Các phương pháp điều chế alumina chủ yếu được chia thành hai loại dựa trên dạng tinh thể mục tiêu và yêu cầu ứng dụng: sản xuất ở quy mô-công nghiệp và tùy chỉnh trong phòng thí nghiệm/theo chức năng. Các lộ trình cốt lõi bao gồm quá trình tinh chế của Bayer, chuyển đổi pha nung-ở nhiệt độ cao, tổng hợp gel sol- và tổng hợp thủy nhiệt.
Dòng công nghiệp chính: Quy trình Bayer + Quy trình nung (Sản xuất -Al₂O₃ quy mô lớn-)
Đây là nguồn cung cấp khoảng 95% alumina trên thế giới và phù hợp để chiết xuất alumina có độ tinh khiết cao-từ bauxite.
Xử lý nguyên liệu thô: Bauxite được nghiền nát và lọc bằng dung dịch natri hydroxit ở nhiệt độ cao- để tạo ra natri aluminat hòa tan. Các tạp chất được tách ra dưới dạng bùn đỏ.
Phân hủy tinh thể hạt: Hạt nhôm hydroxit được thêm vào dung dịch natri aluminat tinh khiết, dung dịch này được làm lạnh và khuấy để kết tủa nhôm hydroxit.
Chuyển đổi nung: Nhôm hydroxit được nung ở 950–1200 độ, khử nước và chuyển thành bột -Al₂O₃ ổn định. Kích thước hạt và hình thái của sản phẩm (ví dụ: hình cầu hoặc hình cột) có thể được kiểm soát bằng cách điều chỉnh nhiệt độ, chất phụ gia (như florua) và phương pháp nghiền.
Phương pháp điều chế phổ biến của -Al₂O₃ (Alumina hoạt hóa)
-loại alumina được sử dụng rộng rãi trong xúc tác và hấp phụ do diện tích bề mặt riêng cao và cấu trúc xốp. Tiền thân của nó thường là boehmite hoặc boehmite.
Nung Boehmite: Boehmite (AlOOH) được nung ở nhiệt độ 400–600 độ để khử nước và tạo thành -Al₂O₃. Nhiệt độ quá cao sẽ trực tiếp biến nó thành pha θ.
Kết tủa hóa học: Các muối nhôm như nhôm nitrat được sử dụng làm nguyên liệu thô. Amoniac hoặc amoni bicarbonate được thêm vào để tạo ra kết tủa Al(OH)₃, sau đó được rửa, sấy khô và nung ở nhiệt độ khoảng 500 độ để thu được -Al₂O₃.
Phương pháp sol-gel: Nhôm alkoxit (chẳng hạn như nhôm isopropoxide) được thủy phân để tạo thành sol, sau đó được tạo gel, sấy khô và nung để thu được-độ tinh khiết cao -Al₂O₃ với cấu trúc lỗ có thể kiểm soát được, phù hợp với bột có kích thước nano.
Phương pháp cacbon hóa: CO₂ được tạo bọt thành dung dịch natri aluminat (NaAlO₂) để tạo ra boehmite, sau đó nung để thu được -Al₂O₃. Phương pháp này có chi phí-thấp và phù hợp với-sản xuất công nghiệp quy mô lớn.
