高纯超细氧化铝粉的制备（Ⅱ）—煅烧过程对氧化铝粉性能的影响

煅烧温度和时间对氧化铝粉的晶型和形貌有很大影响；氧化铝粉晶型的转变顺序及温度为：无定形氢氧化铝→600℃,5h无定形氧化铝→800℃,5h γ-Al2O3(θ-Al2O3,η-Al2O3)→1000℃,5hδ-Al2O3(θ-Al2O3,κ-Al2O3)→1100℃，2hα-Al2O3；将分散的氢氧化铝粉在1150℃煅烧5h后制得球形的α-Al2O3粉末。     

铝硅酸盐纤维增强Al2O3-SiO2复合材料的制备与性能研究

对Al2O3-SiO2凝胶的无机化与烧结特性进行了研究,结果表明:Al2O3-SiO2凝胶主要由勃姆石(boehmit)和无定形SiO2组成,经500℃煅烧后boehmit分解形成γ-Al2O3,1200℃煅烧后γ-Al2O3转变为(δ,θ)-Al2O3,1300℃煅烧后(δ,θ)-Al2 O3和无定形SiO2反应生成莫来石(mullite);随着烧结温度的升高,Al2O3-SiO2陶瓷的收缩率逐渐升高,孔隙率逐渐降低,相对密度逐渐升高.采用溶胶-凝胶工艺制备了三维铝硅酸盐纤维增强Al2O3-SiO2复合材料,并对热处理温度进行了优化,研究结果表明:随着热处理温度的升高,复合材料的弯曲断裂模式逐渐由韧性断裂转变为脆性断裂,复合材料断面拔出纤维长度逐渐缩短直至消失;热处理温度为1100℃时制备的复合材料的力学性能最优,其弯曲强度、剪切强度和断裂韧性分别为90.0±6.8 MPa,11.1±1.0 MPa和3.6士0.2MPa·m1/2.     

板状氧化铝制备过程中影响因素的研究

氧化铝板晶对提高氧化铝陶瓷断裂韧性有着重要的意义,通过引入AlF3和α-Al2O3晶籽,于930℃保温15min,使纳米γ-Al2O3转变为φ2-5μm的α-Al2O3六角板晶。初步研究了热处理条件、氟化铝含量和粉体载量等因素对板状α-Al2O3形成的影响及其形成机理。通过SEM和XRD等手段,对产物的形貌和结构进行了表征。     

高温低钠氧化铝的研制

高温低钠氧化铝在非冶金行业应用非常广泛,其产品中Na2O含量直接影响高温氧化铝产品的应用,因此Na2O含量成为表征高温氧化铝质量品级的重要技术指标.通过对工业氢氧化铝煅烧试验,探讨了煅烧温度、时间、添加剂种类和煅烧产物后处理等对煅烧产品中氧化钠含量的影响,确定了高温低钠氧化铝的生产方法.     

通化地区煤系高岭岩制备纳米级α-Al2O3

以煤系高岭岩提取氯化铝的工艺流程及溶胶－凝胶技术制备出纳米级α-Al2O3，确立了溶胶－凝胶制备纳米级α-Al2O3的最佳试剂条件和煅烧条件。生成的Al(OH)3溶胶经干燥、煅烧后得到纳米级氧化铝粉末，为α相，粒度为100nm左右。     

煤矸石提取氧化铝的工艺条件优化

实验以枣庄煤矿的煤矸石为原料,研究了以高温焙烧和盐酸作为酸浸介质浸取煤矸石中的氧化铝。主要影响因素为煅烧温度、煅烧时间、盐酸的质量分数、固液比、反应温度及酸浸时间,经过实验确定最佳工艺条件为:煅烧温度700℃、煅烧时间30min、酸量60m L、固液比1:6、酸浸时间2h,反应温度105℃,在最佳条件下氧化铝的溶出实验结果表明,Al2O3溶出率为11.6%。     

提高氧化铝陶瓷断裂韧性的先进途径

评述了近几年来提高氧化铝陶瓷力学性能的各种途径。认为通过优化纳米α-Al2O3粉体制备技术,引入金属相、纤维、晶须复合工艺来控制氧化铝陶瓷界面结构及微观结构,是提高氧化铝陶瓷力学性能的有效方法。     

从高钛渣沉钛液中提铝

研究了从高钛渣沉钛液中提铝制备氧化铝的工艺条件,包括沉铝、碱浸、碳分、煅烧。通过单因素试验得到最佳工艺条件。沉铝过程:在沉铝温度60℃,沉铝p H值为6,沉铝时间20 min的试验条件下铝的沉出率可达99%;碱浸过程:在碱浸温度70℃,加碱量1∶4,碱浸时间30 min的试验条件下铝的碱浸出率可达到100%;碳分:在常温、常压、通气量40 m L/min条件下进行碳分,当溶液p H值为8时,溶液中铝的碳分率可达到98%;煅烧:将氢氧化铝在1200℃煅烧2 h,可制备出α-Al2O3。     

用低温煅烧法从粉煤灰中提取纳米Al_2O_3和SiO_2

以粉煤灰为铝、硅源制备纳米α-Al203和Si02(白炭黑),并对α-Al2O3进行表面改性实验研究,结果表明:粉煤灰和碳酸钠采用1:1的配比,800℃低温保温2h,可得到自粉化较容易的霞石相.硅、铝分离盐酸浓度3.5mol/L,样品的产率较高.XRD衍射图谱及SEM分析得知:Al(OH)3经1100℃煅烧后,得到纯度达99.9%,比表面积为180m2/g,粒径达到纳米级的α-Al2O3;从硅胶可获得纯度达99.9%比表面积为374m2/g的SiO2(白炭黑).改性研究表明:制备的α-Al2O3性能优良.     

水热辅助2段酸溶法从高岭土尾矿提取氧化铝的研究

以高岭土尾矿为原料提取氧化铝,研究水热辅助2段酸溶工艺提取氧化铝的条件,考察了高岭土尾矿煅烧活化和溶出条件对高岭土尾矿中氧化铝溶出率的影响.实验结果表明,煅烧活化条件为:煅烧温度650℃、煅烧时间2h;溶出的最佳工艺条件为:第1阶段采用浓盐酸酸溶提取氧化铝,液固质量比4∶1、水热反应温度85℃、水热反应时间12h;第2阶段采用质量分数15％的盐酸酸溶提取氧化铝,液固质量比4∶1、水热反应温度85℃、水热反应时间12h.在此条件下,高岭土尾矿中氧化铝总溶出率达到75.5％.     

石灰烧结法从煤系高岭土提取氧化铝的研究

采用高岭土为原料提取氧化铝,研究以萤石为助剂煅烧活化煤系高岭土和溶出提取氧化铝的条件,考察了煤系高岭土煅烧活化和溶出条件对煤系高岭土中氧化铝溶出率的影响。实验表明,煅烧活化条件为:石灰石与煤系高岭土质量比2.5、萤石用量1%、煅烧温度1260℃、烧成时间90 min;溶出的最佳工艺条件为:溶出温度85℃、溶出时间2.0 h、Na2CO3质量分数9%、液固比3.5,在此条件下,粉煤灰中氧化铝的溶出率高达90.5%。     

铁尾矿粉煤灰陶粒的制备与表征

以铁尾矿粉、粉煤灰作为原料,通过高温烧结过程制备出了铁尾矿陶粒.采用X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了铁尾矿陶粒的晶相与微观结构,系统研究了铁尾矿含量、煅烧温度及保温时间对铁尾矿陶粒性能的影响,确定较优的铁尾矿含量、煅烧温度及保温时间.结果表明:随着铁尾矿含量、煅烧温度及保温时间的增加,铁尾矿陶粒的堆积密度、表观密度及筒压强度显著增强;较优的铁尾矿含量(质量分数)为70％,铁尾矿陶粒较优的煅烧工艺制度为1100℃、保温40 min.随着煅烧温度及保温时间增加到1100℃及40 min,铁尾矿陶粒主要由CaSiO3,Al2SiO5,MgSiO3,Ca2Fe2O5,Ca7Si2P2O16及CaAl2Si2O8晶相构成.煅烧温度低于900℃、保温时间为10 min时,陶粒由松散的微米级及亚微米级尺寸的颗粒及孔洞构成;随着煅烧温度、保温时间分别增加到1100℃、40 min,铁尾矿陶粒中存在尺寸为数百微米的致密无规则颗粒,从而使陶粒密度、筒压强度显著提高.     

锆英石原位合成氧化锆——莫来石复相材料的研究

通过锆英石与α-Al2O3、γ-Al2O3和Al(OH)3之间的原位反应制备了氧化锆—莫来石复相材料,采用XRD、SEM和EDS等手段研究了合成温度、铝源种类对氧化锆—莫来石复相材料物相组成、显微形貌和性能的影响,探讨了锆英石和不同铝源之间原位反应合成氧化锆—莫来石复相材料的烧结机制。结果表明:原位反应合成氧化锆—莫来石复相材料的优化反应温度为1 600℃,优化氧化铝源为α-Al2O3,可获得高致密度的氧化锆—莫来石复相材料。     

W/O型微乳液在煤矸石制取超细氧化铝中的应用

用SDS、正丁醇、正庚烷和水配制了W/O型微乳液,并研究了该微乳液的相图以及体系含水量、pH值等因素对其稳定性的影响。试验时以煤矸石为原料,先经烧结、碱提得到铝酸钠粗液,用饱和石灰乳对其除硅精制后,将1∶1CO2-空气混合气体以0.8L/min通入增溶了NaAlO2溶液的微乳液中碳化制取氢氧化铝,然后在1100℃煅烧1h制得了高纯超细氧化铝。分析结果表明,该产品无明显团聚,粒径为80nm、Al2O3纯度>99.95%。     

碳酸钠焙烧粉煤灰提铝研究

为了提取粉煤灰中的铝元素,采用碳酸钠与粉煤灰焙烧活化技术,经酸解、中和、过滤、碱沉淀、干燥、煅烧后合成氧化铝,并使用XRD扫描电镜和红外光谱对产品晶型、形貌和结构进行表征。研究结果表明,当碳酸钠与粉煤灰的原料比为1∶1(质量比)时,于马弗炉中以温度为700℃煅烧2 h,并采用浓度为4 mol/L的硫酸反应3 h后合成氧化铝,铝提取率达95%,合成的氧化铝为片状体。     

氧化铝多孔支撑体的制备

采用挤出成型工艺，选择合适用量的开孔剂和合理的烧结温度及原料粒径，制备19通道的α-Al2O3。粉体，以7％碳粉为开孔剂，烧结温度为1300℃，可以成功制得孔径分布较窄、平均孔径为2．1μm、孔隙率为48．9%的多通道无机膜支撑体。实验中成功制备了管长1m，外径30mm，内径4mm的多孔氧化铝陶瓷膜支撑体。     

凹凸棒石黏土煅烧-碱浸法合成纯4A沸石的研究

以凹凸棒石黏土为原料,经过煅烧、酸化、碱浸处理,滤液添加铝源后水热晶化合成了高纯4A沸石.采用XRD、FT-IR和SEM对产品进行了表征.研究了煅烧、晶化时间、SiO2:Al2O3摩尔比对4A沸石合成的影响,结果显示凹土经过煅烧可提高SiO2成分的浸出率和4A沸石的产率;当合成液各组分摩尔比为3.9Na2O:1Al2O3:1.8SiO2:138H2O时,90℃水热晶化5h以上.可合成结晶度高的4A沸石,晶化时间越长,结晶度越高;n(SiO2):n(A12O3)决定沸石合成的种类,合成液中n(SiO2):n(Al203)为1.8～2.8时合成4A沸石,n(SiO2):n(Al2O3)为3时合成4A沸石和X型沸石.     

Na_2SO_4对粉煤灰活化提取氧化铝的影响

为研究Na_2SO_4在粉煤灰煅烧过程中与粉煤灰的作用及对粉煤灰活化提取氧化铝的影响,考察了煅烧温度和硫酸钠用量对硫酸酸浸提取氧化铝的影响。利用热重(TG)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等方法探讨了Na_2SO_4在粉煤灰煅烧过程中的作用及机制。结果表明,煅烧温度低于900℃时,Na_2SO_4对粉煤灰活性的促进作用不显著,仅使氧化铝的溶出率由未活化的8%提高至18%左右;XRD和SEM的分析结果表明,煅烧温度低于800℃时,粉煤灰中莫来石、石英等主要物相的变化很小,当煅烧温度升至900℃时,Na_2SO_4发生熔融,粉煤灰内部颗粒之间的粘连比较严重,同时粉煤灰在Na_2SO_4的作用下开始出现霞石等铝硅酸钠盐类物质,但莫来石、石英等物相的变化仍然很小。     

盐酸浸取高岭土中氧化铝的研究

对盐酸浸取高岭土中氧化铝进行了研究。考察了煅烧温度、盐酸浓度、盐酸用量、酸浸时间及加入反应剂焙烧等因素对氧化铝浸出率的影响 ;研究发现在煅烧温度为 70 0℃ ,盐酸浓度为30 % ,盐酸与氧化铝 mol比为 6 ,酸浸时间为 2 h时 ,试样中的氧化铝浸出率达到 89% ,加入反应剂焙烧可减少酸浸时间 ;为利用高岭土生产铝盐制品 ,提高原料的利用率提供了依据     

MgO掺杂对α-Al_2O_3显微结构的影响

以Al(OH)3 为起始原料,采用烧结法,运用SEM、XRD、DSC 等分析技术,研究了Mgo 掺杂对α-Al2O3,显微结构的影响.研究发现,MgO 可以抑制亚稳态氧化铝向稳定态α-Al2O3 的物相转变,同时还可以改变α-Al2O3 的结晶习性,在没有添加剂的作用下,生成的α-Al2O3 是蠕虫状空间网状结晶,在MgO 作用下,α-Al2O3 晶粒细小,晶粒之间的结合不规则,其原因在于MgO是一种高挥发物质,与Al2O3 反应,与在仅α-Al2O3 的晶界处形成MgAl2O4 阻止α-Al2O3 晶粒生长.