수화 알루미나의 생산 공정은 주로 원료 공급원, 제품 순도 및 결정 형태 요구 사항에 따라 산업 규모의 생산과-고순도/특수 재료 준비라는 두 가지 범주로 분류됩니다. 핵심 공정으로는 Bayer 공정, 침전 공정, 알루미늄알콕시드 가수분해 공정, 수열합성 공정이 있습니다.
주류 산업 생산 공정
바이엘 공정: 전 세계 알루미나의 약 95%가 이 방법을 사용하여 생산되며, 이는 고급-보크사이트 처리를 위한 주류 공정이 됩니다. 핵심 흐름은 다음과 같습니다.
용해: 분쇄된 보크사이트는 고온 및 고압(140~250도, 3~4MPa)에서 농축된 수산화나트륨 용액과 반응하여 수화된 알루미나(예: 깁사이트)를 알루민산 나트륨 용액에 용해시킵니다.
분리: 침전과 여과를 통해 불용성 잔류물(적니)을 제거하여 고액-액 분리를 수행합니다.
분해: 수산화알루미늄 종자결정을 알루민산나트륨 용액에 첨가하여 분해를 유도하고 수산화알루미늄을 침전시킵니다. 하소: 수산화알루미늄을 1000~1200도에서 하소 및 탈수하여 야금{3}}등급 알루미나(Al2O₃)를 얻습니다.
이 방법은 성숙하고 비용이 저렴하지만 -실리카 함량이 낮은 보크사이트 광석에만 적합하며 다량의 레드머드 폐기물을 생성합니다.
탄산화 공정: 고순도 또는 특정 입자 크기의 수산화알루미늄을 제조하는 데 사용됩니다.- 알루민산나트륨용액에 CO2가스를 통과시켜 서서히 중화시키면서 pH를 침전범위(pH≒10~11)로 낮추어 수산화알루미늄을 침전시킨다. 이 방법을 사용하면 제품 입자 크기와 결정화도를 정밀하게 제어할 수 있으며 보에마이트 전구체를 제조하는 데 자주 사용됩니다.
산 및 알칼리 침전 방법
산성법 : AlCl₃, Al₂(SO₄)₃ 등의 알루미늄염을 원료로 암모니아 또는 NaOH로 pH를 6~8로 조절하여 비정질 또는 결정질의 수화알루미나 침전물을 생성하는 방법.
알칼리법 : 알루민산나트륨을 원료로 하여 산이나 CO2로 중화하여 침전을 이룬다. pH, 온도, 숙성시간 등을 조절하여 보에마이트(-AlOOH)나 유사보에마이트 등 목적하는 결정 형태를 얻을 수 있습니다.
고급-재료를 위한 특별 준비 과정
알코올 가수분해: 고순도의 나노-크기 수화 알루미나를 제조하는 데 사용되며 특히 전자-등급 및 촉매{3}}등급 제품에 적합합니다.
알루미늄은 이소프로판올과 반응하여 알루미늄 이소프로폭사이드를 형성합니다.
2 알 +
6 ( CH 3 ) 2 CH OH →
2 Al [ O CH ( CH 3 ) 2 ] 3 +
3 H 2 2Al + 6(CHX 3
)X 2
초
2Al[OCH(CHX 3
)X 2
]X 3
+3HX 2
알루미늄 이소프로폭시드는 175도 증기에서 가수분해되어 1수화 알루미나(보에마이트)를 형성합니다.
2
Al[OCH(CH3)2]3 + 4H2O(g) → Al2O3 ⋅ H2O + 6 (CH3)2CHOH2Al[OCH(CHX3)X2]X3 + 4HX2O(g)
AlX2OX3 ⋅HX2O+6(CHX3)X2O CHOH 방법은 순도가 높고(99.9% 이상) 입자 크기가 균일하지만 비용이 더 많이 드는 제품을 생산합니다.
