлення вогнетривких та абразивних матеріалів.
3. Табличастий корунд
Пластинчастий корунд – це різновид порошку оксиду алюмінію високої чистоти, який спочатку подрібнюють, гранулюють, сушать і прожарюють за високої температури 1850-1950℃. Він має добре розвинену пластинчасто-лускату кристалічну структуру з великим розміром зерен. Це ідеальний вогнетривкий матеріал з високою чистотою, хорошою об'ємною стабільністю, невеликою усадкою після повторного випалювання та високою термостійкістю. Пластинчастий корунд виробляється переважно спіканням, а також електричним плавленням.
6) солі алюмінію
Солі алюмінію відносяться до сполук алюмінію. Тут описано лише кілька поширених солей алюмінію.
1. Сульфат алюмінію
Сульфат алюмінію складається з сульфату алюмінію та поліалюмінійсульфату, сульфату алюмінію амонію (алюмоамонійні галуни), сульфату алюмінію калію (галузі або калієві галуни), зазвичай утворюючи реакцію з сірчаною кислотою та гідроксидом алюмінію або бокситом, каоліном, летючою золою та іншими алюмінієвими мінералами. Сульфат алюмінію в основному використовується як промисловий реагент, флокулянт, засіб для очищення води, у виробництві паперу тощо, а також у виробництві інших хімічних продуктів, що містять алюміній. Поліалюмінійсульфат в основному використовується для очищення поверхневих вод; галун може використовуватися як розпушувач, нейтралізатор та водоосаджувач для харчових продуктів. Галун використовується в традиційній китайській медицині та як розпушувач. Він також використовується у виробництві паперу, фарбуванні та як гідроізоляційний агент.
2. Хлорид алюмінію
Хлорид алюмінію та поліалюмінійхлорид (алюміній золь) використовуються в карбонаті алюмінію, який зазвичай отримують реакцією соляної кислоти з металевим алюмінієм, гідроксидом алюмінію або мінералами, що містять алюміній. Хлорид алюмінію та поліалюмінійхлорид є своєрідним очищувачем води з низькою ціною та хорошим ефектом, а також можуть використовуватися як засіб для проклейки паперу, рафінування цукру, ливарне лиття, засіб проти зморшок для тканини, носій каталізатора, сполучна речовина, фармацевтичне рафінування, швидкотвердіючий цемент, косметична сировина тощо.
3. Фторид алюмінію та фторид натрію
Фторид алюмінію та фторалюмінат натрію – це дві основні солі фториду. Фторид алюмінію в основному використовується як регулювальний агент в електролітичному середовищі для рафінування алюмінію. Це білий порошок з голкоподібною кристалізацією. Процес виробництва фториду алюмінію має мокрий та сухий методи. Через вимоги охорони навколишнього середовища, мокрий метод практично виключений, а сухий метод широко використовується для виробництва. Технологічний процес сухого виробництва фториду алюмінію включає циркулюючий процес псевдозрідженого шару компанії Luqi в Німеччині, багатошаровий процес псевдозрідженого шару компанії Booth у Швейцарії та процес синтезу HF ALF3 у внутрішніх та зовнішніх нагрівальних печах компанії Pincnair у Франції. Сухий процес полягає у виробництві сульфату кальцію (гіпсу) та газоподібного HF шляхом реакції фториту та сірчаної кислоти, а потім у виробництві фториду алюмінію шляхом реакції газоподібного HF та гідроксиду алюмінію після дегідратації. Під час виробництва фториду алюмінію, що є побічним продуктом на заводі з виробництва фосфатних добрив, австрійська компанія з Лінца використовує мокрий процес, який передбачає попереднє нагрівання розчину фторкремнієвої кислоти, а потім у резервуарі з перемішуванням гідроксиду алюмінію (або бокситової суспензії) при певній температурі реакцію фториду алюмінію та кремнезему (осадження); також можна спочатку використовувати реакцію аміачної води та фторкремнієвої кислоти, утворюючи фторид амонію та силікагель (осадження), потім розчин фториду амонію та алюміній. гідроксид під певною температурою та тиском реакція, утворення фториду алюмінію.
Фторалюмінат натрію (також відомий як кріоліт) - це складний фторид, зазвичай сіро-білі кристалічні частинки або порошок, який в основному використовується в електролітичному алюмінії як розчинник. Процес виробництва фторалюмінату натрію включає в основному метод содофторалюмінату, який спочатку реагує з плавиковою кислотою та гідроксидом алюмінію для отримання фторалюмінату, а потім реагує з содою для синтезу фторалюмінату натрію (кріоліту).
4. Інші алюмінієві солі
Нітрат алюмінію може бути використаний як каталізатор для органічного синтезу, протрава в поліграфічній та фарбувальній промисловості, засіб для обробки шкіри тощо, зазвичай виготовляється шляхом реакції алюмінію або гідроксиду алюмінію з азотною кислотою.
Фосфат алюмінію можна використовувати як фумігаційний інсектицид. Його зазвичай готують шляхом спалювання суміші алюмінієвого порошку та червоного фосфору.
Молекулярні сита алюмінійфосфатного ряду мають високу іонообмінну здатність та каталітичну активність і були отримані реакцією гідроксиду алюмінію та фосфорної кислоти.
Дигідротриполіфосфат алюмінію може бути використаний як антикорозійний пігмент, адсорбент (дезодорант), каталізатор етилену до етанолу, зазвичай в результаті реакції металевого алюмінію або гідроксиду алюмінію з фосфорною кислотою.
Ультрадисперсний силікат алюмінію — це аморфний надбілий порошок з чудовою суспензією та чисто білим виглядом. Він широко використовується в покриттях, шкірі, друкарстві та фарбуванні, друкарській фарбі, виробництві паперу, пластмас, гуми та інших аспектах у поєднанні з іншими пігментами (титановий білий порошок). Кристалічний силікат алюмінію може бути використаний як каталізатор для дегідратації метанолу в газовій фазі з отриманням диметилового ефіру. Звичайний силікат алюмінію може бути використаний як ізоляційний матеріал. Силікат алюмінію зазвичай отримують реакцією рідкого скла із сульфатом алюмінію.
Кристал борату алюмінію може бути використаний як армуючий матеріал для пластику, металу, кераміки, зазвичай з оксидом алюмінію та бором або оксидом бору, після контакту з високою температурою плавлення, також може бути перетворений у газоподібний стан фториду алюмінію та оксиду бору, що дозволяє отримати кристал борату алюмінію.
(vii) інші різновиди глинозему та пов'язані з ним продукти розширення
Інший різновид глинозему все ще включає карбонізований алюміній, волокно оксиду алюмінію, плівку оксиду алюмінію, порошок SB, крім того, дріб алюмінієво-галієвого сплаву, триметилалюміній та інші органічні алюмінієві продукти також є продуктом з вищим технічним вмістом. Алюмінієве волокно складається з монокристалічного волокна -Al2O3, довгого волокна -Al2O3, короткого волокна -Al2O3, яке в основному використовується як металевий, пластиковий, гумовий, керамічний армуючий матеріал, вогнетривкий ізоляційний матеріал та вогнетривкий матеріал для траєкторії запуску ракет, масловодяної емульсії, масловодяної суміші та матеріалу для розділення та фільтрації клейової рідини, а також використовується як носій каталізатора для перетворення вуглеводнів. Порошок SB є сировиною для каталізатора гідрування та інших високоякісних каталізаторів. Глинозем та водень утворюються в результаті сильної реакції гранул алюмінієво-галієвого сплаву у воді, що є ідеальним процесом виробництва водню для майбутніх транспортних засобів на водневому паливі. Триметилалюміній використовується як каталізатор полімеризації олефінів, ракетне паливо та сировина для виробництва триметилгалію.
Бокситова руда може бути використана для виробництва вогнетривких матеріалів, флокулянтів для очищення води, проппантів для гідророзриву пласта нафтових родовищ, коричневого корунду та високоглиноземистого цементу, порошку алюмінату кальцію або алюмінату кальцію тощо, а алюмінієво-кремнієвий сплав також може бути отриманий методом електричного нагрівання.
Червоний шлам, що утворюється з глинозему, може використовуватися як десульфуратор та агент для покращення ґрунту на вугільних електростанціях. Після видалення натрію його можна використовувати для виробництва цементу, стінових матеріалів, керамзиту тощо. З червоного шламу також можна видобувати порошок залізної руди, рідкісний скандій, вісмут та інші дорогоцінні метали.
Проміжні продукти оксиду алюмінію, рідкого алюмінату натрію та твердого алюмінату натрію (спечений клінкер), можуть бути використані як прискорювач бетону або у виробництві прискорювача; галій, ванадій та інші дорогоцінні метали можуть бути відновлені та екстраговані з проміжного маточного розчину, що утворюється з глинозему.
Час публікації: 15 вересня 2020 р.