矿化剂及煅烧温度对高温氧化铝性能的影响

1、矿化剂及煨烧温度对高温氧化铝性能的影响红军,穆念孔,王鸿雁氢氧化铝在1 1001 450 C煨烧大多可以获得含量70%勺a-Al2O3,而 且可以限制a -A12O3的结晶尺寸.转化开始时生成的 a -A12O3晶体尺寸极小, 中位径通常 0,5通常限制煨烧温度和矿化剂的参加来限制a -A12O3的结晶粒度.无矿化剂时,回转窑中的温度即使到达 1 600 C,也缺乏以使a-A12O3结晶长 大到2 假设添加矿化剂,可以在较低的温度下得到结晶尺寸 10 且可以 限制的a-A12O3,还可以促使a-A12O3在低温下长大,从而节约能源1.煨烧a -A12O3的矿化剂主要包括 H3BO3 NH4C1

2、 NH4F A1F3等.矿化剂在煨烧 a -A12O3过程中的作用主要表现在降低煨烧温度、 促进a -A12O3晶型转化和降 低a -A12O3中氧化钠含量.添加1%勺矿化剂占A12O3含量,可以降低氢氧 化铝转化成a-A12O3的温度,并能加快转化速度,且有利于脱出A12O3中的钠. 采用硼酸矿化剂,焙烧温度在1 4001 450 C左右,保温23 h ,其反响式如 下：Na2O+ H3BSH Na2BO3T +3H2O参加少量的氯化镁,在焙烧过程中可以更好地除去Na2Q这是a -A12O3中的钠被盐基置换出来,在1 413 C时NaC1蒸发的结果.参加MgC12煨烧过的氧 化铝,虽然有局部

3、氧化镁同时进入刚玉晶格中,经显微镜观察确定,呈极细的等 轴晶状的镁铝尖晶石,聚集在氧化铝颗粒之间的接触处.由于氧化镁在氧化铝中 是以结合状态存在,所以不会阻碍煨烧a -A12O3的使用性能和产品特性.用氧化镁纯化工业氧化铝,除降低 Na2O含量外,还可作为氧化铝烧成制品调节结晶 结构,抑制晶粒长大所需要的形态转化参加物.不同矿化剂的作用试验中,以工业氧化铝为原料(其中Na2g量为0.290%),参加不同的矿化剂, 经充分混匀后,装入刚玉地竭,在试验用高温炉中,按一定升温制度煨烧而成, 煨烧温度1 400 C.从试验结果中,选用了 4种具有代表性的高温氧化铝样品 作为分析对象进行讨论.煨烧高温氧

4、化铝的主要技术指标见表1.表1段烧高温氧化铝的主要技术指标样品 编号添加剂/%化学成分/%晶粒度 / p. ma -A12O3/%真比重/(g - cm-3)SiO2Fe2O3Na2O10.0.0.2150.70594.83.962硼酸0.0500.0180.1831.67897.23.973盐酸0.0680.0.050.34495.93.944氯化镁0.1020.0.060.45196.93.97由表1可知,1)所加的矿化剂具有明显的除钠效果(主要以氧化钠含量为 考证对象),随着矿化剂种类不同,除钠效果也有明显的差异.2)矿化剂具有较好的促进a-A12O3晶型转化的作用,不同的矿化剂作用略有

5、差异.3)a-Al2O3 的真比重对矿化剂的依赖性较小,而且个别矿化剂降低了a- A12O3的真比重.4)不同添加剂对煨烧a -A12O3的原晶粒度有较大影响.图1中4种产品的电镜 照片说明了无添加剂和参加3种不同的添加剂对a -A12O3原晶粒度的影响.a)1#样品b)2#样品c)3#样品d)4#样品图1段烧高温氧化铝样品的电镜照片从图1中可以看出,1#和2#样品的原晶粒度明显大于3#和4#样品,3#和4# 在颗粒的团聚体中生成了极为细小的晶体.为了进一步比拟其晶体的大小与状 态,把3#和4擀羊品再次放大比例,电镜照片见图 2.a)3#样品b)4#样品图23#和4#样品放大比例的电镜照片由此

6、可见：不同矿化剂对原晶粒度的影响不同, 有的明显促进原晶粒度的长 大,有的具有良好的抑制晶粒长大的作用,而且,矿化剂对a -A12O3晶粒的形貌产生一定的影响2.3不同煨烧温度对试验结果的影响表2列出了相同原料中分别参加一定量的矿化剂、在3个不同温度点(1 340、1 380、1 420 C)时的煨烧结果,1 340 C和1 380 C焙烧高温氧化铝的晶体 形貌见图3.表2焙烧温度对“段烧高温氧化铝性能的影响矿化剂类别焙烧温度/cNa2O/%原晶粒度/ ama相/%真比重/(g cm3)1 3400.2620.38694.83.93A1 3800.2041.52597.23.961 4200.

7、1602.42798.53.971 3400.0.34293.13.91B1 3800.0860.35096.23.951 4200.0400.40598.03.971 3400.2320.38592.53.92C1 3800.0760.46296.63.971 4200.0440.49697.83.98a) 1 340 Cb) 1 380 C图3不同温度燃烧后的晶体形貌由表2可知,随焙烧温度的升高, 煨烧高温氧化铝的检测指标发生规律性变化.即温度越高,除钠效果越好,原晶粒度递增,笫A12O3的转化率和真比重也随之递增.随着温度的升高,晶粒发生了明显增大,并且形态越来越不规那么.从SEM图片可以发现：在1 340 C温度下焙烧的高温氧化铝一次晶粒小,并且呈较均 匀的球状；在1 380 C焙烧高温氧化铝一次晶粒明显长大,而且呈不规那么的片状.4结论4.1同一原料在相同的煨烧温度下,矿化剂对“-A12O3的产品性能有很大影响,就加快转化速度和提升转化强度而言,NH4F效果最好,就降低生成温度而言,A1F3最有效.4.2