1、4.1、鋁土礦、鋁土礦v 鋁土礦：是工業(yè)上能利用的以一水硬鋁石、一水軟鋁石鋁土礦：是工業(yè)上能利用的以一水硬鋁石、一水軟鋁石及三水鋁石的為主要礦物礦石的總稱。及三水鋁石的為主要礦物礦石的總稱。v 一水硬鋁石：一水硬鋁石：Al2O3H2O,又稱硬水鋁礦v 一水軟鋁石：Al2O3H2O,又名勃姆石、軟水鋁石v 三水鋁石：Al2O33H2Ov 世界世界90%的鋁土礦資源為一水軟鋁石和三水鋁石的鋁土礦資源為一水軟鋁石和三水鋁石,而我國(guó)而我國(guó)98%為一水硬鋁石。為一水硬鋁石。v1、拜耳法拜耳法v 氫氧化鋁粉體在工業(yè)上的制造法是由澳大利亞科學(xué)家在氫氧化鋁粉體在工業(yè)上的制造法是由澳大利亞科學(xué)家在1889-18

2、92年年K.J.Bayer(拜耳拜耳)所發(fā)明。所發(fā)明。v 1）溶出：溶出：鋁土礦溶解鋁酸鈉鋁土礦溶解鋁酸鈉(NaAlO2)進(jìn)入溶液，氧化鐵、進(jìn)入溶液，氧化鐵、二氧化硅以及氧化鈦等不溶解物稱為赤泥。二氧化硅以及氧化鈦等不溶解物稱為赤泥。4.3 氫氧化鋁的制備氫氧化鋁的制備v 2）析出：）析出：少量氫氧化鋁細(xì)顆粒少量氫氧化鋁細(xì)顆粒(作為晶核作為晶核)，Al(OH)3以三水以三水鋁石鋁石的形式從鋁酸鈉溶液中析出；的形式從鋁酸鈉溶液中析出；v 3）煅燒：經(jīng)過濾、洗凈后在旋轉(zhuǎn)式管狀爐或沸騰床式爐中）煅燒：經(jīng)過濾、洗凈后在旋轉(zhuǎn)式管狀爐或沸騰床式爐中于于12001300下燒成，再經(jīng)粉碎、過篩而制成下燒成，再

3、經(jīng)粉碎、過篩而制成Al2O3。v Al(OH)3由氧化鋁廠生產(chǎn)，目前大多采用拜耳法(Bayer)-低硅優(yōu)質(zhì)鋁土礦，也有采用燒結(jié)法（高硅鋁土礦）生產(chǎn)氫氧化鋁。 2、燒結(jié)法燒結(jié)法v 氫氧化鋁是一種阻燃填充劑，具有以下氫氧化鋁是一種阻燃填充劑，具有以下優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：v (1) 同時(shí)起阻燃和填料作用；同時(shí)起阻燃和填料作用；v (2) 不含鹵，為非鹵型阻燃劑；不含鹵，為非鹵型阻燃劑；v (3) 燃燒時(shí)不產(chǎn)生有毒氣體和腐蝕性氣體，且抑煙，本燃燒時(shí)不產(chǎn)生有毒氣體和腐蝕性氣體，且抑煙，本身也無毒；身也無毒；v (4) 不揮發(fā)，不被水影響；不揮發(fā)，不被水影響；v (5) 價(jià)廉。價(jià)廉。其其缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：是：v (1)

4、所需添加量高，影響被阻燃材料的物理所需添加量高，影響被阻燃材料的物理機(jī)械性能機(jī)械性能及加工性能；及加工性能；v (2) 氫氧化鋁的起始分解溫度較低氫氧化鋁的起始分解溫度較低(約約205)，故難適用，故難適用于加工溫度高的高聚物于加工溫度高的高聚物氫氧化鋁存在問題及發(fā)展方向氫氧化鋁存在問題及發(fā)展方向v1、存在問題v1、低用量情況下阻燃作用很小，一般要達(dá)到60-65%才能有作用。v2、開發(fā)具有阻燃作用的塑料、橡膠配方。v 7.2發(fā)展方向v 1）氫氧化鋁顆粒的微粉化v 氫氧化鋁粒徑大小直接影響其阻燃性和填充性。增加氫氧化鋁粒子的表面積，使粒子表面水蒸氣壓力上升，有利于阻燃性的提高。v 現(xiàn)代填充技術(shù)發(fā)

5、現(xiàn)，超細(xì)無機(jī)剛性粒子可對(duì)高分子材料起到增韌增強(qiáng)效果。因此超細(xì)氫氧化鋁粒子不僅使體系阻燃性能提高，也可解決其影響力學(xué)性能這一難題。v 美國(guó)Alcoa 公司開發(fā)出了新型的改性超細(xì)氫氧化鋁阻燃劑，其粒徑小至0. 2 5m，這種產(chǎn)品與普通型號(hào)氫氧化鋁的阻燃效果相同，添加量卻可大大減少，不會(huì)影響塑料產(chǎn)品的其它性能。v 2）高效的表面處理劑v 開發(fā)高效的表面處理劑，氫氧化鋁單獨(dú)使用時(shí)，添加量必須60 份以上( 以100 份純基體樹脂為基準(zhǔn)) ，但高填充量會(huì)影響塑料的加工性能和力學(xué)性能。v 3）氫氧化鋁與其它阻燃劑的協(xié)同作用v 少量阻燃增效劑可使氫氧化鋁填充填料的性能有明顯提高，如提高阻燃性、抑制滴落、改善

6、力學(xué)性能。與其協(xié)同作用的無機(jī)阻燃劑范圍很廣泛，主要有Ni、Zn、Mn、Zr、Sb、Fe、Ti 等金屬氧化物和堿土金屬氫氧化物等。v4）高純化高純化v 高純化是指除去氫氧化鋁中的雜質(zhì)，使其中的雜質(zhì)含高純化是指除去氫氧化鋁中的雜質(zhì)，使其中的雜質(zhì)含量低于量低于0.2%。日本輕金屬推出的高純氫氧化鋁品級(jí)，。日本輕金屬推出的高純氫氧化鋁品級(jí)，其氫氧化鋁含量大于其氫氧化鋁含量大于99.9%。美國(guó)。美國(guó)Alcoa公司開發(fā)出了公司開發(fā)出了新品種氫氧化鋁阻燃劑，其氧化鈉含量只有常規(guī)產(chǎn)品新品種氫氧化鋁阻燃劑，其氧化鈉含量只有常規(guī)產(chǎn)品的的1 /10，這種產(chǎn)品作為阻燃絕緣材料很有發(fā)展前途。，這種產(chǎn)品作為阻燃絕緣材料很

7、有發(fā)展前途。v1、高純氧化鋁制備高純氧化鋁制備 高純度氧化鋁粉末是將高純度鋁鹽和金屬鋁分別熱解、氧化而制得的，主要方法：(1) 銨明礬熱分解法這是最常用的高純氧化鋁制造方法。它是用硫酸鋁銨在900分解制備，分解過程為：用本方法制取的氧化鋁粉末純度可達(dá)99.9%以上。（2）鋁的銨碳酸鹽熱分解法）鋁的銨碳酸鹽熱分解法 將銨明礬與碳酸氫銨水溶液在適當(dāng)條件下生成的銨碳將銨明礬與碳酸氫銨水溶液在適當(dāng)條件下生成的銨碳酸鹽焙燒后制得具有易燒結(jié)性的高純氧化鋁粉末的一種酸鹽焙燒后制得具有易燒結(jié)性的高純氧化鋁粉末的一種方法。方法。(3) 有機(jī)鋁鹽加水分解法有機(jī)鋁鹽加水分解法 (4) 鋁的水中放電氧化法鋁的水中放電

8、氧化法 v (1) 陶瓷材料和復(fù)合材料陶瓷材料和復(fù)合材料 在常規(guī)陶瓷中添加在常規(guī)陶瓷中添加Al2O=粉體可以改善陶瓷的韌性，降粉體可以改善陶瓷的韌性，降低燒結(jié)溫度。低燒結(jié)溫度。 v (2) 表面防護(hù)層材料表面防護(hù)層材料 由由Al2O3粒子組成的新型極薄的透明材料，噴涂在金屬、粒子組成的新型極薄的透明材料，噴涂在金屬、陶瓷、塑料及硬質(zhì)合金的表面上，可提高表面的硬度、耐腐陶瓷、塑料及硬質(zhì)合金的表面上，可提高表面的硬度、耐腐蝕性和耐磨性，并且具有防污、防塵、防水等功能，可以解蝕性和耐磨性，并且具有防污、防塵、防水等功能，可以解決現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中由于易磨損部件、易腐蝕管道而間接影響決現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中由于易

9、磨損部件、易腐蝕管道而間接影響設(shè)備使用壽命和加工產(chǎn)品精度等問題。設(shè)備使用壽命和加工產(chǎn)品精度等問題。 3 氧化鋁粉體的用途氧化鋁粉體的用途v (3) 催化劑及其載體催化劑及其載體 Al2O3粉體因其比表面積大、孔容大、孔分布集中和高粉體因其比表面積大、孔容大、孔分布集中和高反應(yīng)活性中心多，可以解決催化劑的高選擇性和高反應(yīng)活性，反應(yīng)活性中心多，可以解決催化劑的高選擇性和高反應(yīng)活性，因此被廣泛地應(yīng)用于汽車尾氣凈化、催化燃燒、石油煉制、因此被廣泛地應(yīng)用于汽車尾氣凈化、催化燃燒、石油煉制、加氫脫硫和高分子合成方面的催化劑及其載體。加氫脫硫和高分子合成方面的催化劑及其載體。v (4) 生物及醫(yī)學(xué)的應(yīng)用生物

10、及醫(yī)學(xué)的應(yīng)用 超細(xì)粉體在生物和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用為生命科學(xué)研究提供了超細(xì)粉體在生物和醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用為生命科學(xué)研究提供了新的手段。超細(xì)新的手段。超細(xì)Al2O3粉體生物陶瓷在生理環(huán)境中基本上不粉體生物陶瓷在生理環(huán)境中基本上不發(fā)生腐蝕，具有良好的結(jié)構(gòu)相容性，新生組織長(zhǎng)入多孔陶瓷發(fā)生腐蝕，具有良好的結(jié)構(gòu)相容性，新生組織長(zhǎng)入多孔陶瓷表面連貫的孔隙上，與機(jī)體組織之間的結(jié)合強(qiáng)度較高，并具表面連貫的孔隙上，與機(jī)體組織之間的結(jié)合強(qiáng)度較高，并具有強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)小、磨損率低等特性。因此在臨床上應(yīng)有強(qiáng)度高、摩擦系數(shù)小、磨損率低等特性。因此在臨床上應(yīng)用比較廣泛，已用于制作承力的人工骨、關(guān)節(jié)修復(fù)體、牙根用比較廣泛，已用于制作承

11、力的人工骨、關(guān)節(jié)修復(fù)體、牙根種植體、骨折夾板與內(nèi)固定器件、緩釋載體等；還成功地進(jìn)種植體、骨折夾板與內(nèi)固定器件、緩釋載體等；還成功地進(jìn)行了牙槽擴(kuò)建、頜面骨缺損重建、五官矯形與修復(fù)等。行了牙槽擴(kuò)建、頜面骨缺損重建、五官矯形與修復(fù)等。v (5) 半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體材料 超細(xì)超細(xì)Al2O3粉體具有巨大的表面和界面，對(duì)外界環(huán)境濕粉體具有巨大的表面和界面，對(duì)外界環(huán)境濕氣十分敏感，環(huán)境溫度的變化迅速引起表面或界面離子價(jià)態(tài)氣十分敏感，環(huán)境溫度的變化迅速引起表面或界面離子價(jià)態(tài)和電子輸送的變化。在濕度為和電子輸送的變化。在濕度為30%80%范圍內(nèi)，超細(xì)范圍內(nèi)，超細(xì)Al2O3粉體交流阻抗呈線性變化，響應(yīng)速度快，可靠性高，靈敏度粉體交流阻抗呈線性變化，響應(yīng)速度快，可靠性高，靈敏度高，抗老化壽命長(zhǎng)，抗其它氣體的侵襲和污染，在塵埃煙霧高，抗老化壽命長(zhǎng)，抗其它氣體的侵襲和污染，在塵埃煙霧環(huán)境中能保持檢測(cè)精度，是理想的濕敏傳感器和濕電溫度計(jì)環(huán)境中能保持檢測(cè)精度，是理想的濕敏傳感器和濕電溫度計(jì)材料。材料。百科小知識(shí)百科小知識(shí)-電解鋁電解鋁v 現(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)采用冰晶石（現(xiàn)代鋁工業(yè)生產(chǎn)采用冰晶石（Na3AlF6）氧化鋁融鹽氧化鋁融鹽電解法。冰晶石是溶劑，氧化鋁（熔點(diǎn)電解法。冰晶石是溶劑，氧化鋁（熔點(diǎn)2050 ）作為）作為電解鋁生產(chǎn)溶質(zhì)，以碳素體作為陽極，鋁液作為陰極電解鋁