什么是工业氧化铝以及氧化铝的制备方法

氧化铝是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，是在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。Al2O3有许多同质异晶体，目前已知的有10多种，主要有3种晶型，即γ-Al2O3、β-Al2O3、α-Al2O3（刚玉）。其中结构不同性质也不同，在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。

氧化铝的基本特性：

性状：难溶于水的白色固体，无臭、无味、质极硬，易吸潮而不潮解（灼烧过的不吸湿）。两性氧化物，能溶于无机酸和碱性溶液中，几乎不溶于水及非极性有机溶剂；相对密度(d204）4.0；熔点2050℃。

储存：密封干燥保存。SCRC100009

用途：用作分析试剂、有机溶剂的脱水、吸附剂、有机反应催化剂、研磨剂、抛光剂、冶炼铝的原料、耐火材料。

工业氧化铝的制备方法：

工业上大量使用的氧化铝粉末是利用拜尔法,将开采的铝矾土矿通过化学处理的方法得到的。

其流程大致为：

将经过破碎和清洗的铝土矿和氢氧化钠溶液通过球磨机深度混合，形成悬浊液。再将悬浊液进入反应釜，在200℃~250℃和30~40Mpa的环境中时铝土矿和氢氧化钠相反应。

其中在和氢氧化钠反应时，铝土矿中所含的铁的各种氧化物、氧化钙和二氧化钛基本不会和氢氧化钠反应，形成了固体沉淀，留在反应釜底部，它们会被过滤掉，形成的滤渣呈红色，被称作赤泥，而铝土矿中含有的二氧化硅杂质则会和氢氧化钠反应，生成同样溶于水的硅酸钠。

为了除去硅酸钠，拜耳法是通过缓慢加热溶液，促使二氧化硅、氧化铝和氢氧化钠生成方钠石结构的水合铝硅酸钠，沉淀下来，然后过滤除掉，这样一来，就只有铝酸钠留在上清液中。

将热的溶液进入冷却装置中，加水或者加入过量二氧化碳帮助生成氢氧化铝。已经生产出的氢氧化铝经过煅烧后，可以分解出氧化铝。将氢氧化铝或工业氧化铝经1200~1700℃煅烧后得到煅烧氧化铝。

一般情况下，工业氧化铝根据成分的差距分为5个等级：

工业生产要求氧化铝的总回收率必须在80%以上，处理过程中氧化铝的机械损失按3%～5%计，则氧化铝的理论溶出率应大于83%～85%。因此，拜耳法适用于处理铝硅比大于6～7的一水软铝石型铝土矿或一水硬铝石型铝土矿。对三水铝石型铝土矿只需考虑其可反应的氧化硅量。对中等品位的铝土矿则以采用拜耳——烧结联合法较为经济。

氧化铝可以分为锻烧氧化铝和普通工业氧化铝两种，锻烧氧化铝通常作为生产瓷砖所需的釉面材料。

而工业氧化铝能提高化学稳定性、硬度和弹性，并降低膨胀系数，可用于生产微晶石瓷砖。

在传统瓷釉中，氧化铝通常作为增白釉面材料。由于釉面砖和微晶石瓷砖深受市场青睐，因此氧化铝的使用也逐渐增多。

参考资料：

《拜耳法》——百度百科

《工业氧化铝粉及其品质调查》——朱军浦雪琴 江苏省陶瓷研究所

《氧化铝粉末的工业制备及国内发展现状》——郑仕远 陈健 潘伟 清华大学材料系

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