ما هي طرق تحضير الألومينا الكروية؟

مسحوق الألومينا يُعدّ مسحوق الألومينا الكروي من أهم مواد المساحيق الصناعية. يتميز مسحوق الألومينا الكروي، وخاصةً الأنواع عالية التشتت، بانسيابية ممتازة بفضل بنيته الكروية. كما أن قابليته للتشتت، ومساحته السطحية النوعية الأكبر، وخصائصه الفيزيائية والكيميائية تُعزز تطبيقاته. ومع التطور الصناعي السريع، سيشهد مسحوق الألومينا الكروي تطورًا أعمق وتطبيقات أوسع.

تتيح الأشكال البلورية المختلفة والخصائص الفريدة للألومينا وهيدراتها تطبيقات واسعة. تُستخدم في البتروكيماويات، والإلكترونيات، والمواد الحرارية، والسيراميك، والمواد الكاشطة، والأدوية، وصناعة الطيران. من ناحية أخرى، من الصعب للغاية تحسين أداء مسحوق الألومينا بمعالجته مباشرةً نظرًا لثبات خصائصه الفيزيائية والكيميائية. لتحقيق أداء أعلى لمسحوق الألومينا، يجب أن تبدأ التطورات بتكنولوجيا التخليق.

تحضير الألومينا الكروية

في الوقت الحاضر، تشمل طرق تحضير مسحوق Al2O3 الكروي بشكل أساسي طحن الكرات، والترسيب المتجانس، وجل المستحلب، وطريقة إسقاط الكرة، وطريقة القالب، وطريقة الحقن.

طحن الكرات

طحن الكرات هي الطريقة الأكثر شيوعًا لتحضير مسحوق الألومينا فائق الدقة. تُطحن المواد الخام بواسطة مطحنة الكرات، عن طريق الدوران أو الاهتزاز، من خلال الصدم والطحن والتحريك. ونتيجةً لذلك، تُنقى الجسيمات الكبيرة إلى مسحوق فائق الدقة. علاوةً على ذلك، يعتمد حجم مسحوق الألومينا الكروي بشكل أساسي على حالة جسيمات المادة الخام وطريقة تحضيرها.

طريقة طحن الكرات للألومينا الكروية بسيطة، واقتصادية، وعالية الإنتاجية. مع ذلك، يتميز المسحوق الناتج بسطح خشن نسبيًا، مما يزيد من مساحته السطحية النوعية وتفاعليته. ونتيجة لذلك، تتكتل الجسيمات بسهولة، مما يجعلها غير مناسبة لإنتاج مسحوق كروي عالي الجودة.

طريقة الترسيب المتجانس

تتضمن عملية الترسيب في محلول متجانس التنوي والنمو والانفصال النهائي عن المحلول. عادةً ما تكون هذه العملية في حالة عدم توازن. ومع ذلك، إذا انخفض تركيز المادة المترسبة أو تشكلت ببطء في المحلول المتجانس، فقد تتشكل نوى دقيقة عديدة بشكل موحد. ونتيجة لذلك، تنتشر جزيئات الراسب الدقيقة بالتساوي في جميع أنحاء المحلول وتحافظ على التوازن لفترة طويلة. تُعرف هذه العملية باسم طريقة الترسيب المتجانس.

طريقة الترسيب المتجانس معتدلة، وتحقق معدل كروية مرتفع، وتُنتج جسيمات تتراوح أقطارها بين 400 نانومتر و10 ميكرومتر. تتميز بتشتت جيد، لكنها منخفضة النقاء. ومع ذلك، نستخدم عادةً كبريتات الألومنيوم كمادة خام، مما يؤدي إلى انبعاثات كبريتيد ضارة أثناء التكليس. بعد التلبيد، غالبًا ما يحدث تكتل وتكوينات مسامية.

طريقة السول-جل

تستخدم طريقة السول-جيل الألكوكسيدات أو الأملاح غير العضوية لتشكيل سول أولي من خلال التحلل المائي أو البلمرة.
نحصل على مسحوق الألومينا بعد الغسيل بالكحول، والتعتيق، والتكليس. تتطلب هذه الطريقة ضبطًا دقيقًا لدرجة الحموضة (pH) وتركيز المواد المتفاعلة. تتميز الألومينا الكروية المُنتجة بطريقة السول-جيل بتجانس ممتاز ونقاء كيميائي عالي. ومع ذلك، فإن هذه العملية معقدة ومكلفة.

طريقة السول-المستحلب-الهلام

تعتمد هذه الطريقة على طريقة السول-جل. للحصول على جزيئات مسحوق كروية، نستخدم التوتر السطحي بين طور الزيت وطور الماء لتكوين قطرات كروية صغيرة. هذا يحد من تكوين جزيئات السول وتكوينها داخل القطرات، مما ينتج عنه في النهاية جزيئات كروية مترسبة.

تعتمد طريقة السول-المستحلب-الهلام على كميات كبيرة من المذيبات العضوية والمواد الخافضة للتوتر السطحي لتكوين مستحلب. يتطلب فصل المسحوق الكروي عن المستحلب عملية معقدة. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يُشوّه التجفيف والتكليس الشكل الكروي للمسحوق.

طريقة القطرات

طريقة القطرات هي إسقاط محلول الألومينا في طبقة الزيت (عادة البارافين، أو الزيت المعدني، وما إلى ذلك)، وتشكيل جزيئات محلول كروية بواسطة عمل التوتر السطحي.

تُجمَّد جزيئات المحلول بعد ذلك في محلول الأمونيا، ثم تُجفف وتُكلس لتكوين أكسيد الألومنيوم الكروي. تُعدّ هذه الطريقة مُحسّنة لطريقة المحلول-المستحلب-الهلام، حيث تُطبّق تقنية المستحلب خلال مرحلة تقادم المحلول، مع الحفاظ على استقرار الطور الزيتي، مما يُلغي الحاجة إلى فصل المسحوق عن الكواشف الزيتية. عادةً ما نستخدم طريقة القطرات لتحضير جزيئات أكسيد الألومنيوم الكروية الأكبر حجمًا، خاصةً للتطبيقات كمواد ماصة أو كدعامات للمحفزات. مع ذلك، فإن استخدام الزيت الساخن والحاجة إلى إبقاء المحلول في حالة تساقط لفترات طويلة من عيوب هذه الطريقة.

طريقة القالب

تستخدم طريقة القالب مواد خام كروية كعوامل للتحكم في شكلها أثناء العملية. عادةً ما تكون المنتجات الناتجة مجوفة أو ذات بنية مركزية وقشرية.

طريقة الرش

يكمن جوهر تحضير الألومينا الكروية بالرش في تحقيق تحول طوري في وقت قصير نسبيًا. نجعل المنتج كرويًا باستخدام تأثير التوتر السطحي. بناءً على خصائص تحول الطور، يُمكن تقسيمها إلى تحلل حراري بالرش، وتجفيف بالرش، وصهر بالرش. تُناسب طريقة الرش إنتاج مساحيق ألومينا كروية بأحجام تتراوح بين الميكرون والنانومتر، تمامًا مثل طريقة التحلل بالهباء الجوي. على الرغم من تعقيد معدات التفاعل، إلا أنه من السهل تحقيق التصنيع.

مسحوق ملحمي

إيبك باودر، خبرة تزيد عن 20 عامًا في صناعة المساحيق فائقة النعومة. ندعم بنشاط التطوير المستقبلي للمساحيق فائقة النعومة، مع التركيز على عمليات التكسير والطحن والتصنيف والتعديل. تواصل معنا للحصول على استشارة مجانية وحلول مُخصصة! فريقنا من الخبراء مُلتزم بتقديم منتجات وخدمات عالية الجودة لتعزيز قيمة معالجة مساحيقك. إيبك باودر - خبيرك الموثوق في معالجة المساحيق!