RU1776197C - Способ получени окиси алюмини - Google Patents

Способ получени окиси алюмини

Info

Publication number
RU1776197C
RU1776197C SU874202926A SU4202926A RU1776197C RU 1776197 C RU1776197 C RU 1776197C SU 874202926 A SU874202926 A SU 874202926A SU 4202926 A SU4202926 A SU 4202926A RU 1776197 C RU1776197 C RU 1776197C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
metal
alumina
oxidizing agent
oxidation reaction
Prior art date
Application number
SU874202926A
Other languages
English (en)
Inventor
С. Ньюкирк Марк
Original Assignee
Ланксид Текнолоджи Компани Л.П.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ланксид Текнолоджи Компани Л.П. filed Critical Ланксид Текнолоджи Компани Л.П.
Application granted granted Critical
Publication of RU1776197C publication Critical patent/RU1776197C/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/38Preparation of aluminium oxide by thermal reduction of aluminous minerals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/46Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/42Preparation of aluminium oxide or hydroxide from metallic aluminium, e.g. by oxidation
    • C01F7/422Preparation of aluminium oxide or hydroxide from metallic aluminium, e.g. by oxidation by oxidation with a gaseous oxidator at a high temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64Burning or sintering processes
    • C04B35/65Reaction sintering of free metal- or free silicon-containing compositions
    • C04B35/652Directional oxidation or solidification, e.g. Lanxide process

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Использование: получение чистой окиси алюмини  из алюмини . Сущность: металлический алюминий подвергают окислению кислородсодержащим окислителем п0и температуре, превышающей температуру плавлени  алюмини , но не ниже температуры плавлени  получаемого продукта. При этом алюминий поддерживают в контакте по крайней мере с частью продукта окислени  с перемещением расплавленного металлического алюмини  через продукт реакции окислени  к кислородсодержащему окислителю дл  получени  материала, содержащего окись алюмини  и металлические составл ющие. Полученный материал размельчают, выщелачивают кислотой или основанием или последовательно кислотой, а затем основанием, а затем отдел ют окись алюмини  от раствора. 4 з.п. ф-лы. ч w Н

Description

Данное изобретение может быть использовано при получении чистой окиси алюмини .
Цель изобретени  - улучшение чистоты продукта.
Согласно данному изобретению исходный металлический алюминий нагревают в присутствии кислородсодержащего окислител  в паровой фазе дл  образовани  массы расплавленного металлического алюмини . Когда расплавленный металлический алюминий контактирует с окислителем, то в виде продукта реакции окислени  образуетс  окись алюмини . Услови  процесса поддерживаютс  таким образом, чтобы последовательно перемещать расплавленный металл через окись алюмини ,  вл ющуюс  продуктом реакции окислени , к окислителю
дл  того, чтобы непрерывно образовывать продукт реакции окислени  в виде окиси алюмини  на границе раздела между кислородсодержащим окислителем в паровой фазе и ранее образовавшимс  продуктом реакции окислени  в виде окиси алюмини . Стадию нагрева провод т при температурах выше точки плавлени  исходного металлического алюмини , но ниже температуры плавлени  продукта реакции окислени  в виде окиси алюмини . Нагрев осуществл ют в течение такого времени, которое необходимо дл  образовани  керамического тела из поликристаллической окиси алюмини . Тело может включать один или более из неалюминиевых металлических материалов , таких как моноокись исходного металла , легирующие добавки или то и другое.
-4 ч1
О
ЧЭ х|
00
Данное изобретение основано на том, что в основном весь материал, не  вл ющийс  окисью алюмини , полученный в поликристалл ич ее ком керамическом продукте, затем экстрагируетс , раствори- етс  или диспергируетс  из керамического тела с помощью одного или более выщелачивающих веществ, которые могут быть или газообразными, или жидкими, далее в тексте они обозначаютс  как ывщелачиваю- щие вещества и выщелачивание. Может быть необходимым проведение нескольких стадий выщелачивани , причем обычно между каждой стадией проводитс  промывка водой.
Полученный таким образом поликристаллический материал измельчают, пульверизируют или подвергают какой-либо иной операции до образовани  нужного размера частиц или нужного диапазона раз- мера частиц. Полученный в результате материал затем концентрируют с одним или более из выщелачивающих веществ или серией выщелачивающих веществ, таких как кислоты, основани  или другие пригодные растворители в зависимости от присутствующих примесей, в то врем  как материалы, не содерхощие окиси алюмини , такие как неокисленный металлический алюминий, легирующие составл ющие исходного ме- талла, металлы, восстановленные из легирующих веществ, или смеси их, удал ют из окиси алюмини . Такой процесс выщелачивани  продолжаетс  в течение времени, до- статочного дл  удалени  всех вышеназванных материалов, не  вл ющихс  окисью алюмини , из размельченного поликристаллического продукта, так что образуетс  материал окиси алюмини , имеющий чистоту не меньшую, чем 99,9% по весу, а более преимущественно 99,99% или чище.
Особенность, касающа с  окисей алюмини , получаемых по способу насто щего изобретени , состоит в том, что данные оки- си алюмини  имеют исключительно чистые границы зерен, где не присутствует никака  друга  фаза. Это приводит в результате к устранению межзернистого разрушени  материалов, т.е. к такому свойству, которое зачастую отсутствует во многих обычно получаемых окис х алюмини . Такое свойство окиси алюмини  обеспечивает повышенную работоспособность материалов в опре- деленнных применени х, таких как в образинах и полировальных .пастах,
Образовани  окиси алюмини  высокой чистоты происходит за счет того, что металлический алюминий располагают или ориентируют относительно проницаемой
массы наполн ющего материала на основе окиси алюмини  в присутствии окисл ющего вещества (обычно воздуха), так, что образование продукта реакции окислени  протекает в направлении к и в массу наполнител . Рост продукта реакции окислени  происходит в направлении к и в массу наполнител . Рост продукта реакции окислени  приводит к захвату и внедрению массы наполнител , благодар  чему создаетс  композиционна  керамическа  структура из окиси алюмини  и металла. Наполнитель на основе окиси алюмини  может быть неплотным или св занным, отличающимс  присутствием щелей, отверстий или выступов, а слой или масса его проницаемы дл  окислител  в паровой фазе и дл  роста продукта реакции окислени . Рост продукта реакции окислени  в наполнитель происходит без разделени  или смещени  компонентов наполнител  с образованием металло-окисьалюминиевого композита, Окисные примеси в наполнителе на основе окиси алюмини  восстанавливаютс  за счет алюмотермического восстановлени , привод  к образованию более чистой окиси алюмини  и металлических составл ющих. Полученный в результате металло-окисьалюминиевый композит затем размалываетс  или другим образом размельчаетс , а наход щиес  в нем металлические примеси удал ютс  с помощью процесса выщелачивани  выщелачивающими веществами, привод  к образованию частиц продукта из окиси алюмини  высокой чистоты.
В данном изобретении нижеследующие термины имеют следующее значение:
Керамика не должна неправмпьно пониматьс  как термин, относ щийс  только к керамическому телу в классическом смысле, т.е. в том смысле, что такое вещество содержит полностью неметаллический и неорганический материал, но вместо этого относитс  к телу, которое преимущественно  вл етс  керамическим относительно любого состава или свойства легирующих веществ , хот  тело может содержать небольшие или существенные количества одного или более из металлических составл ющих , полученных из исходного металлического алюмини , или восстановленных из легирующего вещества или наполнител , обычно в сумме наход щихс  в диапазоне примерно 1-40% по объему, но могут включать м еще большее количество металла.
Продукт реакции окислени  подразу- мевает один или более металлов в окисленном состо нии, где металл(ы) отдает или отдел ет электроны другому элементу, соединению или их комбинации. Следовательно , продукт реакции окислени  в данном определении включает продукт реакции исходного металлического алюмини  с кислородом .
Окислитель, окислитель в паровой фазе или другие подобные термины, которые определ ют окислитель как содержащий или включающий определенный газ или пар, подразумевают окислитель, в котором названный газ или пар имеетс  в един- ственном числе, или  вл етс  доминирующим, или по крайней мере значительным окислителем исходного металла в услови х, соответствующих данной окислительной атмосфере. Следовательно, воздух попадает в определение кислородсодержащий газообразный окислитель.
Исходный металл относитс  к такому металлу, например, алюминию, который  вл етс  основой дл  образовани  поликристаллического продукта реакции окислени , и включает такой металл в качестве относительно чистого металла, промышленно доступного металла с примес ми и/или легирующими составл ющими, или сплава, в котором данный металл  вл етс  основной составл ющей: и когда металлический алюминий упоминаетс  в качестве основного металла; то надо понимать металл именно в этом определении, если это специально не оговорено в тексте.
В соответствии с одним из аспектор насто щего изобретени  исходный металлический алюминий (который обычно легируетс , что будет объ снено детально ниже), в качестве источника продукта реакции окислени  - окиси алюмини , формуетс  в слиток, дробь, стержень, пластину или другие формы, и размещаетс  в инертный слой, тигель или другой огнеупорный контейнер . Этот контейнер вместе с содержимым размещаетс  в печь, в которую подаетс  кислородсодержащий окислитель в паровой фазе. Загрузка нагреваетс  до температур ниже температуры плавлени  продукта реакции окислени  окиси алюмини , но выше температуры плавлени  исходного металлического алюмини , причем эти температуры обычно наход тс  в диапазоне между 850 и 1450°С, а более преимущественно в диапазоне 900-1350°С. Внутри этого рабочего интервала температур создаетс  масса или ванна расплавленного металла и при контакте с кислородсодержащим окислителем в паровой фазе расплавленный металлический алюминий реагирует с образованием сло  продукта реакции окислени  в виде окиси алюмни . В определенных случа х, когда используетс  легирующий материал, такой как магний вместе с исходным металлическим алюминием, образование продукта реакции окислени  - 5 окиси алюмини  может предвар тьс  образованием тонкого сло  шпинели, такого как шпинель алюмината магни . По мере последовательного воздействи  окисл ющей окружающей среды расплавленный металл
0 последовательно проходит сквозь предварительно образованный продукт реакции окислени  в направлении к окислителю в паровой фазе. При контакте с окислителем расплавленный металлический алюминий
5 реагируете образованием дополнительного продукта реакции окислени  в виде окиси алюмини  и, таким образом, образуетс  последовательно все более толстый слой продукта реакции окислени  в виде окиси
0 алюмини , в то врем  как металлические содержимые остаютс  диспегировзнными в поликристаллической окиси алюмини . Реакци  расплавленного металлического алюмини  с кислородсодержащим окислителе м
5 в паровой фазе продолжаетс  до тех пор, пока продукт реакции окислени  в виде окиси алюмини  не вырастет до требуемого предела или границы, и предпочтительно продолжаетс  в течение такого времени, ко0 торого достаточно дл  того, чтобы весь или практически весь исходный металлический алюминий прореагировал с кислородсодержащим окислителем в паровой фазе. Полученное в результате керамическое тело из
5 окиси алюмини  размельчаетс  до требуемого размера частиц с помощью обычных приемов, таких как шарова  мельница, ударное размельчение, вращающее размельчение или подобное.
О Как разъ сн лось выше, образованный керамический продукт может содержать металлические компоненты, такие как неокисленный исходный металлический алюминий, составл ющие сплавл емых эле5 ментов с исходным металлом или материалы добавок. Количество металла может измен тьс  в широком диапазоне от 1 до 40% по объему, а иногда и выше, что в основном зависит от степени преобразовани 
0 исходного металлического алюмини , использованного в процессе, и/или от типа и количества использованной добавки или добавок . Обычно желательно, чтобы прореагировал весь исходный металлический
5 алюминий с кислородсодержащим окислителем в паровой фазе, дл  того, чтобы уменьшить количество исходного металлического алюмини , которое впоследствии . должно быть удалено на стадии экстракции растворителем. Кроме того, продукт реакцим окислени  обычно более легко раздел етс , чем металлические включени , которые , следовательно, могут оставатьс  в виде более крупных частиц. Таким образом, ограничение количества металла, включаемого в керамическое тело, уменьшает или облегчает работу, требуемую дл  размельчени  керамического тела, а также протекание операции экстракции растворителем. В некоторых случа х может быть желательным, во-первых, физически отделить большие по размеру частицы металла от продукта реакции окислени , как например, посредством просеивани  перед стадией экстракции, дл  того, чтобы облегчить проведение процесса на этой стадии.
Размельченный продукт реакции окислени  затем контактирует с одним или более из соответствующих выщелачивающих веществ или с серией выщелачивающих веществ дл  удалени , растворени , диспергировани  или другого отведени  материалов , не содержащих окиси алюмини , образовавшихс  при образовании керамического тела, от окиси алюмини . Выщелачивающее вещество может включать кислоты, смесь кислот, основание или щелочь , смесь оснований или другой растворитель , который пригоден дл  растворени  или удалени  в основном материала, не содержащего окись алюмини , такого как металлический алюминий или металл добавки без существенного ухудшени  окиси алюмини . Выщелачивающее вещество может содержать жидкость, такую как кислотный раствор, газ или пар, такой как газообразный хлор, или другую жидкую среду, такую как систему растворителей. Вдобавок к этому , может быть использовано более чем одно выщелачивающее вещество в серии дл  того, чтобы удалеть различные материалы, не содержащие окись алюмини , каждый из которых может быть более легко и/или более аффективно удален каким-нибудь определенным выщелачивающим веществом, которое непригодно дли удалени  других присутствующих материалов, не содержащих окись алюмини . Например, размельченный поликристаллический керамический продукт, содержащий непрореагировавшие алюминий и кремний, содержащийс  в качестве добавки, в процессе окислени , во- первых, может контактировать с кислотным выщелачивающим веществом дл  удалени  определенных металлов (например, алюмини ), затем промыватьс  содой, затем контактироватьскаустическим выщелачивающим веществом дл  удалени  других металлов (например, крамни ), снова промыватьс  водой, м в результате извлекаетс  относительно чиста  окись алюмини . Вдобавок к этому, а соответствии с насто щим изобретением последовательность размельчени  или выщелачивани  может
быть повторена один или более раз с одним и тем же поликристаллическим продуктом дл  получени  материала - окиси алюмини , имеющей более высокую чистоту. Выщелачивающее вещество или сери 
0 выщелачивающих веществ, выбираютс , во- первых, исход  из их способности раствор ть или удал ть одно или несколько из определенных материалов, не содержащих окиси алюмини  и присутствующих в раз5 мельченном поликристаллическом керамическом продукте. Наиболее часто такие материалы, не содержащие окиси алюмини , включают металлы, полученные в результате неокислени  исходного
0 металлического алюмини , примеси элементов сплава их исходною металла, металл или металлы добавок, полученные в результате восстановлени  материалов добавок (например, кремний из двуокиси
5 кремни ). Следовательно, выщелачивающее вещество или сери  выщелачивающих веществ могут быть выбраны, име  в виду какой-то определенный из материалов, не содержащих окиси алюмини . Например,
0 непрореагировавший металлический алюминий , присутствующий в продукте реакции окислени , может быть эффективно удален с помощью кислоты, такой как сол на  кислота . Дл  убыстрени  процесса или улучше5 ни  его эффективности обрабатываемый выщелачивающим веществом материал, содержащийс  в измельченном поликристаллическом керамическом продукте и контактирующий с определенным выщела0 чивающим веществом, может быть перемешан и/ ил и нагрет. Вдобавок к неокисленному алюминию размельченный продукт реакции окислени  обычно содержит один или более из металлов, получен5 иых из материалов добавок. В некоторых случа х, например, когда используетс  кремний или кремнийсодержаща  добавка, кислотна  среда может удовлетворительно м не удал ть металл, не  вл ющийс  окисью
0 алюмини  (например, кремний). Следовательно , необходимо примен ть второе выщелачивающее вещество, такое как щелочь (например, раствор каустической соды) дл  удалени  таких материалов. Однако необхо5 дкмо обратить внимание, что при использовании серии отдельных выщелачивающих веществ требуетс  избегать смешени  или совмещени  выщелачивающих веществ, чт о может быть вредным или может уменьшать ожидаемую эффективность очистки,
этого можно избежать, например, с помощью соответственной очистки, такой как промывка растворителем (например, деио- низованной воды). Поликристаллический керамический продукт контактирует с выщелачивающим веществом или серией выщелачивающих веществ в течение такого времени, которого достаточно дл  выведени  или удалени  в основном всех материалов , не  вл ющихс  окисью алюмини . Таким образом, извлекаетс  окись алюмини  с чистотой, обычно не меньшей, чем 99,9% по массе, а преимущественно 99,99%.
Добавление материалов добавок вместе с исходным металлическим алюминием благопри тно вли ет на процесс реакции окислени . Функци  или функци  материала добавки определ ютс  р дом факторов помимо природы самого материала добавки . Эти факторы включают, например, требуемый конечный продукт, определенную комбинацию добавл емых веществ, когда два или больше из добавл емых веществ используютс , использование внешне вводимого вещества вместе с легирующей добавкой , концентрацию добавки, окислительную атмосферу и услови  процесса .
Добавка или добавки, используемые вместе с исходным металлическим алюминием могут использоватьс  в качестве сплавл емых элементов к исходному металлическому алюминию или могут наноситьс  на по крайней мере часть поверхности исходного металлического алюмини , или может использоватьс  совмещение процессов. Например, добавка в виде элемента сплава может использоватьс  вместе с внешне вводимой добавкой. Источник добавки может быть создан посредством раз- мэщени  твердого тела добавки в контакт с по крайней мере частью поверхности исходного металлического алюмини . Например, тонкий лист кремнийсодержащего стекла может размещатьс  на поверхности исходного металлического алюмини . Когда исходный металлический алюминий (который может быть внутренне легирован магнием), сверху которого находитс  кремнийсодер- жащий материал, будет расплавлен к окислительной атмосфере (например, в случае алюмини  на воздухе при температурах между примерно 850 и примерно 1450°С, а преимущественно между примерно 900 и примерно 1350°С, происходит рост поликристаллического керамического материала . В тех случа х, когда добавка вводитс  извне на по крайней мере часть поверхности исходного металлического алюмини ,
поликристаллическа  структура окиси алюмини  обычно растет в основном за слоем добавки (например, за глубиной приложенного сло  добавки). В любом случае одна или 5 более из добавок могут быть внешне приведены к поверхности исходного металла. Вдобавок к этому любой недостаток концентрации добавок, сплавл емых с исходным металлом, может быть увеличен за счет до0 полнительной концентрации соответствующих добавок, вносимых извне к исходному металлическому алюминию.
Пригодными добавками дл  исходного металлического алюмини , в особенности
5 при использовании воздуха в качестве окислител ,  вл етс , например, металлический магний и металлический цинк вместе друг с другом или вместе с другими добавками, описанными ниже. Эти металлы или соот0 ветствующий источник этих металлов может быть вплавлен в исходный металл на основе алюмини  при концентраци х каждого из веществ в диапазоне примерно 0.1-10% по весу по отношению к общему весу получен5 кого в результате металла с добавками. Видимо , концентрации в этом диапазоне инициируют рост керамики, способствуют транспорту металла и обеспечивают благопри тное вли ние на морфологию растуще0 го продукта реакции окислени . Концентрированный диапазон любого добавл емого вещества определ етс  такими факторами, как комбинаци  добавл емых веществ и температура процесса.
5 Другими добавками, которые эффективны в увеличении роста полукристаллического продукта реакции окислени  - окиси алюмини , из исходного металлического алюмини   вл ютс , например, кремний,
0 германий, олово и свинец, особенно когда они используютс  вместе с магнием. Одна или более из этих других добавок или соответствующие источники их сплавл ютс  с исходным металлическим алюминием в кои5 центраци х дл  каждой от примерно 0,5 до примерно 15% по весу от общего веса сплава; однако более благопри тна  кинетика роста и морфологи  роста достигаютс  при концентраци х добавок в диапазоне при0 мерно 1-10% по весу от общего веса сплава исходного металла. Свинец в качестве добавки обычно сплавл етс  с исходным металлом на основе алюмини  при температуре по крайней мере 1000°С, по5 скольку така  температура необходима из- за его низкой растворимости в алюминии; однако добавление других легирующих компонентов , таких как олово, обычно увеличивает растворимость свинца и делает
возможным добавл ть легирующие материалы при более низких температурах.
Вместе с исходным металлом могут использоватьс  одна или более добавок. Например , в случае алюмини  в качестве исходного металла и воздуха в качестве окислител  в особенности пригодна  комбинаци  добавок включает: (а) магний и кремний или (в) магний, цинк и кремний. В таких примерах предпочтительна  концент- раци  магни  находитс  в диапазоне от примерно 0.1 до примерно 3% по весу, цинка - диапазоне от примерно 1 до примерно 10% по весу.
Дополнительные примеры материалов добавок, пригодных дл  исходного металлического алюмини , включает натрий и литий , которые могут использоватьс  по отдельности или совместно с одной или более из других добавок в зависимости от ус- ловий процесса. Натрий и литий могут использоватьс  в очень небольших количествах , счита  в част х на миллион, обычно примерно 100-200 частей на миллион, причем кажда  добавка может использоватьс  по отдельности или вместе или в комбинации с другими добавками. Кроме того, пригодными добавками  вл ютс  кальций, бор, фосфор, иттрий и редкоземельные элементы , такие как церий, лантан, прозеодим, ни- одим и самарий, и они особенно применимы, если их использовать совместно с другими добавками.
Материалы добавок, которые ввод тс  извне, обычно ввод тс  к части поверхности исходного металла в виде однородного покрыти  на нее, количество добавки может быть эффективно в очень широком диапазоне относительно количества исходного металла , в который эта добавка вводитс , в случае алюмини  были проведены эксперименты дл  определени  верхнего и нижнего пределов. Например, если используетс  кремний о форме двуокиси кремни  при внешнем введении его в виде добавки дл  исходного металла на основе алюмини  и при использовании воздуха или кислорода в качестве окислител , то дл  обеспечени  роста поликристаллической керамики необходимо использовать как минимум 0,00003 г кремни  на 1 г исходного металла или примерно 0,0001 г кремни  на 1 см2 поверхности исходного металла вместе со второй добавкой,  вл ющейс  источником магни  и/или кремни . Также было обнаружено, что керамическа  структура может образовыватьс  из исходного металла на основе алюмини  при использовании воздуха или кислорода в качестве окислител  посредством применени  окиси магни  в качестве
добавки в количестве большем, чем примерно 0,0008 г магни  на 1 г исходного окисл емого металла или большем, чем 0,003 г магни  на квадратный сантиметр поверхности исходного металла, на которую накладываетс  окись магни . Представл етс , что в некоторой степени увеличение количества материалов добавок уменьшает врем  реакции , требующеес  дл  получени  керамического композита, но это зависит от таких факторов, как тип добавки, исходный металл и услови  реакции. Однако увеличение количества используемого материала добавки , обычно приводит к увеличению времени процесса на стадии выщелачивани  дл  удалени  введенного материала добавки .
Когда исходным металлом  вл етс  алюминий с уже введенным магнием, а окисл ющей средой,  вл етс  воздух или кислород, было обнаружено, что магний по крайней мере частично окисл етс  в сплаве при температурах от примерно 820 до 950°С. В таких примерах систем, легированных магнием, магний образует окись магни  и/или фазу шпинели из алюмината магни  на поверхности расплавленного алюминиевого сплава, и во врем  процесса роста такие соединени  магни  остаютс  в основном на окисленой поверхности исходного металлического сплава (т.е. на поверхности инициировани ) в растущей керамической структуре. Таким образом, в таких системах, легированных магнием, структура на основе окиси алюмини  образуетс  отдельно относительно тонкого сло  шпиндели из алюмината магни  на поверхности инициировани . Когда это необходимо , така  поверхность инициировани  может быть реально удалена с помощью шлифовки , машинной обработки, полировани  или пескоструйной обработкой перед размельчением пол и кристаллического керамического продукта.
Полученное керамическое тело при использовании 11% кремни , 3% магни  в алюминиевом сплаве, и нагреве в воздухе при 1200°С размельчают до преимущественного размера частиц минус 500 меш. Размельченный продукт реакции окислени  контактирует с раствором сол ной кисло- той/дионизированной водой в течение 24 ч при перемешивании. Материал промывают деионизованной водой и отдел ют. В пр- следствии контактируют с раствором 50% гидроокиси натри /деионизированна  вода в течение 24 ч. Материал затем промывают деионизованной водой и отдел ют несколько раз в течение 24 ч, а затем извлекают полученный в результате материал окиси алюмини  высокой чистоты.
Согласно насто щему изобретению тело или масса наполн ющего материала на основе окиси алюмини  размещают в кислородсодержащем пространстве вблизи к любому источнику исходного металлического алюмини  с соответствующими добавками, так, чтобы создавалс  путь дл  последующего роста продукта реакции окислени . Примен ема  комбинаци  может содержать, например, брусок алюминиевого сплава 5052, погруженного к огнеупорную лодочку, содержащую порошки или частицы, такие как смесь муллита окиси алюмини . Эту комбинацию нагревают до 1150°С, в результате чего создаетс  композит, содержащий окись алюмини  высокой чистоты, алюминий , кремний и следы других металлов. Пол- ученный в результате композит размельчают, выщелачивают кислотой, декан гируют с промывкой водой, а затем выщелачивают щелочью и снова промывают водой дл  получени  зерен или порошка окиси алюмини  высокой чистоты.
В нижеследующем примере пр моугольный слиток алюминиевого сплава 5052 (имеющий номинальный состав по весу 2,4% магни  и не более чем 0,5% кремнил и железа), имеющий 9 х4 х1,5 дюйма, размещалс  в огнеупорный сосуд, содержащий слой из частиц огнеупорной окиси алюмини , так что одна из граней размером дюйма подвергалась воздействию атмосферы . Добавка в виде тонкого сло  частиц двуокиси кремни  (-140 меш) распредел лась по экспонируемой поверхности слитка, Вс  эта загрузка помещглась а печь, имеющую отверстие, через которое непрерывно подают воздух, и нагревают до темперагуры 1125°С в течение 10 ч. Печь выдерживают при температуре 1250°С в течение 165 ч, а затем охлаждают в течение 10ч. Полученное в результате керамическое тело извлекают и размельчают посредством лереколз между стальными плитами до преимущественного размера частиц в диапазоне-200 меш. Таким образом, приблизительно 250 г размельченного материала помещают в однолитровый химический стакан, содержащий 500 мл 50%-ного раствора сол ной кислоты, котора   вл етс  пригодным выщелачивающим веществом дл  неокисленного алюмини  и металлов группы железа. Этот раствор нагревают до приблизительно 85°С и перемешивают с помощью мешалки в течение 48 ч. Кислотный раствор декантируют, а материал промывают деионизирозанной водой.
В последствии процедура экстракции, описанна  выше, повтор лась, но при использовании 500 мл 50%-ного раствора NaOH, который  вл етс  пригодным выщелачива- 5 ющим веществом дл  кремни . Материал тщательно промывалс  деионизированной водой, и извлекают окись алюмини .
Полученный продукт в виде окиси алюмини  в соответствии с насто щим изобре- 0 тением может быть пригодным в производстве спеченных керамических изделий или в качестве полирующих средств. Дл  таких изделий окись алюмини  преимущественно должна иметь размер примерно 5 500 меш или более тонкий, а наиболее преимущественно примерно 1 мкм или меньше.

Claims (5)

1.Способ получени  окиси алюмини , включающий окисление металлического
0 алюмини  кислородсодержащим окислителем в паровой фазе, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  чистоты продукта , окисление алюмини  провод т при температуре , превышающей температуру
5 плавлени  алюмини , но ниже температуры плавлени  получаемого продукта, при этом алюминий поддерживают в контакте по крайней мере с частью продукта окислени  с перемещением расплавленного металли0 ческого алюмини  через продукт реакции окислени  к кислородсодержащему окислителю дл  получени  материала, содержащего окись, алюмини  и металлические составл ющие, полученный материал раз5 мельчают, выщелачивают кислотой или основанием или последовательно кислотой, а затем основанием, и окись алюмини  отдел ют от раствора.
2.Способ по п. 1,отличающийс  О тем, что после обработки окиси алюмини 
кислотой и основанием ее дополнительно размельчают и затем обрабатывают кислотой и основанием. ,
3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с  5 тем, что з качестве кислоты используют сол ную , а в качестве основани  - гидроокись натри .
4.Способ поп. 1,отличающийс  тем, что на поверхности материала, содер0 жащего окись алюмини  и металлические составл ющие, создают слой алюмомагние- вой шпинели и его удал ют перед стадией размельчени  путем шлифовки, или машинной обработки, или полированием или пес5 коструйной обработкой.
5.Способ поп. 1.отличающийс  тем, что в качестве кислородсодержащего окислител  используют воздух.
SU874202926A 1986-09-16 1987-07-20 Способ получени окиси алюмини RU1776197C (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/907,934 US4820498A (en) 1986-09-16 1986-09-16 Method for producing substantially pure alumina material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1776197C true RU1776197C (ru) 1992-11-15

Family

ID=25424881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874202926A RU1776197C (ru) 1986-09-16 1987-07-20 Способ получени окиси алюмини

Country Status (28)

Country Link
US (1) US4820498A (ru)
EP (1) EP0261061B1 (ru)
JP (1) JP2708425B2 (ru)
KR (1) KR950010804B1 (ru)
CN (1) CN1014509B (ru)
AT (1) ATE80362T1 (ru)
AU (1) AU598586B2 (ru)
BG (1) BG60244B2 (ru)
BR (1) BR8704676A (ru)
CA (1) CA1329465C (ru)
CZ (1) CZ279044B6 (ru)
DD (1) DD279462A5 (ru)
DE (1) DE3781630D1 (ru)
DK (1) DK480487A (ru)
FI (1) FI86839C (ru)
HU (1) HU203854B (ru)
IE (1) IE61527B1 (ru)
IL (1) IL83809A (ru)
IN (1) IN168227B (ru)
MX (1) MX165270B (ru)
NZ (1) NZ221740A (ru)
PH (1) PH24798A (ru)
PL (1) PL154684B1 (ru)
PT (1) PT85707B (ru)
RU (1) RU1776197C (ru)
TR (1) TR26303A (ru)
YU (1) YU45448B (ru)
ZA (1) ZA876910B (ru)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4996176A (en) * 1986-09-16 1991-02-26 Lanxide Technology Company, Lp Reservoir feed method of making ceramic composite structures and structures made thereby
US5007476A (en) * 1988-11-10 1991-04-16 Lanxide Technology Company, Lp Method of forming metal matrix composite bodies by utilizing a crushed polycrystalline oxidation reaction product as a filler, and products produced thereby
US5329984A (en) * 1990-05-09 1994-07-19 Lanxide Technology Company, Lp Method of forming a filler material for use in various metal matrix composite body formation processes
US5232040A (en) * 1990-07-12 1993-08-03 Lanxide Technology Company, Lp Method for reducing metal content of self-supporting composite bodies and articles formed thereby
US5435966A (en) * 1991-07-12 1995-07-25 Lanxide Technology Company, Lp Reduced metal content ceramic composite bodies
CA2099734A1 (en) * 1992-07-01 1994-01-02 Akihiko Takahashi Process for preparing polyhedral alpha-alumina particles
US5277702A (en) * 1993-03-08 1994-01-11 St. Gobain/Norton Industrial Ceramics Corp. Plately alumina
US5350003A (en) * 1993-07-09 1994-09-27 Lanxide Technology Company, Lp Removing metal from composite bodies and resulting products
AU2008253545B2 (en) 2007-05-21 2012-04-12 Orbite Aluminae Inc. Processes for extracting aluminum and iron from aluminous ores
CN101941727A (zh) * 2010-09-14 2011-01-12 李振亚 作为焰熔法生产蓝宝石晶体之原料的氧化铝粉末生产方法
US9260767B2 (en) 2011-03-18 2016-02-16 Orbite Technologies Inc. Processes for recovering rare earth elements from aluminum-bearing materials
RU2013153535A (ru) 2011-05-04 2015-06-10 Орбит Элюминэ Инк. Способы извлечения редкоземельных элементов из различных руд
JP2014519468A (ja) 2011-06-03 2014-08-14 オーバイト アルミナ インコーポレイテッド ヘマタイトの調製方法
EP2755918A4 (en) 2011-09-16 2015-07-01 Orbite Aluminae Inc PROCESS FOR PRODUCING TONERDE AND VARIOUS OTHER PRODUCTS
CN102674419B (zh) * 2011-11-22 2014-02-05 昆明马克西姆科技有限公司 一种高纯度超细Al2O3粉末的制备方法
CN104302791B (zh) 2012-01-10 2017-03-15 奥佰特氧化铝有限公司 用于处理赤泥的方法
JP2015518414A (ja) 2012-03-29 2015-07-02 オーバイト アルミナ インコーポレイテッドOrbite Aluminae Inc. フライアッシュ処理プロセス
MY175471A (en) 2012-07-12 2020-06-29 Orbite Tech Inc Processes for preparing titanium oxide and various other products
JP2015535886A (ja) 2012-09-26 2015-12-17 オーバイト アルミナ インコーポレイテッドOrbite Aluminae Inc. 種々の材料のHCl浸出によるアルミナおよび塩化マグネシウムを調製するためのプロセス
AU2013344721A1 (en) 2012-11-14 2015-07-02 Orbite Aluminae Inc. Methods for purifying aluminium ions
US9651652B2 (en) * 2013-02-07 2017-05-16 L3 Technologies, Inc. Interference cancellation system for location and direction finding
JP2014197649A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 株式会社アドマテックス 3次元実装型半導体装置、樹脂組成物及びその製造方法
CN103803619A (zh) * 2014-03-07 2014-05-21 袁志刚 用微细金属铝粉生产高纯氧化铝粉的方法
EP3328812A4 (en) * 2015-07-29 2018-12-26 The Government of the United States of America, as represented by the Secretary of the Navy Low absorption spinel formed by acidic and basic treatments
CN110817917B (zh) * 2019-10-17 2021-06-01 东北大学 一种高纯氧化铝的制备方法
CN112979286B (zh) * 2021-01-18 2022-08-12 成都宏科电子科技有限公司 用于高密度封装外壳的氧化铝陶瓷、其制备方法及生瓷带

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US228867A (en) * 1880-06-15 William chadwick
US725683A (en) * 1901-03-22 1903-04-21 Charles A Doremus Process of obtaining alumina.
US1036453A (en) * 1912-06-04 1912-08-20 David H Childs Process of producing aluminum fluorid.
US1079899A (en) * 1913-04-22 1913-11-25 Howard F Chappell Purifying alumina.
US1262063A (en) * 1914-08-01 1918-04-09 William F Jobbins Inc Process of treating aluminum skimmings, screenings, &c.
US1798261A (en) * 1925-12-04 1931-03-31 Aluminum Co Of America Purifying alumina
US1777570A (en) * 1925-06-01 1930-10-07 Swann Res Inc Process for the purification of aluminous oxide
GB339028A (en) * 1928-10-22 1930-12-04 Felix Jourdan Process for eliminating the silica in the treatment of natural silicates with acids for the purpose of rendering soluble some of their constituents
US2249761A (en) * 1938-08-05 1941-07-22 Chemical Foundation Inc Acid process for the extraction of alumina
US2741822A (en) * 1951-01-29 1956-04-17 Carborundum Co Preparation of refractory products
US3255027A (en) * 1962-09-07 1966-06-07 Du Pont Refractory product and process
US3298842A (en) * 1963-03-22 1967-01-17 Du Pont Process for preparing hollow refractory particles
US3296002A (en) * 1963-07-11 1967-01-03 Du Pont Refractory shapes
US3419404A (en) * 1964-06-26 1968-12-31 Minnesota Mining & Mfg Partially nitrided aluminum refractory material
US3473987A (en) * 1965-07-13 1969-10-21 Du Pont Method of making thin-walled refractory structures
US3421863A (en) * 1966-03-04 1969-01-14 Texas Instruments Inc Cermet material and method of making same
US3437468A (en) * 1966-05-06 1969-04-08 Du Pont Alumina-spinel composite material
US3789096A (en) * 1967-06-01 1974-01-29 Kaman Sciences Corp Method of impregnating porous refractory bodies with inorganic chromium compound
US3473938A (en) * 1968-04-05 1969-10-21 Du Pont Process for making high strength refractory structures
US3864154A (en) * 1972-11-09 1975-02-04 Us Army Ceramic-metal systems by infiltration
US3973977A (en) * 1973-11-01 1976-08-10 Corning Glass Works Making spinel and aluminum-base metal cermet
JPS51135899A (en) * 1975-05-12 1976-11-25 Toshiba Corp Method for production of alumina holding membrane
DE3333406A1 (de) * 1982-09-17 1984-03-22 Tokuyama Soda K.K., Tokuyama, Yamaguchi Feines aluminiumnitridpulver, verfahren zu seiner herstellung und es enthaltendes mittel
EP0116809B1 (en) * 1983-02-16 1990-05-02 MOLTECH Invent S.A. Cermets and their manufacture
NZ211405A (en) * 1984-03-16 1988-03-30 Lanxide Corp Producing ceramic structures by oxidising liquid phase parent metal with vapour phase oxidising environment; certain structures
ZA851813B (en) * 1984-03-16 1986-10-29 Lanxide Corp Novel ceramic materials and methods of making same
NZ212704A (en) * 1984-07-20 1989-01-06 Lanxide Corp Producing self-supporting ceramic structure
US4567026A (en) * 1984-10-24 1986-01-28 Internorth, Inc. Method for extraction of iron aluminum and titanium from coal ash
US4851375A (en) * 1985-02-04 1989-07-25 Lanxide Technology Company, Lp Methods of making composite ceramic articles having embedded filler

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент US N 4853352, кл. С 04 В 35/10, опублик. 1989. *

Also Published As

Publication number Publication date
CA1329465C (en) 1994-05-17
YU45448B (en) 1992-05-28
DD279462A5 (de) 1990-06-06
CZ656887A3 (en) 1993-02-17
EP0261061A3 (en) 1990-01-31
FI86839C (fi) 1992-10-26
CZ279044B6 (en) 1994-12-15
JP2708425B2 (ja) 1998-02-04
EP0261061B1 (en) 1992-09-09
BG60244B1 (bg) 1994-03-24
NZ221740A (en) 1990-01-29
PL267770A1 (en) 1988-07-21
JPS6374913A (ja) 1988-04-05
DK480487D0 (da) 1987-09-15
HU203854B (en) 1991-10-28
KR880003831A (ko) 1988-05-30
CN1014509B (zh) 1991-10-30
BR8704676A (pt) 1988-04-26
PT85707A (pt) 1987-10-01
TR26303A (tr) 1994-02-10
IE61527B1 (en) 1994-11-16
FI873902A0 (fi) 1987-09-09
HUT49099A (en) 1989-08-28
IE872469L (en) 1988-03-16
ATE80362T1 (de) 1992-09-15
MX165270B (es) 1992-11-04
FI873902A (fi) 1988-03-17
PH24798A (en) 1990-10-30
KR950010804B1 (ko) 1995-09-23
IL83809A0 (en) 1988-02-29
ZA876910B (en) 1988-03-17
AU7827287A (en) 1988-03-24
YU156087A (en) 1988-12-31
DE3781630D1 (de) 1992-10-15
IL83809A (en) 1991-11-21
BG60244B2 (en) 1994-03-24
PT85707B (pt) 1990-08-31
CN87106229A (zh) 1988-06-08
IN168227B (ru) 1991-02-23
US4820498A (en) 1989-04-11
PL154684B1 (en) 1991-09-30
EP0261061A2 (en) 1988-03-23
DK480487A (da) 1988-03-17
AU598586B2 (en) 1990-06-28
FI86839B (fi) 1992-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU1776197C (ru) Способ получени окиси алюмини
CA1174083A (en) Process for the preparation of alloy powders which can be sintered and which are based on titanium
WO1992007967A1 (en) Recovering clean metal and particulates from metal matrix composites
AU2002349139B2 (en) Electrochemical processing of solid materials in fused salt
GB2082556A (en) Molten salt synthesis of alkaline earth titanates zirconates and their solid solutions
US4427442A (en) Recovery of platinum group metals, gold and silver from scrap
US5132246A (en) Process for using dross residues to produce refractory products
US20050241439A1 (en) Metallurgical dust reclamation process
US3257199A (en) Thermal reduction
US4871696A (en) Method for producing substantially pure materials
EP0327851B1 (en) Method for recovering casting refractory compositions from investment casting slurries and from cores
WO2015147181A1 (ja) 希土類元素の回収方法
GB2092618A (en) recovery of precious metals from association with ceramics
RU2103404C1 (ru) Способ получения магниевого сплава
JP2000153250A (ja) 半導体スクラップの分解法
RU2164259C2 (ru) Способ извлечения галлия из галлийсодержащих оксидов редкоземельных металлов
JP4194703B2 (ja) リン化ガリウムスクラップの分解法
JP4243899B2 (ja) 半導体スクラップの分解法
JP3885913B2 (ja) 回収ガリウムの精製方法
WO1992000246A1 (en) Process for producing particles of magnesium spinel from waste products and the particles so-produced
JPH11269569A (ja) ガリウムの精製方法
JP2019165118A (ja) 希土類元素のシュウ酸塩を用いた溶媒抽出用塩酸溶液の製造方法
JPH0236655B2 (ru)