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1、工业氧化铝的简介摘要：随着科学与技术的发展，工业氧化铝的应用围越来越广泛。对于不同的用途，要求氧化铝具有不同的物理和化学特性。本文主要论述了工业氧化铝的性质（物理性质，化学性质），化学成分、矿物成分、产出状态，岩石种类，产地、价格、合成原料，工艺，用途等一系列问题。关键词：工业氧化铝；性质；成分；合成；用途1工业氧化铝的简介及性质1.1工业氧化铝的矿物成分、岩石种类、产地市场上最易于得到的精制氧化铝是用拜尔法制取的，所用原料为铝矾土矿，我国河南、、等地都有优质的大型矾土矿床。目前，世界已探明铝土资源储量约360亿吨，中国约23亿吨，居世界
2、第五位[1]。铝土矿的90%—95%首先被加工成氧化铝，绝大部分用于生产金属铝[2]。仅有约10%氧化铝用于其他特定目的，例如用作染料和洗涤剂的添加剂。其余5%一10%的铝土矿用作磨料、耐火材料和瓷生产或水泥添加剂[3]。我国铝矾土储量极为丰富，产地从黄河以北的、和，穿过中部的和广西，直到西南的和。目前出产高铝矾土熟料的主要产地在、和。我国高铝矾土主要矿物为水铝石(水硬铝石)、勃姆石(水软铝石)、高岭石和叶腊石，可按其矿物组成分为3种类型：(l)水铝石—高岭石型[DK]；(2)勃姆石—高岭石型[BK]；(3)水铝石—叶腊石型[DP]。而目
3、前DK型矾土应用最为广泛。DK型矾土熟料按其氧化铝含量分为特等、一等、二等A二等B和三等[4]1.2工业氧化铝的性质工业氧化铝的主要化学成分是Al2O3，通常还有少量SiO2，Fe2O3，TiO2，Na2O，MgO，CaO和H2O。要求工业氧化铝必须有较高的纯度，杂质含量，特别是SiO2应尽可能低。我国原冶金工业部的部颁标准YB814—1975规定了工业氧化铝的技术条件，见下表，对有些微量杂质暂未作规定。[5]按物理性质不同，通常将工业氧化铝分为砂型、中间型和粉型三种。三者的物理性质差别较大，但没有严格区分三种氧化铝的统一标准。砂型氧化铝
4、呈球状，颗粒较粗，约为80—100μm，安息角小，煅烧程度较低，灼减0.8%—1.5%，其中α-Al2O3含量少于35%，多数在20%左右，γ-Al2O3含量较高，具有较大的活性。粉型氧化铝平均粒度小（约50μm）,细粉多（小于44μm的大于40%），安息角大，煅烧温度高（灼减小于0.5%，α-Al2O3大于70%），真密度大，堆密度低。中间型介于二者之间。[5]1.2.1氧化铝的多晶型氧化铝具有多种晶体结构。据文献报道,已有α、β、γ、δ、ε、ζ、θ、η、κ、λ等12种。最常见的有α、β、γ3种晶型,其中α-Al2O3俗称刚玉,它是最稳
5、定的氧化铝晶型,强度和电性能比其它晶型都好,3种晶型的性能见表1。1.3工业氧化铝剖面微观结构的研究1.3.1样品与实验方法1.3.1.1样品1#样品是种分工艺生产的氢氧化铝煅烧的氧化铝产品,磨损指数42%；2#样品是碳分工艺生产的氢氧化铝煅烧的氧化铝产品,磨损指数18%；3#样品是国外进口氧化铝产品,磨损指数12%。1.3.1.2表面结构微观分析样品的制备方法取少量样品,均匀地撒在有碳导电胶的样品台上,用吸耳球吹掉粘结不牢的颗粒。剖面结构微观分析样品的制备方法:把样品单层地放置在抛光的铜片上,通过电镀使氧化铝颗粒包埋在金属铜中,然后把铜
6、片镶嵌在有机玻璃中进行磨抛金属片至出现颗粒剖面。把两种样品放在JFC-1600型离子镀膜仪中喷涂铂。1.3.1.3样品观察在JSM-6360LV型扫描电镜上,对样品的表面结构采用二次电子像进行观察和拍照,对样品的剖面结构采用背散射电子像进行观察和拍照。1.3.2结果与讨论图1~图6是三个样品表面和剖面的SEM照片。从图1、2颗粒的表面和剖面微观结构看出；种分工艺生产的氢氧化铝煅烧的氧化铝产品,粒度分布较均匀,单晶体表面裂隙呈层状,裂隙发育,裂隙宽窄、长短不同,较宽裂隙中充填有细小粒子,但颗粒的剖面照片上看不到裂隙中的细小颗粒,说明裂隙中的
7、细小粒子是在煅烧过程中物理吸附在裂隙中。剖面上单晶体的裂隙呈不连续、似层状分布。由于氢氧化铝晶体结构属层状,当温度升高时,覆盖在晶体表面的羟基与相邻的氢生成水分子后沿层间溢出,氧化铝单晶体的裂隙呈层状。当单晶体较大(大于80μm)时,氢氧化铝脱水温度较高,水的排出受到阻碍或出现急剧脱水使晶粒崩裂(图2)或产生较宽裂隙,在磨损过程中,颗粒很容易从层间破裂,其磨损指数很大。由图3看出,碳分工艺生产的氢氧化铝煅烧的氧化铝产品,颗粒是由大小不同较细小的柱状单晶体附聚而成,附聚颗粒结构致密,各单晶呈放射状生长,为典型的放射状结构。颗粒表面裂隙较少。
8、从图4剖面看,颗粒裂隙沿晶粒结合处呈典型的放射状,单晶体上,裂隙呈似层状。图5是国外进口氧化铝产品,颗粒呈似球状,组成颗粒的单晶体20μm左右,它们互相嵌布,结构致密,呈典型的镶嵌状结构。颗粒
