硫酸鋁結(jié)合劑的制備與反應(yīng)原理

作者：任先生瀏覽量：時間：2023-11-11

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硫酸鋁是用工業(yè)硫酸與工業(yè)氧化鋁或高鋁磯土共同反應(yīng)生成的。除掉雜質(zhì)再經(jīng)過加熱脫水后即形成含有結(jié)晶水的灰白色塊狀物體[Al2(SO4)3·18H2O]。硫酸鋁易潮解,其硬化機(jī)理是生成凝膠體而凝結(jié)硬化,其反應(yīng)式如下: 固體硫酸鋁在常溫下水解較慢,一般采用80~100℃熱水可加速溶解,在水溶液中加

硫酸鋁結(jié)合劑的制備與反應(yīng)原理(圖1)

硫酸鋁是用工業(yè)硫酸與工業(yè)氧化鋁或高鋁磯土共同反應(yīng)生成的。除掉雜質(zhì)再經(jīng)過加熱脫水后即形成含有結(jié)晶水的灰白色塊狀物體[Al2(SO4)3·18H2O]。

硫酸鋁易潮解,其硬化機(jī)理是生成凝膠體而凝結(jié)硬化,其反應(yīng)式如下:

硫酸鋁結(jié)合劑的制備與反應(yīng)原理(圖2)

固體硫酸鋁在常溫下水解較慢,一般采用80~100℃熱水可加速溶解,在水溶液中加人少量的Na2SO4可加快水解速度。

(1) 硫酸鋁結(jié)合體在加熱時的強(qiáng)度變化:

3) 800℃,強(qiáng)度最低,Al2(SO4)3受熱分解,生成Al2O3和SO3,對結(jié)合的結(jié)構(gòu)有不利的影響。

4) 大于lOOO℃,強(qiáng)度上升,在1200℃時強(qiáng)度是800℃的3.5倍以上,說明這種結(jié)合劑在1OOO℃就出現(xiàn)燒結(jié)。

結(jié)合劑使用的硫酸鋁溶液脫水后呈多孔質(zhì)塊狀。從失重曲線看,第一個階段脫掉15個分子的水,第二個階段脫掉3個分子的水。從熱分析曲線看,在885℃的吸熱峰是無水硫酸招分解, 在1280℃的放熱峰是氧化鋁從γ—α相轉(zhuǎn)化。

經(jīng)X衍射分析,無水硫酸鋁在800℃前后分解,并生成γ-Al2O3,從1100℃開始向α-Al2O3轉(zhuǎn)化,到1200℃是α相和γ相共同存在,在 1200℃以上完全轉(zhuǎn)化為α-Al203。

以硫酸鋁水溶液做結(jié)合劑要控制溶液的密度在1.20~ 1.30g/cm3之間。一般在1OOkg的熱水中加入3035kg的固體硫酸銷。

從硫酸鋁的水解反應(yīng)可以看出:水解后的產(chǎn)物有硫酸。因為硫酸是一種強(qiáng)酸,易與原料中的金屬或某些金屬氧化物發(fā)生反應(yīng),同時產(chǎn)生氫氣和水。所以在混料時要經(jīng)過24h以上的困料時間,并保持在一定的溫度和濕度的條件下,在成型或澆注制品時再經(jīng)過第二次混料,以消除制品的層裂和鼓泡現(xiàn)象。

各種不同密度的硫酸鋁溶液對制品強(qiáng)度的影響,如圖1-2所示。