RU2790705C1 - Method for producing ultrafine activated alpha alumina - Google Patents
Method for producing ultrafine activated alpha alumina Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790705C1 RU2790705C1 RU2022116225A RU2022116225A RU2790705C1 RU 2790705 C1 RU2790705 C1 RU 2790705C1 RU 2022116225 A RU2022116225 A RU 2022116225A RU 2022116225 A RU2022116225 A RU 2022116225A RU 2790705 C1 RU2790705 C1 RU 2790705C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alumina
- grinding
- hours
- temperature
- polyethylene glycol
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической технологии, а именно к способам получения ультрадисперсного активированного альфа-оксида алюминия (α-Al2O3), который используется как высокодисперсный компонент при производстве технической и специальной корундовой керамики, как компонент матричных систем в технологии низкоцементных огнеупорных литьевых масс, а также в качестве катализатора, адсорбента, абразивного материала. The invention relates to the field of chemical technology, and in particular to methods for producing ultrafine activated alpha-alumina (α-Al 2 O 3 ), which is used as a highly dispersed component in the production of technical and special corundum ceramics, as a component of matrix systems in the technology of low-cement refractory casting masses , and also as a catalyst, adsorbent, abrasive material.
Ультрадисперсные порошки α-Al2O3 в англоязычной технической терминологии известны как реактивный глинозем (Reactive alumina). В реактивном глиноземе материал диспергирован до размера первичных кристаллов (0,3 - 2 мкм), при этом значительная доля частиц имеет субмикронный размер, т.е. менее 1 мкм (до 90%). Для массового производства тонко- и ульрадисперсного активированного α-Al2O3 в настоящее время используют, как правило, кальцинированный глинозем. Такой глинозем получают термообработкой (кальцинацией) байеровского гидроксида алюминия от 1300 до 2000°С [Gürel, S. Berrin. Reactive alumina production for the refractory industry / S. Berrin Gürel, Akin Altun Akin // Powder Technology. 2009. №196. P. 115-121]. На размеры образующихся кристаллов α-оксида алюминия влияют как температура, так и скорость кальцинации. Чем выше температура кальцинации, тем больше размер плотных первичных кристаллов и содержание Al2O3 в α-форме. Это в свою очередь существенно влияет на размолоспособность материала и медианный размер частиц D50 реактивного глинозема. Далее кальцинированный глинозем подвергают сухому или мокрому измельчению до размера первичных кристаллов в вибрационных, струйных и шаровых мельницах [Воробьев Н.Д. Моделирование процесса измельчения в шаровых мельницах // Горный журнал. 2004. №5. С. 65 – 68].Ultrafine powders α-Al 2 O 3 in English technical terminology is known as reactive alumina (Reactive alumina). In reactive alumina, the material is dispersed to the size of primary crystals (0.3 - 2 μm), while a significant proportion of particles have a submicron size, i.e. less than 1 micron (up to 90%). For mass production of finely and ultradispersed activated α-Al 2 O 3 , calcined alumina is currently used, as a rule. Such alumina is obtained by heat treatment (calcination) of Bayer aluminum hydroxide from 1300 to 2000°C [Gürel, S. Berrin. Reactive alumina production for the refractory industry / S. Berrin Gürel, Akin Altun Akin // Powder Technology. 2009. No. 196. P. 115-121]. The size of the formed crystals of α-alumina is affected by both the temperature and the rate of calcination. The higher the calcination temperature, the greater the size of dense primary crystals and the content of Al 2 O 3 in the α-form. This, in turn, significantly affects the grindability of the material and the median particle size D 50 of reactive alumina. Next, calcined alumina is subjected to dry or wet grinding to the size of primary crystals in vibration, jet and ball mills [Vorobiev N.D. Modeling of the grinding process in ball mills // Mining Journal. 2004. No. 5. S. 65 - 68].
Известен патент RU 2625104 (опубл. 11.07.2017 г.), в котором описан Способ получения субмикронного порошка альфа-оксида алюминия, включающий следующие операции: обработку байеровского гидроксида алюминия в мельнице с затравочными частицами; сушку; прокаливание и дезагрегацию полученного порошка путем помола в органическом растворителе. Получаемые глиноземистые порошки состоят из частиц альфа-оксида алюминия сферической формы, слабоагрегированы, с узким распределением по размерам (0,1 - 0,3 мкм). Область использования данных порошковых продуктов – получение плотной алюмооксидной керамики. Недостатком данного способа является то, что используется достаточно большое число технологических операций, что в свою очередь делает его малопригодным для многотоннажного производства активированного глинозема. Known patent RU 2625104 (publ. 07/11/2017), which describes a method for obtaining submicron powder of alpha alumina, including the following operations: processing of Bayer aluminum hydroxide in a mill with seed particles; drying; calcination and deaggregation of the resulting powder by grinding in an organic solvent. The obtained alumina powders consist of spherical alpha-alumina particles, weakly aggregated, with a narrow size distribution (0.1 - 0.3 μm). The scope of these powder products is the production of dense alumina ceramics. The disadvantage of this method is that a fairly large number of technological operations are used, which in turn makes it unsuitable for large-scale production of activated alumina.
Известен патент US 3358937 (опубл. 19.12.1967 г.), в котором описан Способ получения активированного глинозема методом сухого помола в шаровой мельнице. Перед началом измельчения в глиноземистое сырье вводят добавку-интенсификатор, представляющую собой одноатомный (этанол, метанол, изопропанол, н-пропанол, н-октанол) или многоатомный (этиленгликоль, триэтиленгликоль) спирт, а также соединения группы аминов (моно- и триэтаноламин), либо сложные эфиры (н-бутилацетат). Время измельчения составляет 8 часов. Введение такого рода добавок препятствует агрегированию частиц при достижении уровня дисперсности менее 2 – 3 мкм и сокращает время измельчения. Получаемые продукты используется для изготовления высокоплотной корундовой керамики. В то же время описанный способ предполагает введение достаточно высокого количества добавок-интенсификаторов – 0,5 мас.%, что ведет за собой большой расход реагентов в условиях многотоннажного производства.Known patent US 3358937 (publ. 12/19/1967), which describes a method for producing activated alumina by dry grinding in a ball mill. Before grinding, an additive-intensifier is introduced into the aluminous raw material, which is a monohydric (ethanol, methanol, isopropanol, n-propanol, n-octanol) or polyhydric (ethylene glycol, triethylene glycol) alcohol, as well as compounds of the amine group (mono- and triethanolamine), or esters (n-butyl acetate). The grinding time is 8 hours. The introduction of such additives prevents the aggregation of particles when the level of dispersion is less than 2–3 µm and reduces the grinding time. The resulting products are used to manufacture high-density corundum ceramics. At the same time, the described method involves the introduction of a sufficiently high amount of additives-intensifiers - 0.5 wt.%, which leads to a large consumption of reagents in a large-tonnage production.
Влияние различных технологических параметров (количество и размер мелющих тел, частота колебаний) на процесс мокрого измельчения двух видов глинозема в вибрационной мельнице представлен в научной статье Effect of selected parameters on grinding process of alumina in the rotary-vibration mill [M.A.Wojcik, T. Gajda, J. Plewa, H. Altenburg, A. Lutterman, V. Figusch, M. Haviar // Fizykochemiczne Problemy Mineralurgii, 1997. - № 31. – Р. 115 –124]. При использовании оптимальных с точки зрения авторов работы технологических параметров удалось получить порошковый оксид алюминия с D50 3 мкм и D90 порядка 10 мкм при времени измельчения, равном 60 мин. Однако процесс мокрого измельчения имеет существенные недостатки, заключающиеся в необходимости энергоемкого процесса последующего высушивания и происходящего при этом агрегирования тонких частиц.The influence of various technological parameters (number and size of grinding media, oscillation frequency) on the process of wet grinding of two types of alumina in a vibratory mill is presented in the scientific article Effect of selected parameters on grinding process of alumina in the rotary-vibration mill [MAWojcik, T. Gajda, J. Plewa, H. Altenburg, A. Lutterman, V. Figusch, M. Haviar // Fizykochemiczne Problemy Mineralurgii, 1997. - No. 31. - P. 115-124]. With the use of optimal technological parameters from the point of view of the authors of the work, it was possible to obtain powdered aluminum oxide with a D 50 of 3 μm and a D 90 of the order of 10 μm with a grinding time of 60 min. However, the wet grinding process has significant disadvantages, consisting in the need for an energy-intensive process of subsequent drying and the resulting aggregation of fine particles.
Влияние технологических параметров на гранулометрические характеристики субмикронного оксида алюминия α-форме представлено в научной статье Исследование влияния технологических параметров на гранулометрические характеристики субмикронного оксида алюминия в α-форме [Трубицын М.А., Воловичева Н.А., Фурда Л.В., Скрыпников Н.С. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 2021, №12, С. 84-97], где показано, что в случае применения в качестве помольных агрегатов шаровых мельниц для тонкого измельчения глиноземистого сырья актуальным является не только вопрос выбора добавки-интенсификатора помола, но и оптимизация технологических параметров процесса измельчения. Показано, что проведение сухого помола α-Al2O3 в шаровой мельнице наиболее эффективно при использовании цилиндрических мелющих тел, скорости вращения барабана, равной 100 об/мин и объемной загрузке 35%, при этом помол осуществляют в течение 10 часов. Количество используемой добавки-интенсификатора (полиэтиленгликоля) при указанных параметрах – 0,05%. При этом медианный размер частиц полученного продукта составляет порядка 3 мкм, а доля субмикронной фракции (≤ 1,0 мкм) – 20%. The influence of technological parameters on the granulometric characteristics of submicron aluminum oxide in the α-form is presented in a scientific article Study of the influence of technological parameters on the granulometric characteristics of submicron aluminum oxide in the α-form [Trubitsyn M.A., Volovicheva N.A., Furda L.V., Skrypnikov N.S. // Bulletin of BSTU im. V.G. Shukhova, 2021, No. 12, S. 84-97], where it is shown that in the case of using ball mills as grinding units for fine grinding of alumina raw materials, not only the choice of a grinding intensifier additive is relevant, but also the optimization of technological parameters of the grinding process . It is shown that dry grinding of α-Al 2 O 3 in a ball mill is most effective when using cylindrical grinding media, drum rotation speed equal to 100 rpm and volumetric loading of 35%, while grinding is carried out for 10 hours. The amount of additive-intensifier used (polyethylene glycol) with the specified parameters is 0.05%. In this case, the median particle size of the resulting product is about 3 μm, and the proportion of the submicron fraction (≤ 1.0 μm) is 20%.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению, взятому за прототип, является патент RU 2770921 (опубл. 25.04.2022), где описан способ получения тонкодисперсного активированного альфа-оксида алюминия, включающий сухой помол кальцинированного глинозема, в котором содержание фазы α-Al2O3 – не менее 98%, а медианный размер частиц D50 – в диапазоне от 40 до 60 мкм, в шаровой мельнице при использовании мелющих тел цилиндрической формы и объемной загрузке барабана мелющими телами 35 %, при этом перед началом измельчения сверх кальцинированного глинозема добавляют полиэтиленгликоль в количестве 0,05 % от массы сырья, одновременно с добавлением полиэтиленгликоля вносят поликарбоксилатный эфир в количестве 0,085 – 0,68% от массы сырья. Помол осуществляют в течение 10 часов. При этом медианный размер частиц в получаемом продукте составляет 3,19-2,14 мкм, а содержание субмикронной фракции (менее 1 мкм) достигает 25,7%. The closest to the proposed technical solution, taken as a prototype, is patent RU 2770921 (publ. 04/25/2022), which describes a method for obtaining finely dispersed activated alpha alumina, including dry grinding of calcined alumina, in which the content of the phase α-Al 2 O 3 - not less than 98%, and the median particle size D 50 - in the range from 40 to 60 microns, in a ball mill when using grinding bodies of a cylindrical shape and a volumetric loading of the drum with grinding bodies of 35%, while before grinding, over calcined alumina, polyethylene glycol is added to in the amount of 0.05% by weight of the raw material, simultaneously with the addition of polyethylene glycol, polycarboxylate ether is added in the amount of 0.085 - 0.68% by weight of the raw material. Grinding is carried out for 10 hours. In this case, the median particle size in the resulting product is 3.19-2.14 microns, and the content of the submicron fraction (less than 1 micron) reaches 25.7%.
Технической задачей предлагаемого технического решения является расширение арсенала средств путем разработки способа получения ультрадисперсного активированного альфа-оксида алюминия.The technical objective of the proposed technical solution is to expand the arsenal of tools by developing a method for obtaining ultrafine activated alpha-alumina.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является получение ультрадисперсного активированного альфа-оксида алюминия с размером первичных кристаллов от 0,2 до 1,1 мкм и содержанием субмикронной фракции от 65 до 87 % методом сухого помола; обеспечение такой реологической характеристики, как высокая текучесть суспензий на основе ультрадисперсного альфа-оксида алюминия при минимальной рабочей влажности; обеспечение высокой плотности спеченных образцов корундовой керамики при пониженных температурах обжига.The technical result of the proposed technical solution is to obtain ultrafine activated alpha alumina with a primary crystal size of 0.2 to 1.1 microns and a submicron fraction content of 65 to 87% by dry grinding; providing such rheological characteristics as high fluidity of suspensions based on ultrafine alpha-alumina at minimum operating humidity; providing high density of sintered samples of corundum ceramics at low firing temperatures.
Второй технический результат – сокращение времени помола, в случае если требуется получение ультрадисперсного активированного альфа-оксида алюминия, в котором доля субмикронной фракции (≤ 1,0 мкм) составляет более 50 %.The second technical result is a reduction in the grinding time, if it is required to obtain ultrafine activated alpha-alumina, in which the proportion of the submicron fraction (≤ 1.0 μm) is more than 50%.
Для реализации поставленных задач предложен способ получения ультрадисперсного активированного альфа-оксида алюминия, который осуществляют следующим способом: To implement the tasks set, a method for obtaining ultrafine activated alpha-alumina is proposed, which is carried out in the following way:
В качестве исходного сырья используют коммерчески доступный металлургический оксид алюминия с медианным размером частиц D50 ~ 10– 20 мкм, представленный преимущественно кристаллической фазой γ-Al2O3, к которому добавляют воду до получения пастообразного состояния, затем готовят брикеты путем укладки в формы и высушивают до постоянной массы при температуре 110 ± 15°С. Далее брикеты подвергают кальцинации при температуре 1250 – 1550°С в течение 1 - 3 часов. В указанном интервале температур происходит переход γ-Al2O3 в α-Al2O3. Продукты обжига дробят, а затем подвергают измельчению в шаровой мельнице в течение 0,5 – 8,5 часов при использовании мелющих тел цилиндрической формы объемом 6,3 см3 каждое, и объемной загрузке барабана мелющими телами 35 %, при скорости вращения барабана, равной 100 об/мин. Скорость вращения барабана шаровой мельницы зависит от технических характеристик оборудования и не влияет на осуществление предлагаемого способа получения ультрадисперсного активированного альфа-оксида алюминия. Коэффициент К, характеризующий соотношение объема измельчаемого материала к объему пустот между мелющими телами во всех случаях принимают равным 1. К кальцинированному глинозему перед началом измельчения сверх массы добавляют 0,05 % полиэтиленгликоля либо одновременно с полиэтиленгликолем вносят поликарбоксилатный эфир в количестве 0,085 – 0,68% сверх массы сырья.Commercially available metallurgical alumina with a median particle size D 50 ~ 10–20 µm, represented mainly by the γ-Al 2 O 3 crystalline phase, is used as a feedstock, to which water is added until a pasty state is obtained, then briquettes are prepared by laying in molds and dried to constant weight at a temperature of 110 ± 15°C. Next, the briquettes are subjected to calcination at a temperature of 1250 - 1550°C for 1 - 3 hours. In the specified temperature range, the transition of γ-Al 2 O 3 to α-Al 2 O 3 occurs. The roasting products are crushed, and then subjected to grinding in a ball mill for 0.5 - 8.5 hours using cylindrical grinding bodies with a volume of 6.3 cm 3 each, and a volume loading of the drum with grinding bodies of 35%, at a drum rotation speed equal to 100 rpm The rotation speed of the ball mill drum depends on the technical characteristics of the equipment and does not affect the implementation of the proposed method for producing ultrafine activated alpha-alumina. Coefficient K, which characterizes the ratio of the volume of the crushed material to the volume of voids between the grinding bodies, in all cases, is taken equal to 1. Before grinding, 0.05% polyethylene glycol is added to calcined alumina in excess of the mass, or polycarboxylate ether is added simultaneously with polyethylene glycol in the amount of 0.085 - 0.68% over the mass of raw materials.
Отличительной особенностью предлагаемого способа получения ультрадисперсного активированного альфа-оксида алюминия является использование в качестве исходного сырья коммерчески доступного металлургического оксида алюминия, представленного преимущественно кристаллической фазой γ-Al2O3, которое в последующем подвергается кальцинации при температуре 1250 – 1550°С в течение 1 - 3 часов с последующим переходом в α-Al2O3, а также сокращение времени сухого помола полученного альфа-оксида алюминия до 0,5 – 8,5 часов, обеспечение такой реологической характеристики, как высокая текучесть суспензий на основе ультрадисперсного альфа-оксида алюминия при минимальной рабочей влажности и обеспечение высокой плотности спеченных образцов корундовой керамики при пониженных температурах обжига.A distinctive feature of the proposed method for obtaining ultrafine activated alpha-alumina is the use of commercially available metallurgical alumina, represented mainly by the γ-Al 2 O 3 crystalline phase, as a feedstock, which is subsequently subjected to calcination at a temperature of 1250 - 1550 ° C for 1 - 3 hours, followed by transition to α-Al 2 O 3 , as well as reducing the time of dry grinding of the resulting alpha-alumina to 0.5 - 8.5 hours, providing such rheological characteristics as high fluidity of suspensions based on ultrafine alpha-alumina at minimum operating humidity and ensuring high density of sintered samples of corundum ceramics at low firing temperatures.
Примеры реализации изобретения.Examples of implementation of the invention.
Пример 1Example 1
К металлургическому оксиду алюминия с медианным размером частиц D50 ~ 10 – 20 мкм, представленному преимущественно кристаллической фазой γ-Al2O3, добавляют воду до получения пастообразного состояния, готовят брикеты путем укладки в формы, отливают в формы и высушивают до постоянной массы при температуре 110 ± 15°С, после чего брикеты подвергают кальцинации при температуре 1250 – 1550°С в течение 1 - 3 часов. Далее продукты обжига дробят, а затем проводят измельчение в шаровой мельнице в течение 0,5 – 8,5 часов при использовании мелющих тел цилиндрической формы объемом 6,3 см3 каждое, и объемной загрузке барабана мелющими телами 35 %, при скорости вращения барабана, равной 100 об/мин, при этом к кальцинированному глинозему перед началом измельчения сверх массы добавляют 0,05% полиэтиленгликоля либо одновременно с полиэтиленгликолем вносят поликарбоксилатный эфир в количестве 0,085 – 0,68% сверх массы сырья.To metallurgical alumina with a median particle size of D 50 ~ 10 - 20 μm, represented mainly by the γ-Al 2 O 3 crystalline phase, water is added until a paste is obtained, briquettes are prepared by laying in molds, cast into molds and dried to constant weight at temperature of 110 ± 15°C, after which the briquettes are subjected to calcination at a temperature of 1250 - 1550°C for 1 - 3 hours. Next, the roasting products are crushed, and then grinding is carried out in a ball mill for 0.5 - 8.5 hours using cylindrical grinding bodies with a volume of 6.3 cm 3 each, and the volume loading of the drum with grinding bodies of 35%, at a drum rotation speed, equal to 100 rpm, while 0.05% polyethylene glycol is added to the calcined alumina before grinding, or polycarboxylate ether is added simultaneously with polyethylene glycol in an amount of 0.085 - 0.68% over the weight of the raw material.
На фиг. 1 отображены результаты определения фазового состава продуктов кальцинации исходного технического глинозема γ-Al2O3.In FIG. 1 shows the results of determining the phase composition of the calcination products of the original commercial alumina γ-Al 2 O 3 .
Данными, приведенными на фиг. 1 подтверждается, что получаемые в заданном температурном интервале 1250 – 1550°С продукты кальцинации представляют собой глинозем, находящийся преимущественно в альфа-модификации, содержание фазы α-Al2O3 – не менее 98%. Температура кальцинации ниже 1250°С является недостаточной, поскольку не происходит полного перехода γ-Al2O3 в альфа-форму, а осуществление кальцинации при температуре выше 1550°С – экономически нецелесообразно.The data shown in Fig. Table 1 confirms that the calcination products obtained in a given temperature range of 1250 - 1550°C are alumina, which is predominantly in the alpha modification, the content of the α-Al 2 O 3 phase is at least 98%. The calcination temperature below 1250°C is insufficient, since there is no complete transition of γ-Al 2 O 3 to the alpha form, and the implementation of calcination at a temperature above 1550°C is not economically feasible.
Пример 2Example 2
В примере 2 к металлургическому оксиду алюминия с медианным размером частиц D50 ~ 10 – 20 мкм, представленному преимущественно кристаллической фазой γ-Al2O3, добавляют воду до получения пастообразного состояния, готовят брикеты путем укладки в формы, отливают в формы и высушивают до постоянной массы при температуре 110 ± 15°С, после чего брикеты подвергают кальцинации при температуре 1250 – 1550°С в течение 1 - 3 часов. Далее продукты обжига дробят, а затем проводят измельчение в шаровой мельнице в течение 0,5 – 8,5 часов при использовании мелющих тел цилиндрической формы объемом 6,3 см3 каждое, и объемной загрузке барабана мелющими телами 35%, при скорости вращения барабана, равной 100 об/мин. Коэффициент К, характеризующий соотношение объема измельчаемого материала к объему пустот между мелющими телами во всех случаях принимают равным 1. К кальцинированному глинозему перед началом измельчения сверх массы добавляют 0,05% полиэтиленгликоля. Влияние температуры кальцинации на дисперсные характеристики полученного альфа-оксида алюминия, приведены в таблице 1. In example 2, to metallurgical alumina with a median particle size of D 50 ~ 10 - 20 μm, represented mainly by the γ-Al 2 O 3 crystalline phase, water is added to obtain a paste-like state, briquettes are prepared by laying in molds, cast into molds and dried to constant weight at a temperature of 110 ± 15°C, after which the briquettes are subjected to calcination at a temperature of 1250 - 1550°C for 1 - 3 hours. Next, the roasting products are crushed, and then grinding is carried out in a ball mill for 0.5 - 8.5 hours using cylindrical grinding bodies with a volume of 6.3 cm 3 each, and the volume loading of the drum with grinding bodies of 35%, at a drum rotation speed, equal to 100 rpm. Coefficient K, which characterizes the ratio of the volume of the crushed material to the volume of voids between the grinding bodies, in all cases, is taken equal to 1. 0.05% polyethylene glycol is added to the calcined alumina before grinding starts in excess of the mass. The effect of calcination temperature on the dispersion characteristics of the obtained alpha alumina are shown in table 1.
Таблица 1Table 1
Данными, приведенными в таблице 1, подтверждается, что при увеличении температуры кальцинации наблюдается увеличение размера первичных кристаллов α-Al2O3. Таким образом, можно целенаправленно получать ультрадисперсные порошки α-Al2O3 с необходимым размером первичных кристаллов, долей субмикронной фракции и величиной удельной поверхности. The data shown in Table 1 confirms that with an increase in the calcination temperature, an increase in the size of the primary crystals of α-Al 2 O 3 is observed. Thus, it is possible to purposefully obtain ultrafine α-Al 2 O 3 powders with the required primary crystal size, submicron fraction fraction, and specific surface area.
Пример 3Example 3
В таблице 2 представлены результаты влияния состава добавок-интенсификаторов помола на продолжительность измельчения α-Al2O3, полученного при различной температуре кальцинации, до медианного размера частиц (D50), равного 0,8 мкм.Table 2 presents the results of the influence of the composition of grinding aids on the duration of grinding of α-Al 2 O 3 obtained at different calcination temperatures to a median particle size (D 50 ) equal to 0.8 μm.
Таблица 2table 2
Представленные в таблице 2 результаты подтверждают, что предварительное введение одновременно с полиэтиленгликолем поликарбоксилатного эфира (ПКЭ) позволяет сократить время измельчения кальцинированного глинозема в 6-8 раз, по сравнению с продуктом, полученным при измельчении только в присутствии полиэтиленгликоля. Предпочтительное минимальное количество поликарбоксилатного эфира в составе комбинированной добавки – 0,34 %.The results presented in Table 2 confirm that the preliminary introduction of polycarboxylate ether (PCE) simultaneously with polyethylene glycol makes it possible to reduce the grinding time of calcined alumina by 6-8 times, compared with the product obtained by grinding only in the presence of polyethylene glycol. The preferred minimum amount of polycarboxylate ester in the composition of the combined additive is 0.34%.
Пример 4Example 4
Влияние температуры кальцинации на реотехнологические свойства продуктов 4-х часового измельчения альфа-оксида алюминия (α-Al2O3) оценивали по времени истечения 50 мл водных суспензий на вискозиметре ВЗ-1 с диаметром отверстия воронки 5,4 мм. The effect of calcination temperature on the rheotechnological properties of the products of 4-hour grinding of alpha-alumina (α-Al 2 O 3 ) was evaluated by the time of flow of 50 ml of aqueous suspensions on a VZ-1 viscometer with a funnel opening diameter of 5.4 mm.
Влияние температуры кальцинации на кажущуюся плотность спеченных образцов оценивали следующим образом. Водную суспензию (шликер) готовили смешением воды и порошка в барабане на валках с соотношением шары : глинозем = 1 : 1 в течение 24 ч, а без шаров (для удаления воздушных пузырьков) в течение 3 ч. Длительность набора сырого изделия в гипсовой форме составляла 10 мин. Сушка сырых заготовок вначале происходила в самой форме в течение 12 ч, а затем после извлечения из нее – в сушильном шкафу при 110±15ºС в течение 6 часов. Обжиг изделий проводили на воздухе при 1600ºС с выдержкой 2 ч. Результаты представлены в таблице 3. The influence of the calcination temperature on the apparent density of the sintered specimens was evaluated as follows. An aqueous suspension (slip) was prepared by mixing water and powder in a drum on rollers with a ratio of balls : alumina = 1 : 1 for 24 h, and without balls (to remove air bubbles) for 3 h. The duration of the set of a raw product in a plaster mold was 10 min. Drying of raw blanks first took place in the mold itself for 12 hours, and then, after being removed from it, in an oven at 110 ± 15ºС for 6 hours. The products were fired in air at 1600ºС with an exposure of 2 hours. The results are presented in Table 3.
Таблица 3Table 3
Кальцинация исходного металлургического глинозема в диапазоне температур 1250 до 1550ºС оказывает положительное влияние на текучесть водных суспензий и кажущуюся плотность спеченных образцов, полученных на основе измельченных ультрадисперсных продуктов кальцинации (α-Al2O3). При этом наблюдается не только сокращение времени истечения суспензий в 1,6 – 9,8 раз, но и уменьшение рабочей влажности суспензий и количество вводимого поликарбоксилатного эфира, а также высокая плотность спеченных образцов при пониженных температурах обжига. Наиболее высокое значение кажущейся плотности наблюдается у спеченных образцов, изготовленных с использованием порошка ультрадисперсного α-Al2O3, полученного при температуре кальцинации 1450°С.Calcination of the original metallurgical alumina in the temperature range of 1250 to 1550ºС has a positive effect on the fluidity of aqueous suspensions and the apparent density of sintered samples obtained on the basis of crushed ultrafine calcination products (α-Al 2 O 3 ). In this case, not only a reduction in the time of suspension outflow by 1.6 - 9.8 times is observed, but also a decrease in the working humidity of the suspensions and the amount of polycarboxylate ether introduced, as well as a high density of sintered samples at low firing temperatures. The highest value of apparent density is observed in sintered specimens made using ultradisperse α-Al 2 O 3 powder obtained at a calcination temperature of 1450°C.
В результате приведенных примеров подтверждено решение поставленных технических задач: получение ультрадисперсного активированного альфа-оксида алюминия методом сухого помола с размером первичных кристаллов от 0,2 до 1,1 мкм и содержанием субмикронной фракции от 65 до 87%; обеспечение такой реологической характеристики, как высокая текучесть суспензий на основе тонкодисперсного альфа-оксида алюминия при минимальной рабочей влажности; обеспечение высокой плотности спеченных образцов при пониженных температурах обжига.As a result of the above examples, the solution of the set technical problems was confirmed: obtaining ultrafine activated alpha-alumina by dry grinding with a primary crystal size of 0.2 to 1.1 μm and a submicron fraction content of 65 to 87%; providing such rheological characteristics as high fluidity of suspensions based on finely dispersed alpha-alumina at minimum operating humidity; ensuring high density of sintered specimens at low firing temperatures.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790705C1 true RU2790705C1 (en) | 2023-02-28 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117164345A (en) * | 2023-09-05 | 2023-12-05 | 山东磐石刚玉有限公司 | Low-cost preparation method of sintered microcrystalline corundum sand raw material |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2169891A1 (en) * | 1995-02-21 | 1996-08-22 | Shinji Fujiwara | Alpha-alumina and method for producing the same |
US20090123362A1 (en) * | 2005-07-16 | 2009-05-14 | Norbert Roesch | Process for producing nanocrystalline alpha-AI2O3 |
CN102659154A (en) * | 2012-05-17 | 2012-09-12 | 天津凯美科技有限公司 | Method for preparing nano alpha-Al2O3 powder |
RU2625104C1 (en) * | 2016-06-09 | 2017-07-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук (ИХТТМ СО РАН) | Method for obtaining a submicron powder of alpha-oxide of aluminium |
RU2770921C1 (en) * | 2021-12-24 | 2022-04-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Method for producing finely dispersed activated alpha-aluminum oxide |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2169891A1 (en) * | 1995-02-21 | 1996-08-22 | Shinji Fujiwara | Alpha-alumina and method for producing the same |
US20090123362A1 (en) * | 2005-07-16 | 2009-05-14 | Norbert Roesch | Process for producing nanocrystalline alpha-AI2O3 |
CN102659154A (en) * | 2012-05-17 | 2012-09-12 | 天津凯美科技有限公司 | Method for preparing nano alpha-Al2O3 powder |
RU2625104C1 (en) * | 2016-06-09 | 2017-07-11 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии твердого тела и механохимии Сибирского отделения Российской академии наук (ИХТТМ СО РАН) | Method for obtaining a submicron powder of alpha-oxide of aluminium |
RU2770921C1 (en) * | 2021-12-24 | 2022-04-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Method for producing finely dispersed activated alpha-aluminum oxide |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Трубицин М.А. и др. Исследования влияния технологических параметров на гранулометрические характеристики субмикронного оксида алюминия в α-форме. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 2021, N12, с.84-95. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117164345A (en) * | 2023-09-05 | 2023-12-05 | 山东磐石刚玉有限公司 | Low-cost preparation method of sintered microcrystalline corundum sand raw material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR930004556B1 (en) | Process for durable sol-gel produced alumina-based ceramics abrasive grain and abrasive products | |
RU2127292C1 (en) | Modified alpha aluminium oxide particles | |
TW401383B (en) | Firing sol-gel alumina particles | |
JP2944839B2 (en) | Nano-sized α-alumina particles and method for producing the same | |
RU2434039C2 (en) | Abrasive grain based on molten spherical corundum | |
JPH08277159A (en) | Preparation of sintered alpha-al203 article and their use | |
JP3280056B2 (en) | Sintered microcrystalline ceramic material and method for producing the same | |
CZ345192A3 (en) | Process for producing aluminium alpha-oxide powder | |
RU2790705C1 (en) | Method for producing ultrafine activated alpha alumina | |
US11472743B2 (en) | Sintered zircon beads | |
CN114133253A (en) | Alumina granulation powder, preparation method thereof and ceramic component | |
JPH05117636A (en) | Polycrystalline sintered abrasive particle based on alpha-aluminum trioxide, abrasive comprising the abrasive particle, preparation of the abrasive particle and preparation of fire-resistant ceramic product | |
JPH0158130B2 (en) | ||
RU2126318C1 (en) | Abrasive ceramic corundum material and method of its production, and abrasive tool | |
RU2770921C1 (en) | Method for producing finely dispersed activated alpha-aluminum oxide | |
JPH10194743A (en) | Zirconia-alumina granule and its production | |
CN114751728A (en) | Preparation method of alumina ceramic granulation powder | |
JP2900118B2 (en) | Abrasion resistant alumina ceramics | |
JPH06321534A (en) | Production of crystallite alumina abrasive powder | |
RU2791045C1 (en) | Process for production of reactive alpha alumina | |
JP6502495B2 (en) | Ceramic powder with controlled size distribution | |
JP3251972B2 (en) | Zirconia powder agglomerates for tumbling granulation | |
JP4597320B2 (en) | Crushing / dispersing / mixing media and manufacturing method thereof | |
KR102533253B1 (en) | Method for manufacturing ceramic body | |
RU2775746C1 (en) | Charge based on aluminum oxide and method for its production |