礦化劑及煅燒溫度對高溫氧化鋁性能的影響

1、礦化劑及煨燒溫度對高溫氧化鋁性能的影響紅軍,穆念孔,王鴻雁氫氧化鋁在1 1001 450 C煨燒大多可以獲得含量70%勺a-Al2O3,而 且可以限制a -A12O3的結(jié)晶尺寸.轉(zhuǎn)化開始時(shí)生成的 a -A12O3晶體尺寸極小, 中位徑通常 0,5通常限制煨燒溫度和礦化劑的參加來限制a -A12O3的結(jié)晶粒度.無礦化劑時(shí),回轉(zhuǎn)窯中的溫度即使到達(dá) 1 600 C,也缺乏以使a-A12O3結(jié)晶長 大到2 假設(shè)添加礦化劑,可以在較低的溫度下得到結(jié)晶尺寸 10 且可以 限制的a-A12O3,還可以促使a-A12O3在低溫下長大,從而節(jié)約能源1.煨燒a -A12O3的礦化劑主要包括 H3BO3 NH4C1

2、 NH4F A1F3等.礦化劑在煨燒 a -A12O3過程中的作用主要表現(xiàn)在降低煨燒溫度、 促進(jìn)a -A12O3晶型轉(zhuǎn)化和降 低a -A12O3中氧化鈉含量.添加1%勺礦化劑占A12O3含量,可以降低氫氧 化鋁轉(zhuǎn)化成a-A12O3的溫度,并能加快轉(zhuǎn)化速度,且有利于脫出A12O3中的鈉. 采用硼酸礦化劑,焙燒溫度在1 4001 450 C左右,保溫23 h ,其反響式如 下：Na2O+ H3BSH Na2BO3T +3H2O參加少量的氯化鎂,在焙燒過程中可以更好地除去Na2Q這是a -A12O3中的鈉被鹽基置換出來,在1 413 C時(shí)NaC1蒸發(fā)的結(jié)果.參加MgC12煨燒過的氧 化鋁,雖然有局部

3、氧化鎂同時(shí)進(jìn)入剛玉晶格中,經(jīng)顯微鏡觀察確定,呈極細(xì)的等 軸晶狀的鎂鋁尖晶石,聚集在氧化鋁顆粒之間的接觸處.由于氧化鎂在氧化鋁中 是以結(jié)合狀態(tài)存在,所以不會阻礙煨燒a -A12O3的使用性能和產(chǎn)品特性.用氧化鎂純化工業(yè)氧化鋁,除降低 Na2O含量外,還可作為氧化鋁燒成制品調(diào)節(jié)結(jié)晶 結(jié)構(gòu),抑制晶粒長大所需要的形態(tài)轉(zhuǎn)化參加物.不同礦化劑的作用試驗(yàn)中,以工業(yè)氧化鋁為原料(其中Na2g量為0.290%),參加不同的礦化劑, 經(jīng)充分混勻后,裝入剛玉地竭,在試驗(yàn)用高溫爐中,按一定升溫制度煨燒而成, 煨燒溫度1 400 C.從試驗(yàn)結(jié)果中,選用了 4種具有代表性的高溫氧化鋁樣品 作為分析對象進(jìn)行討論.煨燒高溫氧

4、化鋁的主要技術(shù)指標(biāo)見表1.表1段燒高溫氧化鋁的主要技術(shù)指標(biāo)樣品 編號添加劑/%化學(xué)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鹽酸0.0680.0.050.34495.93.944氯化鎂0.1020.0.060.45196.93.97由表1可知,1)所加的礦化劑具有明顯的除鈉效果(主要以氧化鈉含量為 考證對象),隨著礦化劑種類不同,除鈉效果也有明顯的差異.2)礦化劑具有較好的促進(jìn)a-A12O3晶型轉(zhuǎn)化的作用,不同的礦化劑作用略有

5、差異.3)a-Al2O3 的真比重對礦化劑的依賴性較小,而且個(gè)別礦化劑降低了a- A12O3的真比重.4)不同添加劑對煨燒a -A12O3的原晶粒度有較大影響.圖1中4種產(chǎn)品的電鏡 照片說明了無添加劑和參加3種不同的添加劑對a -A12O3原晶粒度的影響.a)1#樣品b)2#樣品c)3#樣品d)4#樣品圖1段燒高溫氧化鋁樣品的電鏡照片從圖1中可以看出,1#和2#樣品的原晶粒度明顯大于3#和4#樣品,3#和4# 在顆粒的團(tuán)聚體中生成了極為細(xì)小的晶體.為了進(jìn)一步比擬其晶體的大小與狀 態(tài),把3#和4搟羊品再次放大比例,電鏡照片見圖 2.a)3#樣品b)4#樣品圖23#和4#樣品放大比例的電鏡照片由此

6、可見：不同礦化劑對原晶粒度的影響不同, 有的明顯促進(jìn)原晶粒度的長 大,有的具有良好的抑制晶粒長大的作用,而且,礦化劑對a -A12O3晶粒的形貌產(chǎn)生一定的影響2.3不同煨燒溫度對試驗(yàn)結(jié)果的影響表2列出了相同原料中分別參加一定量的礦化劑、在3個(gè)不同溫度點(diǎn)(1 340、1 380、1 420 C)時(shí)的煨燒結(jié)果,1 340 C和1 380 C焙燒高溫氧化鋁的晶體 形貌見圖3.表2焙燒溫度對“段燒高溫氧化鋁性能的影響礦化劑類別焙燒溫度/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圖3不同溫度燃燒后的晶體形貌由表2可知,隨焙燒溫度的升高, 煨燒高溫氧化鋁的檢測指標(biāo)發(fā)生規(guī)律性變化.即溫度越高,除鈉效果越好,原晶粒度遞增,笫A12O3的轉(zhuǎn)化率和真比重也隨之遞增.隨著溫度的升高,晶粒發(fā)生了明顯增大,并且形態(tài)越來越不規(guī)那么.從SEM圖片可以發(fā)現(xiàn)：在1 340 C溫度下焙燒的高溫氧化鋁一次晶粒小,并且呈較均 勻的球狀；在1 380 C焙燒高溫氧化鋁一次晶粒明顯長大,而且呈不規(guī)那么的片狀.4結(jié)論4.1同一原料在相同的煨燒溫度下,礦化劑對“-A12O3的產(chǎn)品性能有很大影響,就加快轉(zhuǎn)化速度和提升轉(zhuǎn)化強(qiáng)度而言,NH4F效果最好,就降低生成溫度而言,A1F3最有效.4.2