阻燃用氢氧化铝

氢氧化铝是目前用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂，作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用。下面就和大家一起看下它的工业生产方法： 

  1、拜耳法。用苛性钠（NaOH）溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣（赤泥）分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种，经长时间搅拌，铝酸钠分解析出氢氧化铝。 

  2、碱石灰烧结法。适用于处理高硅的铝土矿，将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠、铁酸钠、原硅酸钙和钛酸钠组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙等组成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，形成水合铝硅酸钠（称为钠硅渣）或水化石榴石，而使溶液提纯。把CO2气体通入精制铝酸钠溶液，和加入晶种搅拌，得到氢氧化铝。   3、拜耳－烧结联合法。 

4、碳酸氢铵法。在硫酸铝溶液中，在搅拌下添加纯碱溶液，生成沉淀经洗涤、过滤、低温干燥后，经粉碎制得成品。 

  氢氧化铝工业生产方法 碱法生产 

  碱法的基本原理是使矿石中的氧化铝与碱在一定条件下生成 铝酸钠 ，进入溶液而与二氧化硅和氧化铁等杂质分离，然后再使纯净的铝酸钠溶液分解析出氢氧化铝。 

  碱法生产氧化铝又可分为拜尔法、烧结法、联合法。   拜尔法是直接以苛性钠溶液处理铝土矿，使矿石中氧化铝生成铝酸钠，而矿石中的二氧化硅则成为不溶性残渣 -- 赤泥，与铝酸钠溶液分离，将净化后的铝酸钠溶液进行搅拌分解，再经过滤分离得到氢氧化铝，经洗涤后焙烧成氧化铝，分离所得的大量苛性碱溶液称为母液，母液经蒸发再用于处理下一批矿石。 

  烧结法是将矿石、碱粉、石灰石混合配料，先进行高温烧结，使矿石中氧化铝生成固体铝酸钠，三氧化二铁生成可以水解的铁酸钠，而二氧化硅与氧化钙生成不溶性的原硅酸钙 ? ２ＣａＯ．ＳｉＯ２，再用稀碱液溶出烧结块 -- 熟料，使铝酸钠进入溶液与赤泥分离。 

  含有部分二氧化硅的溶液经脱硅后得到铝酸钠溶液精制液 , 通入二氧化碳气体使之分解得到氢氧化铝及母液。母液经蒸发后补充适当的碱粉与下批矿石及石灰配料烧结。洗涤后的氢氧化铝经焙烧得到氧化铝。 

  一般来说，拜尔法具有流程简单，投资较少，产品质量高，生产成本较低的优点。但处理低品位矿石时其优越性较差，而且还要消耗价格昂贵的苛性碱。 

  烧结法的优点是可以处理品位较低矿石，而且只消耗价格便宜的 碳酸钠 ，与拜尔法相比，在同样的条件下 ? 处理低品位矿时 ，烧结法的碱耗较低，氧化铝总回收率较高，但流程复杂，投资较大，产品氧化铝质量较差，成本较高。 

  因此含硅很低的优质铝土矿就采用拜尔法，含硅高，铝硅比较低的铝矿石，一般采用烧结法。 

  为了充分利用矿产资源，综合两种方法的优点，以提高氧化铝总回收率，提高产品质量，降低生产成本，将两种方法联合起来使用，这样就产生了联合法。联合法又分为串联、并联、混联法。 并联法是用拜尔法处理高品位矿，烧结法处理低品位矿；串联法中烧结法只处理拜尔法赤泥；将拜尔法赤泥同时配一些低品位矿石可改善大窑的操作，这种将串联和并联结合起来的方法叫做混联法。 

  氢氧化铝（ Aluminium hydroxide ）， 化学式 Al(OH)3 ，是铝的氢氧化物。是一种碱，由于又显一定的酸性，所以又可称之为铝酸（ H3AlO3 ），但实际与碱反应时生成的是 偏铝酸 盐，因此通常在把它视作一水合偏铝酸（ HAlO2·H2O ）。按用途分为工业级和医药级两种。 

  氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。使用范围：热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。 

目前人工合成的红蓝宝石可以和天然宝石比美，甚至某些光学性能超过天然宝石，而制取它们的原料就是氧化铝，你可以把你的氢氧化铝制成氧化铝粉末，再加入着色激，融化结晶得到想要的宝石，硬度为 9 。

 一、 氢氧化铝的生产工艺 

世界上很多国家都普遍采用Bager法，工艺流程示意图如图4-2所示： 

 该工艺成本低，但主要缺点是矿石中有机杂质不能除掉，影响产品的白度，一般白度<90%，不能直接制得阻燃用的高白度的氢氧化铝。 

我国山东铝厂和前苏联是采用烧结法工艺，其流程示意图如图4-3所示： 

二、 氢氧化铝的性质 

水合氧化铝并不是真正的水合物，而是一种结晶的氢氧化铝【Al（OH）3】,铝和氢氧根之间的键是离子键，而且所有氢氧根基本上都是等价的 1， 化学组成 

工业级产品的颗粒大小范围可以从250μm的粗粒级到平均粒径小于1μm的细颗粒剂。产品的表面积和稀有率都很低。 3， 热性质 

氢氧化铝的阻燃作用来源于其三分子结晶水分解吸热原理。

2Al（OH）3→Al2O3+3H2O 

每克氢氧化铝大约吸热1.88kj。氢氧化铝受热脱水和相变非常复杂，根据差热曲线上三个吸热峰，表明其结晶水的失去是分三个阶段进行的。第一个吸热峰在230℃左右，相当于α-三水氧化铝部分转化为α-氧化铝一水合物的转化热。 

Al（OH）3→AlOOH+H20 

第二个吸热峰在300℃左右，它相当于α-氧化铝三水化合物分解转转变为x-氧化铝，第三个吸热峰值是500℃处的宽吸热峰，表示单水合物分解转化为γ-氧化铝： 

2ALOOH→Al2O3+H2O 

4， 阻燃性和消烟性 

已经正式，氢氧化铝使高聚物阻燃的主要机理是它的吸热脱水作用。在热分解区，通过一个吸热裂解反应产生一些挥发性聚合物碎片，这些碎片扩散到燃烧区和氧发生放热反应。氢氧化铝脱水吸收一部分燃烧热，使它传递到凝固相，组织了高聚物的热分解，也降低了燃烧速率。氢氧化铝能阻燃的次要因素是它受热分解放出水蒸气稀释了可燃性气体，以及水参加了凝聚想的反应，但在有些情况下，这可能是阻燃的主要因素。已经证明，在氢氧化物填充的环氧树脂燃烧过程中，不村子捕捉自由基的作用。  

在氢氧化铝填充的塑料中，它除了能起到阻燃作用外，还可以一直烟的生成，这是由于在固相中，它促进了碳化过程，取代了烟灰形成的缘故。一般来说，这个体系的消烟作用大概也是和氢氧化钠在燃烧过程中所发生的脱水吸热直接有关，。因为在凝聚相中，热的消散会减少热解而有利于交联反应的发生。  

三、 氢氧化铝的应用 

氢氧化铝无毒，不含卤素，不产生腐蚀性产物，价格低廉，这些都是它的优点，但是它在应用上却受到两方面的限制。其一，像其他填料一样，它不起增强作用。其二，在250℃以上便开始脱水，因此不适应与加工温度超过200℃的塑料制品。在热塑性塑料中加入氢氧化铝后机械强度，尤其是抗冲强度会引起下降，尽管使用偶联剂来努力提高强度，但是仍无显著的增强，因此氢氧化铝95%以上是用于热固性塑料之中。

注意事项：