Глиноземний

Оксид алюмінію - безводного оксиду алюмінію Al2O3 - це порошок з середніми розмірами сферичних гранул 50-200 мкм. Алюмініє широко використовується як основний компонент електрофарфарра та ультрафару (на основі корунду) і як незалежний матеріал для виготовлення високовольтних, високочастотних ізоляторів, конденсаторів, частин вакуумних щільних вузлів (запобіжник, натрієві лампи, Напівпровідникові корпуси, антени збігаються, дошки для інтегральних мікросхем та інших.).

Виробництво глинозему

Найбільш мінерали та руди є сировиною для одержання глинозему: алюмініти, каоліни, неелініка та ящики. Отримання глинозему з руд здійснюється в трьох основних методах: електролітична, кислотна та лужна.

Найпоширеніший спосіб виготовлення глинозему є метод Байєра, австрійський інженер, який жив і працював у царській Росії. У Росії, крім того, до одержання глинозему з бокситу в Методі Байєра також застосовується технологія спікання. Сутність виробництва глинозему з лужним методом за методом Байєра - це швидке розкладання алюмінієвих розчинів, коли в них вводять гідроксид алюмінію.

Після цього решту розчин піддають випаровуванню інтенсивним перемішуванням і знову може розчинити оксид алюмінію, що міститься в бокситах.

Виробництво глинозему для цього методу складається з наступних операцій:

1. Підготовка бокситової руди в спеціальних млинах: дроблення, шліфування, додавання лугів та вапна
2. Boxitite обробка лугу
3. Розділення від червоного схилу алюмінатового розчину шляхом промивання
4. Розкладання водного розчину алюмінату
5. Вивільнення гідроксиду алюмінію
6. Кальцинація (зневоднення) гідроксид кремнію

Використання цього способу одержання глинозему дозволяє отримувати тверду хімічну сполуку оксиду алюмінію, яка розплавляється лише тоді, коли досягається температура 2050 градусів. Виробнича технологія глинозему шляхом спікання полягає в наступному: руда Sach у печах до одержання твердого алюмінату, який потім вилучається розчином соди або води.

Одержаний розчин алюмінату натрію розкладається з діоксидом вуглецю, внаслідок чого отримують гідроксид алюмінію.

Суха лужна технологія для одержання глинозему (спікання) дозволяє виділити глинозем з низькоякісного бокситу, нефажного та алюмінових руд. Сировину сировини в печах для одержання твердої форми алюмінату, яка вилущена, потовщена, промивають і піддають шламу. Одержаний розчин розкладається з діоксидом вуглецю та оксидом алюмінію та отримані додаткові продукти.

Фізико-хімічні властивості глинозему

За останні десятиліття внаслідок введення нових видів електролізів (з запеченими анодами та верхніми струмами) потужністю до 500 кат, збільшення рівня автоматизації процесу електролізу, ступінь відходів різко має різко Підвищення вимог до фізико-мінералогічних характеристик глинозему. Якість отриманого глинозему визначається мінімальним вмістом домішок, розміром (дисперсією) та фазовою композицією (α, γ). На даний момент у нас у країні та за кордоном є поділ глинозему за своїми фізичними властивостями для Mealy, піщаного (піщаного) та недостойного глинозему.

Щільність характеризує ступінь кальцинації глинозему, а кут натурального схилу та масової маси - здатність глинозему до утворення хорошого теплоізоляційного шару на крику електроліту.

Оцінка розчинення є найважливішим показником якості глинозему. Промисловий досвід показує, що вузький діапазон частинок глинозему + 45-100 мкм з нагрівачем ближче до 100 мкм та вміст α-Al2O3 не більше 10% (залишок γ-Al2O3) забезпечує хорошу змочуваність та задовільну швидкість розчинення глинозему в електроліті. Занадто малий глиноземний пил під час транспортування та завантаження в електролізуючу ванну, занадто велику глинозем повільно розчиняється в електроліті, він осідає на дні ванни та утворює осадження-тістечка.

Є ГОСТ на глинозему (див. Таблиця. десять.1), згідно з яким товарний оксид алюмінію повинен мати мінімальний зміст шкідливих домішок: Fe2O3, SiO2, Na2O, K2O, CAO, P2O5, ZnO та ін.

Домішки лужних металів розкладають Cryolith-alumina розплав:

3K2O + 2ALF3 = 6KF + Al2O3, ALF3 - найдорожчий компонент криоліту. Розкладання Alf3 також змінюється в криолітовому ставленні у ванні, що призводить до зміни теплоємності електроліту та температури, необхідно, існує потреба в постійній регулюванні складу електроліту і збільшує швидкість потоку фтору для виробництва 1 тонн.

Шкідлива домішка - наявність вологи (n.Р.Р.) У глинозем, вода в розплавленні дисоціації, а H2 вивільняється на катоді замість Al. Крім того, H2O взаємодіє з електролітом: 2 (NNAF * ALF3) + 3H2O = одержують фторид водню (HF) - дуже летять і шкідлива (отрута) для здоров`я та екологічного газу.

Значення П.Р.Р. 0,8-1,0% відповідає 25-30% вмісту αAl2O3 (для TVP), що відповідає швидкості потоку фтору 100 кг на 1 тонну А1. Значення П. Р.Р. Близько 0,4% відповідає 60-80% вмісту α-Al2O3, що відповідає швидкості потоку солей фтору 30-40 кг на 1 тонну А1. Перші цифри відповідають практиці вітчизняних алюмінієвих рослин.

Оксиди металів з меншою напругою розширення, ніж Al2O3, FEO, Fe2O3 SiO2, TiO2, V2O5 та ін., який входить до електроліту з глинозем, під час електролізу розкладається електрохімічно вивільненням металевого забруднюючого алюмінію на металевому катоді. Також можна протікати реакції між цими оксидами та металевим або розчиненим алюмінієм, щоб утворити Al2O3 - поточний вихід зменшується. Титанові домішки, ванадій, хрому та марганцю значно зменшують електропровідність алюмінію, і тому вони особливо небажані для металу, що використовуються в електричній промисловості.

Домівка P2O5 присутня у невеликих кількостях при глиноземі, є однією з шкідливих. Фосфор знижує корозійну стійкість алюмінію та збільшує його радіостанції навіть при низьких концентраціях. Крім того, наявність у електроліті P2O5 покращує зволожуючи розплав частинок вугілля, що призводить до поганого відділення піни, збільшення електричного опору електроліту та порушення технології.

Вміст домішок на глинозему майже цілком визначається чистотою вихідного гідроксиду, але при використанні барабанних печей, якість Al2O3 відзначається (збільшення вмісту SiO2 та Fe2O3) через стирання та / або знищення підкладки У полі високих температур.

У електролітичному виробництві А1, гранулометрична композиція важлива - дисперсія отриманого оксиду алюмінію.

Одна дуже сумна легенда говорить, що один раз на римський імператор Тіберій (42 г. до Н. Е. - 37 г. Н. Е.) людина прийшла з металом, неперевершена чаша. Матеріал миски був нібито отриманий з глинозему (Al2O3) і, отже, повинен був бути алюміній. Побоюючись, що такий метал з глини може девальвувати золото і срібло, Тіберіус, на всякий випадок, наказав відрізати людину. Звичайно, ця історія важко повірити: рідним алюмінієм не знайдено в природі, а під час римської імперії не може бути технічними засобами, що дозволить алюмінію з її сполук.

Дисперсія, а також хімічний склад, в першу чергу, визначається дисперсією вихідного гідроксиду. У меншій мірі це залежить від умов кальцинації. У всьому діапазоні температур, дегідратація гідроксиду та кристалізації спочатку γ-Al2O3, а потім частково α-Al2O3 перейдіть, щоб зберегти розміри та форму вихідного гідроксиду. Зі збільшенням температури вище 1050 ° С для печей KS (киплячий шар) та 1200 ° С - для барабанів, а також з збільшенням швидкості нагрівання, псевдоморфоза та вигляд більшої кількості дрібних частинок виникає. Існує також деяке шліфування гідроксиду алюмінію під час її зневоднення, головним чином у температурному діапазоні 200-400 ° С. Це шліфування є сильніше, ніж вища швидкість нагрівання гідроксиду.

Фазовий склад глинозему (співвідношення γ-Al2O3 та α-Al2O3) залежить в першу чергу від температури та тривалості стрільби. Збільшити час стрільби у високій температурній зоні, а також збільшення максимальної температури кальцифікації призводить до збільшення вмісту αl2O3.

Немає вимог до вмісту α-Al2O3 (див. Таблиця. десять.1), в той же час, вартість.Р.Р. Як показали дослідження, значення. Р.Р. ≤ 1% відповідає вмісту α-Al2O3 ≥ 25% для барабанних печей та 5-10% для печей для киплячого шару (COP).

Фазовий склад глинозему визначає швидкість його розчинення в електроліті. Модифікація γ-IL2O3 краще розчиняється в плавці кріоліту-глинозему, ніж α-Al2O3. З криолітичними відносинами (до.O.) = 3,0 швидкість розчинення γАл2О3 вище, ніж у α-α-AL2O3, 1,2 рази, і з.O. = 2.4 Ця швидкість вище, ніж у 2 рази.
У Росії, у більшості вітчизняних оксид алюмінію, оксид алюмінію для хімічного складу відповідає сучасним вимогам. У фізичних характеристиках його можна віднести до глинозему м`якого типу. Американські рослини отримують і застосовують пісок глинозему. Європейські та японські рослини використовуються MEALY, частково піщаний і недостойний глинозем.

Тепло утворення глинозему

Безводний оксид алюмінію&сором`язливий - дуже міцне з`єднання. Тепло освіти є&Сором`язливий, ніж тепла утворення основних домішок, вводячи&сором`язливий до алюмінієвих руд. Ця обставина дозволяє виділити оксид алюмінію з руд як таких (у вигляді корону&SY-YES) або у формі шлаків, відновлення вуглецевих застосувань­-si до елементарного (металевого) держави. Сама оксиду алюмінію за цих умов відновлюється до металу&Shy-La тільки в незначній мірі.

Основні модифікації оксиду алюмінію

У природі можна зустріти лише тригональну α-модифікацію оксиду алюмінію як мінералу корунду та його рідкісних дорогоцінних сортів (Ruby, Sapphire і T. D.). Це єдина термодинамічно стабільна форма Al2O3. З термічною обробкою гідроксидів алюмінію близько 400 ° С отримують кубічну γ-форми. При 1100-1200 ° С з γ-модифікацією відбувається незворотна конверсія до α-Al2O3, але швидкість цього процесу є невеликою, а для завершення фазового переходу необхідно або присутність мінералів, або збільшення обробки Температура до 1400-1450 ° С.

Також відомі наступні кристалічні модифікації оксиду алюмінію: кубічна η-фаза, моноклініка θ-фаза, гексагональна χ фаза, орторомбічна κ-фаза. Існування δ-фази залишається суперечливою, яка може бути тетрагональною або орторомбічною.

Речовина, яка іноді описується як β-Al2O3, насправді не чистий оксид алюмінію, але низку лужних і тканинних алюмінатів та закритий метал з наступними спільними формулами: Meo • 6Al2O3 та ME2O • 11Al2O3, де Meo - оксиди кальцію, барию , стронцій і т. D., ME2O - оксиди натрію, калій, літій та інший лужний метал. При 1600-1700 ° С β-модифікація розкладається на α-Al2O3 та оксид відповідного металу, який випускається як пару.

Заява

Глазимметалургійний ГОСТ 30559-98 Це кристалічний оксидний оксидний порошок різних модифікацій, що використовуються для виробництва:

• Електроізоляційні, електричні та радіоелектричні вироби, спеціальні типи кераміки, електрофарбова,
• вогнетривкі, шліфувальні та абразивні матеріали;
• Високоякісні цементи, як каталізатори та інші.

Оксид алюмінію (Al2O3), як мінерал під назвою Corundum. Великі прозорі кристали коронки використовуються як дорогоцінні камені. Через домішок, Корунд пофарбований у різних кольорах: червоний корундум (вміст хромових домішок) називається Ruby, синій, традиційно - сапфір. Відповідно до правил, прийнятих у ювелірних виробах, сапфір називається кристалічним α-оксидом алюмінію будь-якого кольору, крім червоного. В даний час кристали ювелірних корунду штучно зростають, але природні камені все ще оцінюються вище, хоча це не відрізняється. Також CORUNDUM використовується як вогнетривкий матеріал. Решта кристалічних форм використовуються, як правило, як каталізатори, адсорбенти, інертні наповнювачі в фізичних дослідженнях та хімічній промисловості.

Кераміка на основі оксиду алюмінію має високу стійкість, вогнетривкі та антифрикційні властивості, а також хороший ізолятор. Він використовується в пальниках газорозрядних ламп, підкладків інтегральних мікросхем, у закритих елементах керамічних трубопроводів, в протезах і т. D.