|
工業(yè)氧化鋁的簡(jiǎn)介工業(yè)氧化鋁的簡(jiǎn)介 工業(yè)氧化鋁的簡(jiǎn)介 摘要：隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)氧化鋁的應(yīng)用范圍越來越廣泛。對(duì)于不同的用途，要求氧化鋁具有不同的物理和化學(xué)特性。本文主要論述了工業(yè)氧化鋁的性質(zhì)（物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)），化學(xué)成分、礦物成分、產(chǎn)出狀態(tài)，巖石種類，產(chǎn)地、價(jià)格、合成原料，工藝，用途等一系列問題。 關(guān)鍵詞：工業(yè)氧化鋁；性質(zhì)；成分；合成；用途 1工業(yè)氧化鋁的簡(jiǎn)介及性質(zhì) 1.1 工業(yè)氧化鋁的礦物成分、巖石種類、產(chǎn)地 市場(chǎng)上最易于得到的精制氧化鋁是用拜爾法制取的，所用原料為鋁礬土礦，我國(guó)河 南、山東、貴州等地都有優(yōu)質(zhì)的大型礬土礦床。 目前，世界已探明鋁土資源儲(chǔ)量約360億噸，中國(guó)約23億噸，居世界第五位[1]。鋁土礦的90%—95%首先被加工成氧化鋁，絕大部分用于生產(chǎn)金屬鋁[2]。僅有約10%氧化鋁用于其他特定目的，例如用作染料和洗滌劑的添加劑。其余5%一10%的鋁土礦用作磨料、耐火材料和陶瓷生產(chǎn)或水泥添加劑[3]。我國(guó)鋁礬土儲(chǔ)量極為豐富，產(chǎn)地從黃河以北的山西、河北和山東，穿過中部的河南和廣西，直到西南的貴州和云南。目前出產(chǎn)高鋁礬土熟料的主要產(chǎn)地在山西、河南和貴州。我國(guó)高鋁礬土主要礦物為水鋁石(水硬鋁石)、勃姆石(水軟鋁石)、高嶺石和葉臘石，可按其礦物組成分為3種類型：(l)水鋁石—高嶺石型[DK]；(2)勃姆石—高嶺石型[BK]；(3)水鋁石—葉臘石型[DP]。而目前DK型礬土應(yīng)用最為廣泛。DK型礬土熟料按其氧化鋁含量分為特等、一等、二等A二等B和三等[4] 1.2 工業(yè)氧化鋁的性質(zhì) 工業(yè)氧化鋁的主要化學(xué)成分是Al2O3，通常還有少量SiO2，F(xiàn)e2O3，TiO2，Na2O，MgO，CaO和H2O。要求工業(yè)氧化鋁必須有較高的純度，雜質(zhì)含量，特別是SiO2應(yīng)盡可能低。我國(guó)原冶金工業(yè)部的部頒標(biāo)準(zhǔn)YB 814—1975規(guī)定了工業(yè)氧化鋁的技術(shù)條件，見下表，對(duì)有些微量雜質(zhì)暫未作規(guī)定。
按物理性質(zhì)不同，通常將工業(yè)氧化鋁分為砂型、中間型和粉型三種。三者的物理性質(zhì)差別較大，但沒有嚴(yán)格區(qū)分三種氧化鋁的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。砂型氧化鋁呈球狀，顆粒較粗，約為80—100μm，安息角小，煅燒程度較低，灼減0.8%—1.5%，其中α- Al2O3含量少于35%，多數(shù)在20%左右，γ- Al2O3含量較高，具有較大的活性。粉型氧化鋁平均粒度小（約50μm）,細(xì)粉多（小于44μm的大于40%），安息角大，煅燒溫度高（灼減小于0.5%，α-Al2O3大于70%），真密度大，堆密度低。中間型介于二者之間。[5] 1.2.1 氧化鋁的多晶型 氧化鋁具有多種晶體結(jié)構(gòu)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,已有α、β、γ、δ、ε、δ、ζ、ε、κ、λ等12種。最常見的有α、β、γ3種晶型,其中α- Al2O3俗稱剛玉,它是最穩(wěn)定的氧化鋁晶型,強(qiáng)度和電性能比其它晶型都好,3種晶型的性能見表1。
1.3 工業(yè)氧化鋁剖面微觀結(jié)構(gòu)的研究 1.3.1 樣品與實(shí)驗(yàn)方法 1.3.1.1 樣品 #樣品是種分工藝生產(chǎn)的氫氧化鋁煅燒的氧化鋁產(chǎn)品,磨損指數(shù)42%；2#樣品是碳分工藝生產(chǎn)的氫氧化鋁煅燒的氧化鋁產(chǎn)品,磨損指數(shù)18%；3#樣品是國(guó)外進(jìn)口氧化鋁產(chǎn)品,磨損指數(shù)12%。 1.3.1.2 表面結(jié)構(gòu)微觀分析樣品的制備方法 取少量樣品,均勻地撒在有碳導(dǎo)電膠的樣品臺(tái)上,用吸耳球吹掉粘結(jié)不牢的顆粒。剖面結(jié)構(gòu)微觀分析樣品的制備方法:把樣品單層地放置在拋光的銅片上,通過電鍍使氧化鋁顆粒包埋在金屬銅中,然后把銅片鑲嵌在有機(jī)玻璃中進(jìn)行磨拋金屬片至出現(xiàn)顆粒剖面。把兩種樣品放在JFC-1600型離子鍍膜儀中噴涂鉑。 1.3.1.3 樣品觀察 在JSM-6360LV型掃描電鏡上,對(duì)樣品的表面結(jié)構(gòu)采用二次電子像進(jìn)行觀察和拍照,對(duì)樣品的剖面結(jié)構(gòu)采用背散射電子像進(jìn)行觀察和拍照。
1.3.2 結(jié)果與討論 圖1~圖6是三個(gè)樣品表面和剖面的SEM照片。從圖1、2顆粒的表面和剖面微觀結(jié)構(gòu)看出；種分工藝生產(chǎn)的氫氧化鋁煅燒的氧化鋁產(chǎn)品,粒度分布較均勻,單晶體表面裂隙呈層狀,裂隙發(fā)育,裂隙寬窄、長(zhǎng)短不同,較寬裂隙中充填有細(xì)小粒子,但顆粒的剖面照片上看不到裂隙中的細(xì)小顆粒,
說明裂隙中的細(xì)小粒子是在煅燒過程中物理吸附在裂隙中。 剖面上單晶體的裂隙呈不連續(xù)、似層狀分布。由于氫氧化鋁晶體結(jié)構(gòu)屬層狀,當(dāng)溫度升高時(shí),覆蓋在晶體表面的羥基與相鄰的氫生成水分子后沿層間溢出,氧化鋁單晶體的裂隙呈層狀。當(dāng)單晶體較大(大于80μm)時(shí),氫氧化鋁脫水溫度較高,水的排出受到阻礙或出現(xiàn)急劇脫水使晶粒崩裂(圖2)或產(chǎn)生較寬裂隙,在磨損過程中,顆粒很容易從層間破裂,其磨損指數(shù)很大。由圖3看出,碳分工藝生產(chǎn)的氫氧化鋁煅燒的氧化鋁產(chǎn)品,顆粒是由大小不同較細(xì)小的柱狀單晶體附聚而成,附聚顆粒結(jié)構(gòu)致密,各單晶呈放射狀生長(zhǎng),為典型的放射狀結(jié)構(gòu)。顆粒表面裂隙較少。從圖4剖面看,顆粒裂隙沿晶粒結(jié)合處呈典型的放射狀,單晶體上,裂隙呈似層狀。圖5是國(guó)外進(jìn)口氧化鋁產(chǎn)品,顆粒呈似球狀,組成顆粒的單晶體20μm左右,它們互相嵌布,結(jié)構(gòu)致密,呈典型的鑲嵌狀結(jié)構(gòu)。顆粒表面的裂隙沒有1#、2#樣品明顯。由圖6看到,顆粒在晶粒結(jié)合處裂隙少且小,這可能是由于組成顆粒的單晶粒細(xì)小,附聚粒多,氫氧化鋁煅燒時(shí)脫水溫度較低,水蒸汽是緩慢從晶粒結(jié)合處及單晶粒層間裂隙處脫出,脫水通道多。[6] 1.3.3 結(jié)論 氧化鋁是氫氧化鋁在一定溫度下煅燒的產(chǎn)品,氫氧化鋁煅燒為氧化鋁的過程是氫氧化鋁結(jié)構(gòu)水脫出的過程,氧化鋁顆粒的結(jié)構(gòu)、外形保留了氫氧化鋁顆粒的結(jié)構(gòu)和外形,不同類型氫氧化鋁在煅燒過程中由于顆粒結(jié)晶狀態(tài)的不同,在脫水時(shí)形成的路徑不同。種分氧化鋁顆粒大多為單晶體,由于在脫水時(shí)大量水僅從層間溢出,少量從軸向溢出,在層間形成大量裂隙,產(chǎn)品在磨損時(shí),顆粒很容易從層間破裂而產(chǎn)生大量細(xì)小顆粒,因而磨損指數(shù)很大。碳分氧化鋁顆粒由呈拄狀單晶體附聚而成,脫水時(shí)水從晶粒間及單晶內(nèi)的層間溢出,脫水通道及方向明顯多于種分樣品。表面裂隙發(fā)育不明顯,磨損時(shí)產(chǎn)生的細(xì)顆粒較少,磨損指數(shù)較小。國(guó)外氧化鋁由大量細(xì)小晶粒組成的附聚顆粒,單晶粒較小,附聚顆粒數(shù)量多,煅燒為氧化鋁時(shí)脫水溫度較低,脫水通道在不同方向很多且通道小而窄,煅燒產(chǎn)生的水容易溢出。氧化鋁表面裂隙很少,磨損時(shí)產(chǎn)生細(xì)顆粒少,因而氧化鋁的磨損指數(shù)很小。實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)控制氫氧化鋁的生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)出由大量細(xì)小晶粒附聚成的氫氧化鋁,氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量就能有很大提高。[7] 2工業(yè)氧化鋁的制備 2.1 拜耳法生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁 工業(yè)氧化鋁的制備多采用拜耳法(即堿石灰法)。將鋁釩土[約含Al2O3 60%~85%,礦物組成以一水硬鋁石(x Al2O3·H2O)為主]與純堿、石灰石混合并細(xì)磨,在高溫下燒結(jié),使鋁釩土中的一水硬鋁石等與純堿反應(yīng)生成水溶性鋁酸鈉,而原礦中所含的SiO2等雜質(zhì)礦物則與石灰石分解產(chǎn)物結(jié)合成穩(wěn)定的難溶礦物。將鋁酸鈉用水浸取,經(jīng)分離除去難溶性的殘?jiān)?通入CO2氣體使鋁酸鈉分解并析出氫氧化鋁,氫氧化鋁經(jīng)煅燒處理后即得到工業(yè)氧化鋁 γ- Al2O3。γ- Al2O3是氧化鋁的低溫形態(tài),結(jié)構(gòu)疏松,易于吸水,且能被酸堿溶解,性能不穩(wěn)定,不適于直接用來生產(chǎn)氧化鋁陶瓷,可采用適當(dāng)?shù)奶砑觿⿲?duì)γ- Al2O3進(jìn)行高溫煅燒,使γ- Al2O3不可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)棣? Al2O3。這一工藝過程伴隨14.3%的體積收縮。使用煅燒過的 α- Al2O3粉生產(chǎn)氧化鋁陶瓷,有利于產(chǎn)品尺寸控制和避免產(chǎn)品的開裂。[8] 2.2 煤灰、低品位鋁礦直接生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁 2.2.1 品位鋁礦選用及預(yù)處理 粉煤灰主要化學(xué)成分為Al2O3、SiO2、Fe2O3以及CaO、MgO、TiO2等,根據(jù)原煤礦藏生成年代不同, Al2O3在30%~40%之間。粉煤灰因已經(jīng)過高溫,有效成分具有活性可直接溶于酸或堿。低品位鋁礦一般不能直接溶于酸或堿,要先加入輔料、調(diào)整劑和經(jīng)過預(yù)除雜處理,在高溫條件下進(jìn)行固相燒結(jié)反應(yīng),使其得到充分活化,使其中的Al2O3轉(zhuǎn)型為易溶成份,方可用于生產(chǎn)[8] 2.2.2 酸或堿常溫常壓反應(yīng)溶出直接生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁技術(shù)特點(diǎn) 酸法生產(chǎn)氧化鋁的一般流程如下:a.原料的預(yù)處理,多數(shù)情況下進(jìn)行熱法預(yù)處理;b.氧化鋁轉(zhuǎn)化為可溶性的無機(jī)酸鋁鹽;c.鋁鹽提純;d.鋁鹽的分解和氫氧化鋁的焙燒;e.酸的再生回用。堿金屬和堿土金屬的氧化物與酸作用生成工業(yè)價(jià)值不大的鹽類,因此,酸法主要適用于處理低鐵無堿的硅酸鹽類礦物,如粉煤灰、低品位鋁礦、粘土、高嶺土、煤矸石等。 堿法工藝流程:粉煤灰、低品位鋁礦→堿化→波加速反應(yīng)→調(diào)pH→真空過濾→植入晶核→波晶化→強(qiáng)力焙燒→檢驗(yàn)→工業(yè)氧化鋁[9]。 其中,波處理是一項(xiàng)近年來發(fā)展起來的新技術(shù),目的在于從低品位礦石和尾礦中提高Al2O3的回收率。 波加熱加速反應(yīng)與傳統(tǒng)加熱反應(yīng)不同,它不需由表及里的熱傳導(dǎo),而是通過波在物料 內(nèi)部的能量耗散來直接加熱物料,根據(jù)物料性質(zhì)(電導(dǎo)率、磁導(dǎo)率、介電常數(shù))的不同,波可以及時(shí)而有效地在整個(gè)物料內(nèi)部產(chǎn)生熱量,具有以下用傳統(tǒng)加熱反應(yīng)方式無法比擬的優(yōu)點(diǎn):a.選擇性加熱物料,升溫速度快,加熱效率高;b.波能夠同時(shí)促進(jìn)吸熱和放熱反應(yīng),對(duì)化學(xué)反應(yīng)具有催化作用;c.波加熱加速反應(yīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)加熱時(shí),其他高溫化學(xué)反應(yīng)可以在十分低的溫度下進(jìn)行,即波加熱加速反應(yīng)具有降低化學(xué)反應(yīng)溫度,創(chuàng)造出更為有利的熱力學(xué)條件的作用;d.波很容易使極性液體(例如水、乙醇、各種酸堿溶液等)加熱,因而波加熱可促進(jìn)礦物在溶劑中的溶解,提高濕法冶金過程的溶出速率和降低過程的能耗;e.波本身不產(chǎn)生任何氣體,所需凈化的只有還原或氧化反應(yīng)產(chǎn)生的氣體,而且利于保護(hù);f.易于自動(dòng)控制。 以波加熱加速堿法溶出反應(yīng)為例:Al2O3·H2O 2NaOH=2NaAlO2 2H2O此反應(yīng)屬多相反應(yīng),溶出過程包括以下步驟:含Al2O3礦物表面被溶劑-含大量游離NaOH的循環(huán)母液濕潤(rùn);OH-通過擴(kuò)散層向礦物表面擴(kuò)散;含Al2O3礦物與OH-相互作用生成鋁酸根;鋁酸根離子通過礦物表面上生成的擴(kuò)散層向整個(gè)溶液擴(kuò)散。試驗(yàn)表明,在反應(yīng)溫度較低時(shí),上述反應(yīng)速率由界面化學(xué)反應(yīng)控制,而當(dāng)反應(yīng)溫度較高時(shí),則由擴(kuò)散傳質(zhì)和界面化學(xué)反應(yīng)共同控制。波作用下溶出反應(yīng)速率之所以顯著提高,是因?yàn)椴ㄝ椛滗X堿溶液體系時(shí)使各礦粒產(chǎn)生熱應(yīng)力裂紋,暴露出新的礦粒表面,增加了反應(yīng)界面,從而有利于固液反應(yīng)的進(jìn)行。同時(shí),波加熱原料時(shí)介電顆粒的表面將產(chǎn)生熱量,并在顆粒周圍形成較大的熱對(duì)流液流,它能攪拌溶液和驅(qū)散顆粒外層的高鐵赤泥層破壞鈦酸鈉保護(hù)膜,加快OH-離子向反應(yīng)界面和鋁酸根離子向溶液的擴(kuò)散速率。此外,由于溶液的介電顆粒處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài),阻止了罐內(nèi)壁的結(jié)疤。原料中不吸波的SiO2在顆粒產(chǎn)生裂紋時(shí)解離,沉降于罐底部。按此工藝生產(chǎn)的氧化鋁Al2O3含量可達(dá)95%。[10] 2.3 工業(yè)氧化鋁原料處理新工藝 工業(yè)氧化鋁原料是白色松散的結(jié)晶粉末，顆粒大多是由許多粒徑小于0.1μm的 γ—Al2O3晶體所組成的多孔球形聚積體，平均顆粒大小約為40~70μm，每個(gè)小球含有多達(dá)1000 3個(gè)小晶體，內(nèi)部氣孔占小球體積的20％一30%，種多孔的疏松結(jié)構(gòu)不利于Al2O3晶體的彼此接觸，因而不利于燒結(jié)。在傳統(tǒng)的氧化鋁陶瓷生產(chǎn)中，人們大多按下述方法處理原料[11]：首先將工業(yè)氧化鋁原料在1450~1550℃溫度下，保溫2小時(shí)進(jìn)行鍛燒，使γ—Al2O3轉(zhuǎn)化為α—Al2O3為了強(qiáng)化這個(gè)過程，一般還加入適量的礦化劑[12]， 如H3BO3、NH4F、AIF3等，然后再將鍛燒過的原料經(jīng)鋼球磨48~100小時(shí)，出料后用鹽酸進(jìn)行酸洗除鐵等工藝過程，這種傳統(tǒng)的原料處理方法，工藝環(huán)節(jié)多，周期長(zhǎng)，費(fèi)用大。本研究旨在改進(jìn)這種工業(yè)氧化銘原料的處理工藝，縮短原料的處理周期，降低成本，本工作采取先球磨，后緞燒的工藝步驟，使工業(yè)氧化鋁原料的鍛燒溫度降低至1100℃，球磨時(shí)間縮短到幾小時(shí)，粉料的顆粒大小均小于1μm，效果顯著。 2.3.1 價(jià)格及環(huán)境和社會(huì)效益分析 煤灰、低品位鋁礦酸法直接生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁可以使用工業(yè)合成鹽酸或工業(yè)副產(chǎn)品鹽酸、工業(yè)硫酸作原料,堿法可采用工業(yè)堿、碳酸鈉等作原料。生產(chǎn)成本相當(dāng)于中國(guó)鋁業(yè)公司燒結(jié)法-拜耳法聯(lián)合法生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁的綜合成本(1600~1800元/t)。若以聚合鋁轉(zhuǎn)產(chǎn),則成本在2200~2500元/t左右。 酸法生產(chǎn)產(chǎn)生的含酸廢氣可吸收回用,堿法生產(chǎn)不產(chǎn)生有害廢氣,只有微量蒸汽溢出,廢渣可加工成建材、橡塑填充料等。粉煤灰、低品位鋁礦的溶出和強(qiáng)力焙燒均為閉路生產(chǎn),對(duì)大氣、地表、地下、人畜無明顯污染,符合環(huán)保要求。 酸或堿、酸堿聯(lián)合直接生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁,采用固體廢棄物、低品位鋁礦為原料,既可解決廢棄物排放、低品位鋁礦堆棄占用耕地,污染環(huán)境的問題,又可解決資源綜合利用問題。所生產(chǎn)的工業(yè)氧化鋁可以緩解我國(guó)工業(yè)氧化鋁供應(yīng)緊張的局面,為具有條件的企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)和民營(yíng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了新的發(fā)展之路。以年產(chǎn)1.0萬t氧化鋁需粉煤灰4.0萬~5.0萬t或低品位鋁礦3.0萬~4.0萬t計(jì),如需填補(bǔ)國(guó)內(nèi)60%約1000萬t工業(yè)氧化鋁進(jìn)口缺口,將需消耗粉煤灰4000萬~5000萬t或低品位鋁礦3000萬~4000萬t。僅以粉煤灰國(guó)內(nèi)年排棄量2.0億t,占地0.27萬hm2計(jì),利用后可節(jié)約耕地533.33 hm2,以每hm2地年值2萬元,輸送填埋粉煤灰25元/t計(jì),可為企業(yè)直接降低成本12億元。這樣可有效地促進(jìn)產(chǎn)出粉煤灰的燃煤火電企業(yè)加大固體廢棄物的綜合利用,有效促進(jìn)再生資源的循環(huán)利用。[13] 3 主要用途 3.1紅寶石、藍(lán)寶石的主成份皆為氧化鋁，因?yàn)槠渌s質(zhì)而呈現(xiàn)不同的色澤 藍(lán)寶石則含有氧化鐵和氧化鈦而呈藍(lán)色。 3.2在鋁礦的主成份鐵鋁氧石中，氧化鋁的含量最高。工業(yè)上，鐵鋁氧石經(jīng) 由Bayer process純化為氧化鋁，再由Hall-Heroult process轉(zhuǎn)變?yōu)殇X金屬。 3.3鋁與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一層致密的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露于空氣中鋁表面。 3.4鋁為電和熱的良導(dǎo)體。 氧化鋁的晶體形態(tài)因?yàn)橛捕雀�，適合用作研磨材料及切割工具 3.5氧化鋁粉末常用作色層分析的媒介物。 2004年8月，在美國(guó)3M公司任職的科學(xué)家開發(fā)出以鋁及稀土元素化合成的合金制造出稱為transparent alumina的強(qiáng)化玻璃。 3.6陶瓷作用 氧化鋁分為煅燒氧化鋁和普通工業(yè)氧化鋁，煅燒氧化鋁是生產(chǎn)仿古磚的必備原料，而工業(yè)氧化鋁則可用于生產(chǎn)微晶石，在傳統(tǒng)釉料中，氧化鋁常用作增白。由于仿古磚和微晶石受到了市場(chǎng)青睞，氧化鋁的用量也是逐年增長(zhǎng)。因此，氧化鋁陶瓷在陶瓷行業(yè)中應(yīng)運(yùn)而生--氧化鋁陶瓷是一種以氧化鋁為主要原料,以剛玉為主晶相的陶瓷材料.因其具有機(jī)械強(qiáng)度高,硬度大,高頻介電損耗小,高溫絕緣電阻高,耐化學(xué)腐蝕性和導(dǎo)熱性良好等優(yōu)良綜合技術(shù)性能等優(yōu)勢(shì)。[14] 4 在相應(yīng)耐火材料品種中所起的作用 4.1剛玉 剛玉粉硬度大可用作磨料，拋光粉，高溫?zé)Y(jié)的氧化鋁，稱人造剛玉或人造寶石，可制機(jī)械軸承或鐘表中的鉆石。氧化鋁也用作高溫耐火材料，制耐火磚、坩堝、瓷器、人造寶石等，氧化鋁也是煉鋁的原料。耐高溫。無色透明者稱白玉，含微量三價(jià)鉻的顯紅色稱紅寶石；含二價(jià)鐵、三價(jià)鐵或四價(jià)鈦的顯藍(lán)色稱藍(lán)寶石；含少量四氧化三鐵的顯暗灰色、暗黑色稱剛玉粉�？捎米鼍軆x器的軸承，鐘表的鉆石、砂輪、拋光劑、 耐火材料和電的絕緣體。色彩艷麗的可做裝飾用寶石。人造紅寶石單晶可制激光器的材料。除天然礦產(chǎn)外，可用氫氧焰熔化氫氧化鋁制取。 氧化鋁是金屬鋁在空氣中不易被腐蝕的原因。純凈的金屬鋁極易與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成一層薄的氧化鋁薄膜覆蓋在暴露于空氣中鋁表面。層氧化鋁薄膜能防止鋁被繼續(xù)氧化。氧化物薄膜的厚度和性質(zhì)都能通過一種稱為陽極處理（陽極防腐）的處理過程得到加強(qiáng)。 4.2 鋁土礦 （Al2O3·H2O和Al2O3·3H2O）是鋁在自然界存在的主要礦物，將其粉碎后用高溫氫氧化鈉溶液浸漬，獲得偏鋁酸鈉溶液；過濾去掉殘?jiān)�，將濾液降溫并加入氫氧化鋁晶體，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間攪拌，鋁酸鈉溶液會(huì)分解析出氫氧化鋁沉淀；將沉淀分離出來洗凈，再在950-1200℃的溫度下煅燒，就得到α型氧化鋁粉末，母液可循環(huán)利用．此法由奧地利科學(xué)家拜耳（K．J．Bayer）在1888年發(fā)明，時(shí)至今日仍是工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁的主要方法，人稱“拜耳法”． 4.3磨料氧化鋁 氧化鋁適用于多種干濕處理工藝，可將任何工件的粗糙表面打磨精細(xì)，是最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的磨料之一。這種尖銳有菱角的人工合成磨料具有僅次于金剛石的硬度，尤其適合對(duì)鐵質(zhì)污染有嚴(yán)格要求時(shí)使用。用于最粗糙的切割，也可制成卵石形對(duì)尺寸精密的工件進(jìn)行處理，來達(dá)到極低的粗糙度。由于它的高密度、尖銳、菱 角結(jié)構(gòu)，因此它是目前最快速的切割磨料之一。
氧化鋁通過電熔高質(zhì)礬土礦來制造棕剛玉的，而高質(zhì)鋁酸鹽用來生產(chǎn)粉剛玉和白剛玉。它們的天然晶體結(jié)構(gòu)使其硬度高，切割性能快。同時(shí)它們經(jīng)常用作固結(jié)磨具和涂附 磨具的原料。 氧化鋁可多次循環(huán)利用，循環(huán)次數(shù)和材料等級(jí)及具體工藝過程有關(guān)，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)磨料噴砂設(shè)備均可使用。適用工業(yè)范圍：航空航天業(yè)、汽車業(yè)、消費(fèi)品加工、鑄造/壓鑄、OEM分銷商、半導(dǎo)體工業(yè)等不同領(lǐng)域。適用工藝范圍：表面電鍍、油漆，上釉和涂裝聚四氟乙烯前的預(yù)處理；鋁和合金制品去毛刺，去鍋垢；模具清理；金屬噴砂前預(yù)處理；干磨和濕磨；精密光學(xué)折射；礦物質(zhì)，金屬，玻璃和晶體的研磨；玻璃雕刻和油漆添加劑。 5 窯爐應(yīng)用 氧化鋁循環(huán)沸騰焙燒爐，循環(huán)沸騰焙燒爐整個(gè)裝置所用耐火材料共計(jì)762t，主要有澆注料、耐火磚、硅酸鈣板、硅酸鋁纖維和耐火泥五大類，以及固定耐火材料的錨固件。 1.工作層用耐火材料耐火澆注料共計(jì)351t，用于一級(jí)文丘里 、冷卻筒、流化床冷卻機(jī)、所有管道、煙道及沸騰焙燒爐下部和旋風(fēng)筒的錐體部分，多為雙層或三層。耐火磚共用269t，主要用在沸騰焙燒爐、循環(huán)旋風(fēng)筒、二級(jí)旋風(fēng)分離器、二級(jí)文丘里干燥器以及煙道等。根據(jù)沸騰焙燒爐的工藝特點(diǎn)和不同的工藝參數(shù)及工況條件，工作層所用耐火材料的種類及層數(shù)不同。根據(jù)使用溫度、物料性質(zhì)，所有工藝管道進(jìn)行輕質(zhì)和重質(zhì)澆注的配置，主要設(shè)備內(nèi)襯采用絕熱＋隔熱＋耐火磚的工作層配置，使耐火材料節(jié)能效果更好。 2.隔熱耐火材料隔熱耐火材料有輕質(zhì)澆注料、輕質(zhì)隔熱磚、硅酸鈣板和耐火纖維。澆注料主要用在流化床冷卻機(jī)、冷卻旋風(fēng)筒、一級(jí)文丘里干燥器及二級(jí)文丘里干燥器等主要設(shè)備的頂部和所有管道和煙道里面。保溫磚保溫磚共用41.76t，主要用在流化床冷卻機(jī)、一級(jí)文丘里干 燥器和二級(jí)旋風(fēng)分離器。 硅酸鈣板硅酸鈣板共用97.5m3，有50mm厚和30mm厚兩種規(guī)格，主要用在沸騰焙燒爐、循環(huán)旋風(fēng)筒、冷卻旋風(fēng)筒及一級(jí)文丘里干燥器等。耐火纖維耐火纖維共用2.5t，分為板類、氈類和毯類，主要用在膨脹縫、伸縮節(jié)、支架和入孔以及各種工藝孔周圍。錨固件錨固件是內(nèi)襯的主要組成部分，其作用是使內(nèi)襯與爐壁牢固地結(jié)合。錨固件的分布與爐溫、耐火材料的性質(zhì)、爐襯厚度、使用部位和所選用的錨固件形狀及材料有關(guān)15種類型、40種規(guī)格，重量約3000kg的錨固件系統(tǒng) 對(duì)爐襯的應(yīng)力分布及熱脹冷縮熱應(yīng)力的均衡、延長(zhǎng)爐襯壽命，起至關(guān)重要的作用。[15] 6 突出性質(zhì) 氧化鋁具有耐高溫、高強(qiáng)度、硬度大、抗氧化、電絕緣、耐腐蝕、氣密性等性能。因此，作為特種耐火材料，應(yīng)用極為廣泛，有代表性的用途如下： 1.利用其耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度等性能，用作煉鋼生產(chǎn)的滑動(dòng)閘板、冶煉高純金屬或生長(zhǎng)單晶用的坩堝，以及各種高溫窯爐的結(jié)構(gòu)件（爐腔、爐管）、理化器皿、航天火花塞，耐熱抗氧化化涂層、玻璃拉絲用坩堝等。 2.利用其硬度大和強(qiáng)度高的特點(diǎn)，作機(jī)械零部件、各種模具（拔絲模、擠鉛筆芯模嘴等）、刀具、磨具磨料、裝甲防護(hù)材料、人體關(guān)節(jié)等。 3.利用其高溫絕緣性，作熱電偶的套絲管和保護(hù)管、原子反應(yīng)堆中的絕緣瓷，以及其他各種高溫絕緣部件。 4.利用其優(yōu)良的介電性能，在電子工業(yè)中用作各種電路基板、管座、外殼、雷達(dá)天線罩等。 許多氧化鋁特殊制品，如氧化鋁中空球和氧化鋁纖維，可作為高溫隔熱材料和增強(qiáng)材料，氧化鋁單晶可用作激光原件、儀表軸碗、軸承、裝飾品等，透明氧化鋁制品可用作燈管、微波整流罩氧化鋁是高熔點(diǎn)氧化物中被研究的最成熟的一種.它的原料藏量豐富，約占地殼重量的25%，價(jià)格低廉，并且具有多方面的優(yōu)良性質(zhì)，因此，成為一種使用最廣泛的氧化鋁耐火材料。[16] 參考文獻(xiàn)： [1] 趙恒勤.中國(guó)鋁土礦資源及氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)狀況透析田.礦產(chǎn)保護(hù)與利用[J]，2001，10（5）：22—24. [2] Mohammad Zarbayani,Esmaeil Jorjani,Mrisaleh Mirmoham-madi,etal.Mineralogical and sink-float studies of Jajarm low-grade bauxite[J].International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials.2010,17(3):251—256 [3] S·布恩騰巴赫，劉建遠(yuǎn)，李長(zhǎng)根.鋁土礦選礦田.國(guó)外金屬礦選礦[J]，2011，(2):34 —37 [4] 程小蘇，曾令可.鋁礬土的組成和工藝性能研究田[J].佛山陶瓷，2012(3):56—58 [5] 徐平坤，董應(yīng)榜 .剛玉耐火材料. 北京：冶金工業(yè)出版社，1999 [6] 電子顯微學(xué)報(bào) J. Chin. Electr. Microsc. Soc. 25(增刊)∶179~180 2006年 [7] 褚丙武,趙春芳,顏恒維，工業(yè)氧化鋁剖面微觀結(jié)構(gòu)的研究[J]，中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司鄭州研究院,河南鄭州45004,2010年 [8] 楊久俊,黃明,等.粉煤灰微珠分離提取與深加工的初步研究[J].2003(8):14-16. [9] 湯建偉,許秀成,等.微波作用下的結(jié)晶過程分析[J].化工礦物與加工,2002,(11):7-12. [10] 楊久俊,張磊,張海濤,張勝?gòu)?qiáng),孟憲文,黃明，粉煤灰、低品位鋁礦直接生產(chǎn)工業(yè)氧化鋁[J]，2006年第4期 [11] 華南工學(xué)院，《特種肉瓷》7—19(1979) [12] 天津大學(xué)，《電子陶瓷》62—63(1979) [13] 朱軍，浦雪琴，工業(yè)氧化鋁粉及其品質(zhì)調(diào)查[J]，江蘇省陶瓷研究所宜興214221，1998.04.15 [14] 上�？萍即髮W(xué) . 電子陶瓷工藝基礎(chǔ) . 上海：上海人民出版社，1977 [15] 顧立德 . 特種耐火材料 .北京：冶金工業(yè)出版社，1982 [16] 沐繼堯，薛正良 . 高爐中部?jī)?nèi)襯耐火材料的選擇 . 耐火材料，1995,29（2）：94—97 卓無機(jī)2012 張曉燕：1、2章，框架 時(shí)文藝：3、4、5章
河南華冠環(huán)保科技有限公司在山西境內(nèi)有大量的煅燒鋁礬土行業(yè)業(yè)績(jī)，塊狀煅燒和粉狀，細(xì)度有325、800、1000、1250目， 產(chǎn)量有50-500噸每天產(chǎn)能，可技術(shù)轉(zhuǎn)讓，可出售設(shè)備，產(chǎn)品。 河南華冠環(huán)�？萍加邢薰�專業(yè)致力于資源再利用、高嶺土行業(yè)，生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率可提高10%以上，產(chǎn)量提高5%～10%，能耗降低20%左右，產(chǎn)能達(dá)到50-500t/d，更加節(jié)能環(huán)保。如有需求，可直接咨詢18637113703(微信同號(hào))，華冠環(huán)�？萍脊緸槟哒\(chéng)服務(wù)，隨時(shí)歡迎前來參觀! 專業(yè)售后服務(wù)！
|
