Quelles sont les méthodes de préparation de l'alumine sphérique ?

Poudre d'alumine L'alumine sphérique est l'un des matériaux en poudre industriels les plus importants. La poudre d'alumine sphérique, notamment les poudres hautement dispersées, présente une excellente fluidité grâce à sa structure sphérique. Sa dispersibilité, sa surface spécifique plus importante et ses propriétés physicochimiques optimisent ses applications. Grâce à un développement industriel rapide, la poudre d'alumine sphérique connaîtra un développement plus poussé et des applications plus larges.

Les différentes formes cristallines et les propriétés uniques de l'alumine et de ses hydrates permettent de nombreuses applications. Elles sont utilisées dans la pétrochimie, l'électronique, les réfractaires, la céramique, les abrasifs, l'industrie pharmaceutique et l'aérospatiale. En revanche, il est extrêmement difficile d'améliorer les performances de la poudre d'alumine par traitement direct en raison de la stabilité de ses propriétés physiques et chimiques. Pour obtenir une poudre d'alumine plus performante, les progrès doivent commencer par la technologie de synthèse.

Préparation d'alumine sphérique

À l'heure actuelle, les méthodes de préparation de la poudre sphérique d'Al2O3 comprennent principalement le broyage à billes, la précipitation homogène, le sol-émulsion-gel, la méthode de chute de billes, la méthode de gabarit et la méthode d'injection.

Broyage à boulets

Broyage à boulets C'est la méthode la plus courante pour préparer une poudre d'alumine ultrafine. Par rotation ou vibration, le broyeur à boulets broie les matières premières par impact, broyage et agitation. Les grosses particules sont ainsi raffinées en poudre ultrafine. De plus, la taille de la poudre d'alumine sphérique dépend principalement de l'état des particules de la matière première et du procédé de préparation.

La méthode de broyage à boulets pour l'alumine sphérique est simple, économique et très productive. Cependant, la poudre obtenue présente une surface relativement rugueuse, ce qui augmente sa surface spécifique et sa réactivité. Par conséquent, l'agglomération des particules est fréquente, ce qui la rend impropre à la production de poudre sphérique de haute qualité.

Méthode de précipitation homogène

Le processus de précipitation en solution homogène implique la nucléation, la croissance et la séparation finale de la solution. Ce processus se déroule généralement hors d'équilibre. Cependant, si la concentration du précipitant diminue ou se forme lentement dans la solution homogène, de nombreux micronoyaux peuvent se former uniformément. Ainsi, les fines particules de précipité se dispersent uniformément dans la solution et maintiennent l'équilibre pendant longtemps. Ce processus est appelé méthode de précipitation homogène.

La méthode de précipitation homogène est douce, permet d'obtenir un taux de sphéricité élevé et produit des particules de 400 nm à 10 μm. Elle offre une bonne dispersion, mais une faible pureté. Cependant, nous utilisons généralement du sulfate d'aluminium comme matière première, ce qui entraîne des émissions de sulfures nocives lors de la calcination. Après frittage, des agglomérations et des structures poreuses apparaissent souvent.

Méthode Sol-Gel

La méthode sol-gel utilise des alcoxydes ou des sels inorganiques pour former un sol précurseur par hydrolyse ou polymérisation.
Nous obtenons de la poudre d'alumine après lavage à l'alcool, vieillissement et calcination. Cette méthode nécessite un contrôle précis du pH et de la concentration des réactifs. L'alumine sphérique produite par la méthode sol-gel présente une excellente uniformité et une grande pureté chimique. Cependant, le procédé est complexe et coûteux.

Méthode sol-émulsion-gel

Cette méthode s'appuie sur la méthode sol-gel. Pour obtenir des particules de poudre sphériques, nous utilisons la tension interfaciale entre la phase huileuse et la phase aqueuse pour créer de minuscules gouttelettes sphériques. Cela confine la formation et la gélification des particules de sol à l'intérieur des gouttelettes, produisant ainsi des particules précipitées sphériques.

La méthode sol-émulsion-gel utilise de grandes quantités de solvants organiques et de tensioactifs pour former une émulsion. La séparation de la poudre sphérique de l'émulsion nécessite un procédé complexe. De plus, le séchage et la calcination déforment souvent la forme sphérique de la poudre.

La méthode des gouttelettes

La méthode des gouttelettes consiste à déposer le sol d'alumine dans la couche d'huile (généralement de la paraffine, de l'huile minérale, etc.) et à former des particules de sol sphériques par l'action de la tension superficielle.

Les particules de sol sont ensuite gélifiées dans une solution d'ammoniaque, puis séchées et calcinées pour former de l'alumine sphérique. Cette méthode constitue une amélioration de la méthode sol-émulsion-gel. Elle utilise la technologie de l'émulsion pendant la phase de vieillissement du sol et maintient la phase huileuse stable, éliminant ainsi la séparation de la poudre et des réactifs huileux. La méthode des gouttelettes est généralement utilisée pour préparer des particules d'alumine sphériques plus grosses, principalement pour des applications comme adsorbants ou supports de catalyseurs. Cependant, l'utilisation d'huile chaude et la nécessité de maintenir le sol en gouttelettes pendant de longues périodes constituent des inconvénients de cette méthode.

Méthode de modèle

La méthode du gabarit utilise des matières premières sphériques comme agents pour contrôler la morphologie pendant le processus. Les produits obtenus sont généralement creux ou présentent une structure cœur-coquille.

Méthode de pulvérisation

L'objectif principal de la préparation d'alumine sphérique par pulvérisation est d'obtenir une transformation de phase relativement rapide. La sphéralisation du produit est obtenue grâce à l'effet de la tension superficielle. Selon les caractéristiques de transformation de phase, on distingue la pyrolyse par pulvérisation, le séchage par pulvérisation et la fusion par pulvérisation. La méthode de pulvérisation est adaptée à la production de poudres d'alumine sphériques de l'ordre du micron au nanomètre, tout comme la méthode de décomposition par aérosol. Malgré la complexité de l'équipement de réaction, son industrialisation est aisée.

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