不同種類氧化鋁使用現(xiàn)狀及工藝技術(shù)介紹

許輝

摘 要：氧化鋁是一種高硬度的化合物，熔點為2054℃，沸點為2980℃，在高溫下可電離的離子晶體，常用于制造耐火材料。由于其顯著的化學(xué)性質(zhì)和諸多優(yōu)點，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的運用在了工業(yè)的各個領(lǐng)域，是很多工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的原材料。不同種類的氧化鋁有著不同的制作工藝也有著不同的使用領(lǐng)域，本文就簡單的介紹一下不同種類氧化鋁的制作工藝和使用現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：氧化鋁;制作工藝;應(yīng)用領(lǐng)域

氧化鋁的制作技術(shù)越來越先進(jìn)，制作方法日新月異，各種制作設(shè)備和制作工藝都有其優(yōu)點但是也存在這不足，需要進(jìn)行改進(jìn)，氧化鋁制備和改進(jìn)首先能夠改善目前的油品，從而適應(yīng)人們的生活需求。在工業(yè)當(dāng)中一般都是通過沉淀、干燥和焙燒AI（OH）3 前驅(qū)體來制備氧化鋁載體，這種制作方法雖然運用的比較普遍但是也存在著明顯的缺點，因此改善氧化鋁的制作工藝顯得尤為重要。

一、氧化鋁生產(chǎn)的主要問題

（1）能耗高。當(dāng)前氧化鋁生產(chǎn)的方法主要是混聯(lián)法，這種生產(chǎn)系統(tǒng)當(dāng)中既有拜耳法系統(tǒng)，又存在著燒結(jié)法系統(tǒng)，程序比較復(fù)雜，這就會產(chǎn)生很高的能耗，生產(chǎn)效率比較低下。相比較國外的拜耳法系統(tǒng)，我國的混聯(lián)法能耗是外國的三倍。隨著礦石產(chǎn)出的變化，礦石品位的降低，拜耳法系統(tǒng)生產(chǎn)的比例相對減少了很多，燒結(jié)法逐漸得到了普及，但是燒結(jié)法的能耗似乎并不比拜耳法低。高能耗是目前氧化鋁生產(chǎn)面臨的主要問題，降低能耗是改變氧化鋁生產(chǎn)工藝最為迫切的需要。

（2）原料質(zhì)量差。氧化鋁的種類很多，并不是任何氧化鋁都可以當(dāng)做工業(yè)材料，工業(yè)氧化鋁是由鋁礬土和硬水鋁石制備的，對于純度較高的氧化鋁一般用化學(xué)方法制備。在氧化鋁的制備當(dāng)中，原材料起著重要的作用，我國的鋁土資源原材料質(zhì)量較差，比不上其他國家的三水鋁石和一水軟鋁石。這就造成了在氧化鋁的制作當(dāng)中需要耗費更高的壓力和溫度來進(jìn)行溶出，增加了氧化鋁生產(chǎn)的困難。當(dāng)然原材料質(zhì)量差除了耗費更多的能源以外，還會影響氧化鋁的質(zhì)量，目前我國很多氧化鋁都是孔道通透性低，孔徑較小且分步較寬，難以滿足日趨變重的重質(zhì)油的加氫處理。

二、氧化鋁的制備方法

（1）棒狀（線狀）氧化鋁的制備。這種氧化鋁的制備一般有兩種制備方法，其一是固相---液相---氣相法。利用這種方法在高溫催化劑的輔助當(dāng)中，將鐵作為催化劑就能夠合成結(jié)晶氧化鋁納米線，納米樹也是通過這種方法被發(fā)現(xiàn)的。納米線直徑為50納米，長度為2微米。這種方法操作簡單但是對設(shè)備要求較高，需要滿足多種條件才能大幅度的進(jìn)行生產(chǎn)。其二是水熱合成法，水熱合成法是目前棒狀氧化鋁制備最為流行的方法，其原理就是利用對溶液PH值、水熱合成時間和溫度的把控，確定了沉淀凝膠時的狀態(tài)對水熱后氧化鋁形貌的影響。PH值為5，水熱溫度為200，將硝酸鋁和水合并反應(yīng)就可以得到棒狀氧化鋁。

（2）片狀氧化鋁的制備。片狀氧化鋁的制備方法也是兩種，與棒狀氧化鋁的制備有相似之處。其一是水熱法，原理與棒狀氧化鋁的制備有些相似，不同的是需要加入氫氧化鉀調(diào)節(jié)酸堿度，最終將PH值確定在10.5，得到沉淀物前驅(qū)體，之后用離子水、甲醇清洗后進(jìn)行離心和分散，水熱溫度300。這種做法的優(yōu)點是粒子純度高，分散性好，缺點是步驟很繁瑣，對設(shè)備的腐蝕性強。其二是溶膠---凝膠法，這是將硝酸鋁和尿素作為原材料，在超臨界乙醇干燥條件下采用這種方法，可以獲得六邊片狀氧化鋁，只是這種方法反應(yīng)條件比較苛刻。

三、氧化鋁的應(yīng)用

工業(yè)上氧化鋁的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，加上近幾年原油重質(zhì)化、劣質(zhì)化嚴(yán)重，市場對輕質(zhì)油的需求增加，為了滿足這種需求市場上衍生了負(fù)載型氧化鋁當(dāng)做加氫精致催化劑。氧化鋁具有大比表面積、合適的孔結(jié)構(gòu)、高機械強度以及可再生性等特點，使得氧化鋁的使用性越來越普遍。片狀氧化鋁是氧化鋁當(dāng)中重要的粉體材料，具備了氧化鋁的其他優(yōu)點，能夠提高其它生產(chǎn)材料的韌性，因而在陶瓷復(fù)合材料當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)用。除此之外，片狀氧化鋁還有這較強的附著力，可以被用于染料、化妝品等精細(xì)化工產(chǎn)品當(dāng)中。當(dāng)前很多珠寶的表面也可以用氧化鋁來著色和填充，根據(jù)片狀氧化鋁的性能有望制備出新一代的珠光材料。當(dāng)然想要讓氧化鋁在更多行業(yè)得到運用，還是要開發(fā)更多的氧化鋁制備方法，降低消耗，提升效率是根本方法。已經(jīng)有部分科學(xué)家開始研究新的氧化鋁制備方法，并且初具成果，氧化鋁的品質(zhì)有望得到進(jìn)一步的提升。

綜上所述：氧化鋁是一種珍貴的化學(xué)材料，經(jīng)過加工可以運用在很多工業(yè)領(lǐng)域。但是我國的氧化鋁制備存在著一些不足，主要表現(xiàn)為能耗高、原材料質(zhì)量差。目前用于工業(yè)領(lǐng)域的氧化鋁分為棒狀氧化鋁和片狀氧化鋁，棒狀氧化鋁的制備通常是固相--液相--氣相法和水熱合成法，片狀氧化鋁制備則是水熱法和溶膠---凝膠法。這兩種氧化鋁在工業(yè)當(dāng)中都得到了廣泛的應(yīng)用，能夠滿足很多行業(yè)生產(chǎn)的需求。

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