Quais são os métodos de preparação da alumina esférica?

Pó de alumina é um dos materiais de pó industrial mais importantes. O pó de alumina esférica, especialmente os tipos altamente dispersos, tem excelente fluidez devido à sua estrutura esférica. Sua dispersibilidade, maior área de superfície específica e propriedades físico-químicas aumentam suas aplicações. Com o rápido desenvolvimento industrial, o pó de alumina esférica verá um desenvolvimento mais profundo e aplicações mais amplas.

As diferentes formas de cristal e propriedades únicas da alumina e seus hidratos permitem amplas aplicações. Eles são usados em petroquímicos, eletrônicos, refratários, cerâmicas, abrasivos, produtos farmacêuticos e aeroespacial. Por outro lado, é extremamente difícil melhorar o desempenho do pó de alumina processando-o diretamente devido à estabilidade de suas propriedades físicas e químicas. Para obter pó de alumina de alto desempenho, os avanços devem começar com a tecnologia de síntese.

Preparação de alumina esférica

Atualmente, os métodos de preparação de pó esférico de Al2O3 incluem principalmente moagem de bolas, precipitação homogênea, sol-emulsão-gel, método de queda de bolas, método de molde e método de injeção.

Moagem de bolas

Moagem de bolas é o método mais comum para preparar pó de alumina ultrafina. Ao girar ou vibrar, o moinho de bolas tritura matérias-primas por impacto, moagem e agitação. Como resultado, partículas grandes são refinadas em pó ultrafino. Além disso, o tamanho do pó de alumina esférico depende principalmente do estado de partícula da matéria-prima e do processo de preparação.

O método de moagem de esferas para alumina esférica é simples, econômico e altamente produtivo. No entanto, o pó resultante tem uma superfície relativamente áspera, aumentando sua área de superfície específica e reatividade. Como resultado, a aglomeração de partículas ocorre facilmente, tornando-a inadequada para a produção de pó esférico de alta qualidade.

Método de precipitação homogênea

O processo de precipitação em uma solução homogênea envolve nucleação, crescimento e eventual separação da solução. Normalmente, esse processo está em um estado de não equilíbrio. No entanto, se a concentração do precipitante diminui ou se forma lentamente na solução homogênea, vários núcleos minúsculos podem se formar uniformemente. Como resultado, as partículas finas do precipitado se dispersam uniformemente por toda a solução e mantêm o equilíbrio por um longo tempo. Esse processo é conhecido como método de precipitação homogênea.

O método de precipitação homogênea é suave, atinge uma alta taxa de esfericidade e produz partículas que variam de 400 nm a 10 μm. Ele oferece boa dispersão, mas tem baixa pureza. No entanto, normalmente usamos sulfato de alumínio como matéria-prima, o que leva a emissões prejudiciais de sulfeto durante a calcinação. Após a sinterização, aglomeração e estruturas porosas geralmente ocorrem.

Método Sol-Gel

O método sol-gel usa alcóxidos ou sais inorgânicos para formar um sol precursor por meio de hidrólise ou polimerização.
Obtemos pó de alumina após lavagem com álcool, envelhecimento e calcinação. Este método requer controle preciso do pH e da concentração do reagente. A alumina esférica produzida pelo método sol-gel tem excelente uniformidade e alta pureza química. No entanto, o processo é complexo e caro.

Método sol-emulsão-gel

Este método se desenvolve com base no método sol-gel. Para obter partículas esféricas de pó, usamos a tensão interfacial entre a fase oleosa e a fase aquosa para criar pequenas gotículas esféricas. Isso confina a formação e a gelificação de partículas de sol dentro das gotículas, produzindo, por fim, partículas precipitadas esféricas.

O método sol-emulsão-gel depende de grandes quantidades de solventes orgânicos e surfactantes para formar uma emulsão. Separar o pó esférico da emulsão requer um processo complexo. Além disso, a secagem e a calcinação frequentemente distorcem o formato esférico do pó.

O método da gota

O método de gotículas consiste em deixar cair o sol de alumina na camada de óleo (geralmente parafina, óleo mineral, etc.) e formar partículas esféricas de sol pela ação da tensão superficial.

As partículas de sol são então gelificadas em uma solução de amônia e, finalmente, as partículas de gel são secas e calcinadas para formar alumina esférica. Este método é uma melhoria do método sol-emulsão-gel, aplicando tecnologia de emulsão durante a fase de envelhecimento do sol e mantendo a fase oleosa estável, eliminando assim a necessidade de separação do pó e dos reagentes oleosos. Normalmente usamos o método de gotículas para preparar partículas maiores de alumina esférica, principalmente para aplicações como adsorventes ou suportes de catalisadores. No entanto, o uso de óleo quente e a necessidade de manter o sol caindo por longos períodos são desvantagens deste método.

Método de modelo

O método de template usa matérias-primas esféricas como agentes para controlar a morfologia durante o processo. Os produtos resultantes são tipicamente ocos ou têm uma estrutura core-shell.

Método de pulverização

A essência da preparação de alumina esférica por pulverização é atingir a transformação de fase em um tempo relativamente curto. Nós esferificamos o produto usando o efeito da tensão superficial. Com base nas características de transformação de fase, podemos dividi-lo em pirólise por pulverização, secagem por pulverização e fusão por pulverização. O método de pulverização é adequado para produzir pós de alumina esférica de tamanho micrométrico a nanométrico, assim como o método de decomposição de aerossol. Embora o equipamento de reação seja complicado, é fácil realizar a industrialização.

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