Astratto
L'ossido di alluminio, in quanto importante materiale inorganico non metallico, presenta proprietà fisiche e chimiche strettamente correlate alla distribuzione granulometrica. Questo articolo descrive i metodi di classificazione della polvere di allumina, tra cui la classificazione a secco, a umido, ecc., e analizza lo stato di applicazione della tecnologia di classificazione nei settori di batteria al litio separatori, materiali ceramici e supporto del catalizzatore.
Introduzione
L'ossido di alluminio è uno dei materiali ceramici ossidici più importanti nell'industria. A seconda della forma cristallina, può essere suddiviso in diverse forme come α, γ, θ, ecc. Diversi campi di applicazione richiedono requisiti rigorosi per la distribuzione granulometrica della polvere di allumina. Ad esempio, il rivestimento del separatore per batterie al litio richiede una distribuzione granulometrica α- stretta.Al2O3 con D50=0,8±0,2 μm, mentre i substrati ceramici di fascia alta richiedono polvere di allumina multigrado per ottenere le migliori prestazioni di sinterizzazione.
Pertanto, la classificazione dell'allumina è diventata un elemento chiave per regolamentare le prestazioni della polvere di allumina. Con lo sviluppo di nuovi materiali, sono stati imposti requisiti più stringenti per la tecnologia di classificazione dell'allumina, il che a sua volta promuove l'innovazione continua nelle apparecchiature e nei processi di classificazione.
Metodi di classificazione della polvere di allumina
Metodi di classificazione attuali per la polvere di allumina:
— Classificazione secca
Il classificatore turbo ad aria è attualmente l'apparecchiatura di classificazione a secco più diffusa. Sfrutta l'azione combinata della forza centrifuga generata dalla ruota di classificazione rotante e del flusso d'aria per ottenere una classificazione precisa.
La sua struttura tipica comprende:
Ruota di classificazione: La ruota di classificazione è realizzata in materiali duri, come ossido di alluminio, carburo di silicio e carburo di tungsteno, per resistere all'impatto della polvere di ossido di alluminio ad alta durezza e prolungarne la durata utile.
Sistema di aria secondaria: Riduce il trascinamento di particelle grossolane.
Dispositivo di regolazione del vortice: Ottimizzazione della stabilità del campo di flusso.
— Classificazione umida
Per la classificazione della polvere di allumina submicronica, la classificazione a umido offre maggiori vantaggi. Si tratta di un processo di classificazione basato sul fatto che le particelle di allumina mostrano comportamenti diversi in un mezzo liquido a causa delle loro proprietà specifiche come granulometria, densità, ecc.
La configurazione tipica del gruppo idrociclone è:
Idrociclone di primo stadio: Φ50mm, rimuove le particelle con d > 5μm.
Idrociclone di secondo stadio: Φ25mm, separa particelle di dimensioni comprese tra 1 e 5μm.
Idrociclone di terzo stadio: Φ10mm, raccoglie polveri ultrafini con d < 1μm.
— Classificazione elettrostatica
La classificazione elettrostatica sfrutta la differenza di costante dielettrica tra particelle di allumina e impurità (per α – Al₂O₃, εᵣ = 9,3) per ottenere la separazione in un campo elettrico ad alta tensione di 10 – 50 kV. È particolarmente adatta per:
· Rimozione delle impurità conduttive (ad esempio, Fe₂O₃)
· Separare l'allumina con diverse forme cristalline (γ-Al₂O₃ e α-Al₂O₃)
Applicazione di polvere di alluminio dopo la classificazione
Materiali refrattari: L'allumina con diverse granulometrie può essere utilizzata per produrre materiali refrattari con proprietà diverse. La polvere di allumina a grana grossa può aumentare la resistenza e la resistenza agli shock termici dei materiali refrattari, mentre la polvere di allumina a grana fine contribuisce a migliorarne la compattezza e la resistenza all'erosione.
Ceramica: Utilizzata nella produzione di ceramica, l'allumina classificata può controllare il ritiro di sinterizzazione, la densità e le proprietà meccaniche della ceramica. L'allumina a grana fine può essere utilizzata per preparare ceramiche fini ad alte prestazioni, come utensili da taglio e substrati ceramici.
Abrasivi: L'allumina a grana grossa può essere utilizzata come abrasivo negli utensili abrasivi, come mole e carte abrasive, e viene applicata ai processi di molatura e lucidatura in settori quali la lavorazione dei metalli e della pietra.
Supporti catalizzatori: L'allumina finemente classificata presenta un'adeguata distribuzione delle dimensioni dei pori e un'area superficiale specifica e può essere utilizzata come vettore di catalizzatori, trovando ampia applicazione nelle reazioni catalitiche in settori quali l'industria petrolchimica e la tutela ambientale.
Conclusione
Con lo sviluppo di settori industriali come quello delle nuove energie e della ceramica elettronica, sono stati imposti requisiti più stringenti per la tecnologia di classificazione. In futuro, l'integrazione interdisciplinare di scienza dei materiali, meccanica dei fluidi e tecnologia dell'automazione sembra essere fondamentale per guidare la tecnologia di classificazione dell'allumina verso una direzione più efficiente e precisa.
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