Cómo fabricar alúmina en polvo para procesos cerámicos

El tamaño y la forma de las partículas determinan las propiedades de los materiales en polvo, por lo que, a efectos de procesamiento cerámico, el polvo de alúmina debe ser puro, fino, denso, no aglomerado, con una forma de partícula esférica y una distribución de tamaños uniforme.

nuestro polvo de alúmina se tamiza cuidadosamente para eliminar los grandes aglomerados, lo que permite tiempos de pulido más rápidos y acabados sin arañazos. Utilizamos nuestro tamizador vibratorio de alta energía Hi-Sifter, capaz de tamizar a tamaños de micras finas.

Síntesis hidrotérmica

La alúmina en polvo es una sustancia blanca o blanquecina de estructura cristalina, conocida por su gran dureza y sus cualidades como aislante eléctrico. Además, al no ser tóxica, no reacciona con la mayoría de los ácidos y su durabilidad permite fabricar cerámicas densas y refractarios o sinterizarla para recubrir productos de acero y fundición.

La síntesis hidrotérmica de polvo de alúmina utiliza el agua como medio para sintetizar óxidos metálicos, con una cinética de reacción que depende de la temperatura, la duración y el pH del medio de reacción. Los rangos de temperatura suelen oscilar entre 500 y 900 grados C, mientras que la presión en el sistema suele variar entre 10 y 80 MPa. La síntesis hidrotérmica también puede producir materiales nanoestructurados complejos, como óxidos, silicatos y sulfuros.

El método 1 consiste en verter la solución de reacción en un autoclave de acero al Ni revestido de politetrafluoroetileno (PTFE) y sellarlo, calentando a continuación a 3 K/min hasta alcanzar una temperatura aceptable y reaccionando durante un tiempo establecido. Se mantuvo el control para evitar la formación de hidratos de alúmina o productos de amonioalunita que pudieran reducir la calidad del polvo.

Con distintos tiempos de reacción, investigamos la morfología de las muestras producidas con NH4Al(SO4)2*12H2O a diferentes temperaturas. Nuestros resultados demostraron que puede producir las cuatro variedades de hidratos de alúmina: boehmita, diaspora, gibbsita y bayerita.

Síntesis química

La alúmina en polvo es un polvo blanco o blanquecino que se utiliza en muchas industrias, como la cerámica, la electrónica y la del automóvil. La alúmina presenta una elevada conductividad térmica y excelentes cualidades de aislamiento eléctrico; además, posee buenas propiedades de resistencia mecánica y al desgaste. La alúmina puede producirse a partir de diversas materias primas, incluida la bauxita, y su bajo punto de fusión permite procesos de sinterización para formar masas sólidas.

El polvo de alúmina se produce mediante una serie de reacciones químicas que tienen lugar a altas temperaturas y presiones. Se empieza mezclando hidróxido de aluminio con agua para formar una pasta que se calentará a altas temperaturas y presiones antes de ser molida mecánicamente en partículas de tamaño nanométrico para lograr la máxima pureza.

Este método constituye una alternativa eficaz y rentable a técnicas de síntesis más complejas que requieren energía y tiempo, como el proceso Bayer o los métodos de precipitación/hidrotérmicos, que requieren grandes cantidades de energía y tiempo. Además, este proceso es significativamente más barato que los utilizados por Bayer; menos costoso que el proceso Bayer; fabricado a partir de materias primas diferentes; respetuoso con el medio ambiente; requiere temperaturas más bajas que los métodos de precipitación/hidrotérmicos y produce alúmina de gran pureza -adecuada para aplicaciones de compuestos con núcleo que requieren materiales de gran pureza; menos costosa que el proceso Bayer, etc.

Molienda húmeda

La molienda por bolas en húmedo de polvo de alúmina se utiliza en múltiples industrias, como la metalúrgica, la cerámica, la de polímeros y la química. Este proceso convierte las materias primas en partículas finas para mejorar el rendimiento de los materiales y aumentar la eficacia de la sinterización. Consiga una relación ideal entre el tamaño de la bola y la velocidad de rotación; esto determinará el tamaño final de las partículas. Las bolas de molienda de alúmina son muy densas, duras y pueden soportar sin problemas sesiones de molienda de alta energía.

La base de la fabricación de polvo de alúmina es la creación de una pasta. Esto implica mezclar hidróxido de aluminio con agua para formar una solución, antes de calentar esta solución a altas temperaturas y presiones para iniciar la reacción hidrotérmica.

Una vez creada la pasta, se introduce en un barril mediante fuerza centrífuga y las bolas de acero y la placa de revestimiento del cuerpo del barril se utilizan para triturarse mutuamente y completar las operaciones de trituración antes de volver a ser liberadas a la circulación.

La DBDPM produce cerámicas de alúmina más densas y uniformes que la molienda vibratoria debido a la combinación de tensiones mecánicas y térmicas que favorecen la distorsión de la red de los polvos utilizados para la producción de DBDPM, lo que mejora las propiedades mecánicas y de sinterización de estas cerámicas. Además, estas cerámicas producidas con este método presentan un mayor poder opacificante y valor de blancura en comparación con sus homólogas producidas utilizando polvos de molienda vibratoria.

Molienda de bolas en seco

La alúmina en polvo es un material blanco o blanquecino que suele utilizarse como aditivo en productos de vidrio, cerámica y metalurgia. Tiene buena conductividad térmica y propiedades eléctricas, y es resistente a la corrosión, el desgaste y la abrasión. Las formas fabricadas con alúmina pueden obtenerse mediante prensado en seco, isostático o en caliente; moldeado por deslizamiento; moldeo por extrusión o moldeo por inyección, aunque en algunos casos pueden añadirse aglutinantes para facilitar los procesos de conformado.

El polvo de alúmina autococido utilizado para producir este polvo de alúmina es el material principal, complementado por clinker de arcilla de sílex, caolín y auxiliar de sinterización complejo. Tras la triple molienda especial por bolas y la formación de bolas de granulación por pulverización antes de la cocción lenta a baja temperatura, esta técnica produce un polvo más fino y homogéneo con menor contenido de impurezas y una distribución granulométrica más estrecha que los polvos molidos VM.

La alúmina en polvo debe almacenarse en recipientes herméticos debidamente etiquetados para facilitar su almacenamiento y manipulación. Debe mantenerse seco para evitar la absorción de humedad, manipularse con cuidado para evitar reacciones higroscópicas y llevar equipo de protección mientras se manipula esta sustancia, ya que puede provocar la inhalación de polvo que, potencialmente, podría provocar enfermedades respiratorias como la silicosis si se inhala en dosis suficientemente grandes.