กระบวนการผลิตอะลูมินาไฮเดรตส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภทตามแหล่งที่มาของวัตถุดิบ ความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ และข้อกำหนดรูปแบบคริสตัล:-การผลิตในระดับอุตสาหกรรมและ-ความบริสุทธิ์สูง/การเตรียมวัสดุพิเศษ กระบวนการหลักประกอบด้วยกระบวนการไบเออร์ กระบวนการตกตะกอน กระบวนการไฮโดรไลซิสอะลูมิเนียมอัลคอกไซด์ และกระบวนการสังเคราะห์ความร้อนด้วยความร้อน
กระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมกระแสหลัก
กระบวนการของไบเออร์: ประมาณ 95% ของอลูมินาทั่วโลกผลิตขึ้นโดยใช้วิธีนี้ ทำให้เป็นกระบวนการหลักสำหรับการประมวลผลอะลูมิเนียมเกรดสูง- กระแสหลักมีดังนี้:
การละลาย: บอกไซต์ที่บดแล้วจะทำปฏิกิริยากับสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้นภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง (140–250 องศา 3–4 MPa) เพื่อละลายอลูมินาไฮเดรต (เช่น กิบบ์ไซต์) ให้เป็นสารละลายโซเดียมอะลูมิเนต
การแยก: สารตกค้างที่ไม่ละลายน้ำ (โคลนสีแดง) จะถูกกำจัดออกโดยการตกตะกอนและการกรองเพื่อให้ได้การแยกของเหลวที่เป็นของแข็ง-
การสลายตัว: ผลึกเมล็ดอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จะถูกเติมลงในสารละลายโซเดียมอะลูมิเนตเพื่อกระตุ้นการสลายตัวและตกตะกอนอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ การเผา: อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์จะถูกเผาและทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 1000–1200 องศา เพื่อให้ได้อลูมินาเกรด-ทางโลหะวิทยา (Al₂O₃)
วิธีนี้ใช้ได้เต็มที่และต้นทุนต่ำ- แต่เหมาะสำหรับแร่ซิลิกาบอกไซต์ที่ต่ำ-เท่านั้น และก่อให้เกิดขยะโคลนแดงจำนวนมาก
กระบวนการคาร์บอเนต: ใช้เพื่อเตรียมอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง-หรือขนาดอนุภาคเฉพาะ สารละลายโซเดียมอะลูมิเนตจะค่อยๆ ทำให้เป็นกลางโดยการส่งก๊าซ CO₂ ผ่านเข้าไป ส่งผลให้ค่า pH ต่ำลงจนถึงช่วงการตกตะกอน (pH-10–11) ส่งผลให้อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ตกตะกอน วิธีการนี้ช่วยให้สามารถควบคุมขนาดอนุภาคของผลิตภัณฑ์และความเป็นผลึกได้อย่างแม่นยำ และมักใช้ในการเตรียมสารตั้งต้นของโบเอห์ไมต์
วิธีการตกตะกอนของกรดและด่าง
วิธีการเป็นกรด: การใช้เกลืออะลูมิเนียม เช่น AlCl₃ หรือ Al₂(SO₄)₃ เป็นวัตถุดิบ ค่า pH จะถูกปรับเป็น 6–8 ด้วยแอมโมเนียหรือ NaOH เพื่อสร้างตะกอนอะลูมินาไฮเดรตแบบอสัณฐานหรือแบบผลึก
วิธีการเป็นด่าง: การใช้โซเดียมอะลูมิเนตเป็นวัตถุดิบ ทำให้สามารถตกตะกอนได้โดยการทำให้กรดหรือ CO₂ เป็นกลาง ด้วยการควบคุม pH อุณหภูมิ และเวลาการเสื่อมสภาพ จึงสามารถได้รับรูปแบบผลึกเป้าหมาย เช่น โบเอห์ไมต์ ( -AlOOH) หรือซูโดโบเอไมต์
กระบวนการเตรียมการพิเศษสำหรับ-วัสดุคุณภาพสูง
แอลกอฮอล์ไฮโดรไลซิส: ใช้เพื่อเตรียมอลูมินาไฮเดรตที่มีความบริสุทธิ์สูง-ขนาดนาโน- เหมาะอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์เกรดอิเล็กทรอนิกส์-และตัวเร่งปฏิกิริยา-
อลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับไอโซโพรพานอลเพื่อสร้างอะลูมิเนียมไอโซโพรออกไซด์:
2 อัล +
6 ( CH 3 ) 2 CH โอ้ →
2 อัล [ O CH ( CH 3 ) 2 ] 3 +
3 H 2 2อัล + 6(CHX 3
)X 2
ชอ
2Al[OCH(CHX 3
)X 2
]X 3
+3สส 2
อะลูมิเนียมไอโซโพรออกไซด์ไฮโดรไลซ์ในไอน้ำที่ 175 องศาเพื่อสร้างอลูมินาโมโนไฮเดรต (โบห์ไมต์):
2
Al[OCH(CH3)2]3 + 4H2O(g) → Al2O3 ⋅ H2O + 6 (CH3)2CHOH2Al[OCH(CHX3)X2]X3 + 4HX2O(g)
AlX2OX3 ⋅HX2O+6(CHX3)X2O วิธี CHOH ผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง (มากกว่าหรือเท่ากับ 99.9%) และมีขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ แต่มีต้นทุนสูงกว่า
