资源型矿物简介氢氧化铝

1、4.1、铝土矿、铝土矿v 铝土矿：是工业上能利用的以一水硬铝石、一水软铝石铝土矿：是工业上能利用的以一水硬铝石、一水软铝石及三水铝石的为主要矿物矿石的总称。及三水铝石的为主要矿物矿石的总称。v 一水硬铝石：一水硬铝石：Al2O3H2O,又称硬水铝矿v 一水软铝石：Al2O3H2O,又名勃姆石、软水铝石v 三水铝石：Al2O33H2Ov 世界世界90%的铝土矿资源为一水软铝石和三水铝石的铝土矿资源为一水软铝石和三水铝石,而我国而我国98%为一水硬铝石。为一水硬铝石。v1、拜耳法拜耳法v 氢氧化铝粉体在工业上的制造法是由澳大利亚科学家在氢氧化铝粉体在工业上的制造法是由澳大利亚科学家在1889-18

2、92年年K.J.Bayer(拜耳拜耳)所发明。所发明。v 1）溶出：溶出：铝土矿溶解铝酸钠铝土矿溶解铝酸钠(NaAlO2)进入溶液，氧化铁、进入溶液，氧化铁、二氧化硅以及氧化钛等不溶解物称为赤泥。二氧化硅以及氧化钛等不溶解物称为赤泥。4.3 氢氧化铝的制备氢氧化铝的制备v 2）析出：）析出：少量氢氧化铝细颗粒少量氢氧化铝细颗粒(作为晶核作为晶核)，Al(OH)3以三水以三水铝石铝石的形式从铝酸钠溶液中析出；的形式从铝酸钠溶液中析出；v 3）煅烧：经过滤、洗净后在旋转式管状炉或沸腾床式炉中）煅烧：经过滤、洗净后在旋转式管状炉或沸腾床式炉中于于12001300下烧成，再经粉碎、过筛而制成下烧成，再

3、经粉碎、过筛而制成Al2O3。v Al(OH)3由氧化铝厂生产，目前大多采用拜耳法(Bayer)-低硅优质铝土矿，也有采用烧结法（高硅铝土矿）生产氢氧化铝。 2、烧结法烧结法v 氢氧化铝是一种阻燃填充剂，具有以下氢氧化铝是一种阻燃填充剂，具有以下优点优点：v (1) 同时起阻燃和填料作用；同时起阻燃和填料作用；v (2) 不含卤，为非卤型阻燃剂；不含卤，为非卤型阻燃剂；v (3) 燃烧时不产生有毒气体和腐蚀性气体，且抑烟，本燃烧时不产生有毒气体和腐蚀性气体，且抑烟，本身也无毒；身也无毒；v (4) 不挥发，不被水影响；不挥发，不被水影响；v (5) 价廉。价廉。其其缺点缺点是：是：v (1)

4、所需添加量高，影响被阻燃材料的物理所需添加量高，影响被阻燃材料的物理机械性能机械性能及加工性能；及加工性能；v (2) 氢氧化铝的起始分解温度较低氢氧化铝的起始分解温度较低(约约205)，故难适用，故难适用于加工温度高的高聚物于加工温度高的高聚物氢氧化铝存在问题及发展方向氢氧化铝存在问题及发展方向v1、存在问题v1、低用量情况下阻燃作用很小，一般要达到60-65%才能有作用。v2、开发具有阻燃作用的塑料、橡胶配方。v 7.2发展方向v 1）氢氧化铝颗粒的微粉化v 氢氧化铝粒径大小直接影响其阻燃性和填充性。增加氢氧化铝粒子的表面积，使粒子表面水蒸气压力上升，有利于阻燃性的提高。v 现代填充技术发

5、现，超细无机刚性粒子可对高分子材料起到增韧增强效果。因此超细氢氧化铝粒子不仅使体系阻燃性能提高，也可解决其影响力学性能这一难题。v 美国Alcoa 公司开发出了新型的改性超细氢氧化铝阻燃剂，其粒径小至0. 2 5m，这种产品与普通型号氢氧化铝的阻燃效果相同，添加量却可大大减少，不会影响塑料产品的其它性能。v 2）高效的表面处理剂v 开发高效的表面处理剂，氢氧化铝单独使用时，添加量必须60 份以上( 以100 份纯基体树脂为基准) ，但高填充量会影响塑料的加工性能和力学性能。v 3）氢氧化铝与其它阻燃剂的协同作用v 少量阻燃增效剂可使氢氧化铝填充填料的性能有明显提高，如提高阻燃性、抑制滴落、改善

6、力学性能。与其协同作用的无机阻燃剂范围很广泛，主要有Ni、Zn、Mn、Zr、Sb、Fe、Ti 等金属氧化物和碱土金属氢氧化物等。v4）高纯化高纯化v 高纯化是指除去氢氧化铝中的杂质，使其中的杂质含高纯化是指除去氢氧化铝中的杂质，使其中的杂质含量低于量低于0.2%。日本轻金属推出的高纯氢氧化铝品级，。日本轻金属推出的高纯氢氧化铝品级，其氢氧化铝含量大于其氢氧化铝含量大于99.9%。美国。美国Alcoa公司开发出了公司开发出了新品种氢氧化铝阻燃剂，其氧化钠含量只有常规产品新品种氢氧化铝阻燃剂，其氧化钠含量只有常规产品的的1 /10，这种产品作为阻燃绝缘材料很有发展前途。，这种产品作为阻燃绝缘材料很

7、有发展前途。v1、高纯氧化铝制备高纯氧化铝制备 高纯度氧化铝粉末是将高纯度铝盐和金属铝分别热解、氧化而制得的，主要方法：(1) 铵明矾热分解法这是最常用的高纯氧化铝制造方法。它是用硫酸铝铵在900分解制备，分解过程为：用本方法制取的氧化铝粉末纯度可达99.9%以上。（2）铝的铵碳酸盐热分解法）铝的铵碳酸盐热分解法 将铵明矾与碳酸氢铵水溶液在适当条件下生成的铵碳将铵明矾与碳酸氢铵水溶液在适当条件下生成的铵碳酸盐焙烧后制得具有易烧结性的高纯氧化铝粉末的一种酸盐焙烧后制得具有易烧结性的高纯氧化铝粉末的一种方法。方法。(3) 有机铝盐加水分解法有机铝盐加水分解法 (4) 铝的水中放电氧化法铝的水中放电

8、氧化法 v (1) 陶瓷材料和复合材料陶瓷材料和复合材料 在常规陶瓷中添加在常规陶瓷中添加Al2O=粉体可以改善陶瓷的韧性，降粉体可以改善陶瓷的韧性，降低烧结温度。低烧结温度。 v (2) 表面防护层材料表面防护层材料 由由Al2O3粒子组成的新型极薄的透明材料，喷涂在金属、粒子组成的新型极薄的透明材料，喷涂在金属、陶瓷、塑料及硬质合金的表面上，可提高表面的硬度、耐腐陶瓷、塑料及硬质合金的表面上，可提高表面的硬度、耐腐蚀性和耐磨性，并且具有防污、防尘、防水等功能，可以解蚀性和耐磨性，并且具有防污、防尘、防水等功能，可以解决现代工业生产中由于易磨损部件、易腐蚀管道而间接影响决现代工业生产中由于易

9、磨损部件、易腐蚀管道而间接影响设备使用寿命和加工产品精度等问题。设备使用寿命和加工产品精度等问题。 3 氧化铝粉体的用途氧化铝粉体的用途v (3) 催化剂及其载体催化剂及其载体 Al2O3粉体因其比表面积大、孔容大、孔分布集中和高粉体因其比表面积大、孔容大、孔分布集中和高反应活性中心多，可以解决催化剂的高选择性和高反应活性，反应活性中心多，可以解决催化剂的高选择性和高反应活性，因此被广泛地应用于汽车尾气净化、催化燃烧、石油炼制、因此被广泛地应用于汽车尾气净化、催化燃烧、石油炼制、加氢脱硫和高分子合成方面的催化剂及其载体。加氢脱硫和高分子合成方面的催化剂及其载体。v (4) 生物及医学的应用生物

10、及医学的应用 超细粉体在生物和医学上的应用为生命科学研究提供了超细粉体在生物和医学上的应用为生命科学研究提供了新的手段。超细新的手段。超细Al2O3粉体生物陶瓷在生理环境中基本上不粉体生物陶瓷在生理环境中基本上不发生腐蚀，具有良好的结构相容性，新生组织长入多孔陶瓷发生腐蚀，具有良好的结构相容性，新生组织长入多孔陶瓷表面连贯的孔隙上，与机体组织之间的结合强度较高，并具表面连贯的孔隙上，与机体组织之间的结合强度较高，并具有强度高、摩擦系数小、磨损率低等特性。因此在临床上应有强度高、摩擦系数小、磨损率低等特性。因此在临床上应用比较广泛，已用于制作承力的人工骨、关节修复体、牙根用比较广泛，已用于制作承

11、力的人工骨、关节修复体、牙根种植体、骨折夹板与内固定器件、缓释载体等；还成功地进种植体、骨折夹板与内固定器件、缓释载体等；还成功地进行了牙槽扩建、颌面骨缺损重建、五官矫形与修复等。行了牙槽扩建、颌面骨缺损重建、五官矫形与修复等。v (5) 半导体材料半导体材料 超细超细Al2O3粉体具有巨大的表面和界面，对外界环境湿粉体具有巨大的表面和界面，对外界环境湿气十分敏感，环境温度的变化迅速引起表面或界面离子价态气十分敏感，环境温度的变化迅速引起表面或界面离子价态和电子输送的变化。在湿度为和电子输送的变化。在湿度为30%80%范围内，超细范围内，超细Al2O3粉体交流阻抗呈线性变化，响应速度快，可靠性高，灵敏度粉体交流阻抗呈线性变化，响应速度快，可靠性高，灵敏度高，抗老化寿命长，抗其它气体的侵袭和污染，在尘埃烟雾高，抗老化寿命长，抗其它气体的侵袭和污染，在尘埃烟雾环境中能保持检测精度，是理想的湿敏传感器和湿电温度计环境中能保持检测精度，是理想的湿敏传感器和湿电温度计材料。材料。百科小知识百科小知识-电解铝电解铝v 现代铝工业生产采用冰晶石（现代铝工业生产采用冰晶石（Na3AlF6）氧化铝融盐氧化铝融盐电解法。冰晶石是溶剂，氧化铝（熔点电解法。冰晶石是溶剂，氧化铝（熔点2050 ）作为）作为电解铝生产溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极电解铝