L'alumine a une composition chimique complexe, comprenant divers polymorphes qui peuvent \u00eatre convertis en formes \u00e0 grande surface par des processus de transformation thermique tels que ceux observ\u00e9s avec la boehmite et la bayerite.<\/p>\n
La d\u00e9composition thermique produit des g-Al2O3 lamellaires ou fibreux, dont les morphologies respectives d\u00e9pendent du mat\u00e9riau de d\u00e9part utilis\u00e9 pour leur cr\u00e9ation.<\/p>\n
L'hydrate d'alumine (Al(OH)3) est une substance blanche, finement pulv\u00e9ris\u00e9e, dont la formule chimique est Al(OH)3. Produit par le proc\u00e9d\u00e9 Bayer \u00e0 partir du minerai de bauxite, il n'a ni odeur ni go\u00fbt et pr\u00e9sente une faible solubilit\u00e9 et stabilit\u00e9 thermique, ce qui en fait une mati\u00e8re premi\u00e8re extr\u00eamement polyvalente avec de nombreuses applications dans de nombreuses industries en tant que source d'Al2O3.<\/p>\n
La gibbsite (-Al(OH)3), la bayerite (-Al(OH)3), la doyleite et la nordstrandite sont les quatre polymorphes du trihydroxyde d'alumine Al(OH)3 que l'on trouve g\u00e9n\u00e9ralement dans la nature ; tous sont apparent\u00e9s et partagent des structures similaires ; cependant, leurs morphologies diff\u00e8rent consid\u00e9rablement et influencent leurs propri\u00e9t\u00e9s, avec des viscosit\u00e9s diff\u00e9rentes en fonction de la distribution de la taille des particules ; cependant, leurs morphologies peuvent \u00eatre contr\u00f4l\u00e9es par traitement thermique afin d'obtenir des viscosit\u00e9s sp\u00e9cifiques pour des applications sp\u00e9cifiques.<\/p>\n
Les capacit\u00e9s ignifuges de l'hydrate d'alumine reposent sur sa capacit\u00e9 \u00e0 lib\u00e9rer de la vapeur d'eau \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, ce qui refroidit les mat\u00e9riaux, dilue les gaz inflammables et ralentit la propagation du feu. Pour ce faire, il cr\u00e9e une barri\u00e8re qui retient l'oxyg\u00e8ne et les autres gaz inflammables, ce qui rend plus difficile pour ces mol\u00e9cules d'atteindre la surface et de la br\u00fbler.<\/p>\n
Les hydrates d'alumine ont une tr\u00e8s faible absorption d'oxyg\u00e8ne et une grande r\u00e9activit\u00e9 avec divers gaz, tels que le dioxyde de soufre, le sulfure d'hydrog\u00e8ne, le monoxyde de carbone et les oxydes d'azote. Gr\u00e2ce \u00e0 ces caract\u00e9ristiques, ils peuvent servir de substitut id\u00e9al \u00e0 l'oxyde de soufre dans de nombreuses applications telles que la pyrotechnie et les lampes \u00e0 d\u00e9charge.<\/p>\n
Les hydrates d'alumine sont utilis\u00e9s comme pr\u00e9curseurs pour produire de l'alumine activ\u00e9e (AA). L'alumine activ\u00e9e est un produit industriel fabriqu\u00e9 par d\u00e9composition thermique d'hydroxydes et d'oxyhydroxydes d'alumine. Elle trouve des applications dans toutes les industries, en particulier dans le secteur du papier en tant que pigment de remplissage ou de rev\u00eatement et dans le secteur pharmaceutique en tant qu'excipient ; diverses techniques de pr\u00e9paration permettent d'obtenir diff\u00e9rents types d'alumine poreuse pr\u00e9sentant des caract\u00e9ristiques et des applications potentielles uniques ; par exemple, la calcination de la bayerite produit des plans de spinelle (111) tandis que la calcination de l'Al(OH)3 produit des ions Al3+ hexa-coordonn\u00e9s.<\/p>\n
En raison de son faible point de fusion, l'alumine poss\u00e8de d'excellentes propri\u00e9t\u00e9s ignifuges. Elle peut contribuer \u00e0 emp\u00eacher la propagation des flammes dans les mat\u00e9riaux plastiques ou \u00e0 prot\u00e9ger les zones vuln\u00e9rables aux dommages caus\u00e9s par le feu. En outre, les capacit\u00e9s d'absorption de l'huile de l'alumine lui permettent de servir de pi\u00e9geur contre les flammes charg\u00e9es d'hydrocarbures ; l'alumine est \u00e9galement devenue un additif pr\u00e9cieux dans les lubrifiants pour \u00e9viter la d\u00e9gradation des machines.<\/p>\n
L'alumine est un min\u00e9ral naturel abondant produit comme produit final dans le processus Bayer d'extraction de l'aluminium de la bauxite, g\u00e9n\u00e9ralement en pr\u00e9cipitant les hydroxydes d'aluminium solubles dans l'eau ou en faisant r\u00e9agir le trihydrate d'alumine avec des hydroxydes de m\u00e9taux alcalins pour former de la boehmite, une substance extr\u00eamement m\u00e9tastable et mal cristallis\u00e9e avec des ions Al3 + entourant des oxyhydroxydes microporeux dans un milieu alcalin (31). La RMN MAS du 27Al montre de multiples niveaux de coordination entre Al3 + et Al3 +, avec plusieurs sch\u00e9mas de coordination (31) ; la surface BET de g-Al2O3 est d'environ 275m2g-1 (41).<\/p>\n
L'alumine d\u00e9compos\u00e9e thermiquement peut prendre la forme de divers polymorphes. La gibbsite (\u00e9galement hydrargillite) et la bayerite, toutes deux produites par le proc\u00e9d\u00e9 Bayer, en sont des exemples courants. La nordstrandite est pr\u00e9sente dans les gisements de bauxite d'Am\u00e9rique du Nord ; la gibbsite est souvent utilis\u00e9e dans les applications de gla\u00e7ure c\u00e9ramique, tandis que la nordstrandite peut \u00eatre trouv\u00e9e dans les \u00e9maux et les produits en gr\u00e8s.<\/p>\n
La pr\u00e9cipitation consiste \u00e0 transformer la gibbsite et les gels de pseudoboehmite en boehmite en utilisant une pression de vapeur d'eau contr\u00f4l\u00e9e, lorsque les temp\u00e9ratures tombent en dessous de 80 degr\u00e9s Celsius ; leur forme revient alors \u00e0 leur forme originale d'hydroxydes d'alumine qui se dissolvent plus facilement dans l'eau ; ils se dissocient donc en fusion pour donner de l'oxyde d'alumine facilement soluble qui se dissout plus facilement avec le temps ou \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es (60). \u00c0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es ou dans des conditions de vieillissement plus rigoureuses, cet oxyde d'alumine peut finalement se transformer en boehmite bien cristallis\u00e9e (60).<\/p>\n
Le trihydrate d'alumine, commun\u00e9ment appel\u00e9 alumine calcin\u00e9e et hydroxyde d'aluminium, est une charge extr\u00eamement polyvalente. Dans les applications plastiques, il sert \u00e0 am\u00e9liorer l'ignifugation ainsi que les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques et thermiques de divers polym\u00e8res ; sa polyvalence se pr\u00eate \u00e9galement bien aux applications dans le verre, la c\u00e9ramique et le papier en tant que mati\u00e8re de charge. En outre, les fabricants de papier l'utilisent comme pigment de couchage et pour augmenter les niveaux d'opacit\u00e9 et de luminosit\u00e9 de divers papiers ; sa nature alcaline lui donne \u00e9galement un coup de pouce dans certaines applications de traitement de l'eau.<\/p>\n
La grande r\u00e9activit\u00e9 de l'alumine hydrat\u00e9e en fait une excellente mati\u00e8re premi\u00e8re pour la production de p\u00e2tes c\u00e9ramiques et d'\u00e9maux, et constitue souvent un substitut \u00e9conomique aux mati\u00e8res premi\u00e8res naturelles telles que le feldspath et la silice. Disponible sous forme humide ou s\u00e8che, l'alumine hydrat\u00e9e peut \u00eatre broy\u00e9e pour produire des particules de taille variable dans des broyeurs \u00e0 \u00e9nergie fluide ou des broyeurs \u00e0 billes \u00e0 rev\u00eatement c\u00e9ramique.<\/p>\n
L'hydrate d'alumine broy\u00e9 ajout\u00e9 \u00e0 la gla\u00e7ure ou au verre fondu se d\u00e9compose rapidement en oxyde d'aluminium et en mol\u00e9cules d'eau par un processus de r\u00e9action endothermique exothermique, ce qui conf\u00e8re \u00e0 ce mat\u00e9riau des propri\u00e9t\u00e9s ignifuges intrins\u00e8ques et produit une fum\u00e9e non corrosive et non toxique au cours de cette r\u00e9action.<\/p>\n
Pour que le trihydrate d'alumine fonctionne efficacement en tant qu'agent ignifuge, il doit \u00eatre expos\u00e9 \u00e0 des temp\u00e9ratures sup\u00e9rieures \u00e0 220 degr\u00e9s Celsius. Lorsqu'il est chauff\u00e9 \u00e0 ce niveau, 3 mol\u00e9cules d'eau par mol\u00e9cule d'alumine s'\u00e9vaporent sous forme de vapeur dans l'\u00e9mail fondu. Cette d\u00e9composition de l'hydrate d'alumine lui conf\u00e8re son niveau distinctif d'ignifugation que l'on ne retrouve pas ailleurs dans les charges.<\/p>\n
L'ajout d'hydrate d'alumine aux gla\u00e7ures et aux verres peut augmenter l'opacit\u00e9 en cr\u00e9ant des bulles de gaz dans la gla\u00e7ure fondue, ce qui contribue \u00e0 r\u00e9duire le retrait de cuisson tout en produisant des surfaces brillantes et en assurant des taux de retrait de cuisson faibles. En outre, il s'agit d'un choix id\u00e9al pour la fabrication de gla\u00e7ures n\u00e9cessitant de faibles taux de retrait au s\u00e9chage.<\/p>\n
L'hydrate d'alumine est un excellent catalyseur, qui cr\u00e9e des bulles de gaz dans les gla\u00e7ures et les \u00e9maux pour en augmenter l'opacit\u00e9 par le proc\u00e9d\u00e9 Bayer. Non seulement il n'est pas toxique et pr\u00e9sente un faible retrait \u00e0 la cuisson, mais il est \u00e9galement rentable, facile \u00e0 manipuler, \u00e9conomique et pr\u00e9sente une grande surface - ce qui n'est pas une mauvaise qualit\u00e9 pour un mat\u00e9riau industriel dont la production annuelle atteint environ 100 millions de tonnes ! Le trihydrate d'alumine ainsi produit est broy\u00e9 sous sa forme anhydre ou calcin\u00e9e pour \u00eatre utilis\u00e9 comme ingr\u00e9dient int\u00e9gral.<\/p>\n
Il existe plusieurs polymorphes d'alumine qui poss\u00e8dent chacun des propri\u00e9t\u00e9s diff\u00e9rentes en raison des diff\u00e9rentes s\u00e9quences d'empilement, de la g\u00e9om\u00e9trie des liaisons hydrog\u00e8ne entre les couches et \u00e0 l'int\u00e9rieur des couches et des sch\u00e9mas de substitution des groupes hydroxyle sur les octa\u00e8dres de partage des ar\u00eates Al(OH)6. Pourtant, leur stabilit\u00e9 thermodynamique reste similaire - l'existence peut d\u00e9pendre davantage de la cin\u00e9tique que des propri\u00e9t\u00e9s thermodynamiques de ce mat\u00e9riau.<\/p>\n
Des gels d'alumine microporeux \u00e0 base de gibbsite (pseudoboehmite et boehmite) peuvent \u00eatre cr\u00e9\u00e9s gr\u00e2ce \u00e0 une gestion minutieuse des processus de g\u00e9lification\/floculation, de vieillissement et de s\u00e9chage. Le trempage des gels dans l'eau entra\u00eene toutefois une perte irr\u00e9m\u00e9diable de la surface BET et la transformation en bayerite non poreuse.<\/p>\n
L'hydrolyse \u00e0 la flamme du chlorure d'alumine \u00e0 haute temp\u00e9rature produit une fine poudre de g-Al2O3 dont la taille moyenne des particules est de 10 nm et la surface de 130 m2g-1. Les particules d'alumine ont tendance \u00e0 pr\u00e9senter des r\u00e9seaux de spinelles, bien qu'il puisse \u00e9galement y avoir des cristallites hexagonales ou cubiques empil\u00e9es.<\/p>\n
L'hydrate d'alumine est l'un des mat\u00e9riaux d'alumine les plus stables et les plus r\u00e9pandus. Il pr\u00e9sente une surface \u00e9lev\u00e9e et un faible taux de r\u00e9traction \u00e0 la cuisson, ce qui le rend adapt\u00e9 \u00e0 toute une s\u00e9rie d'applications. En outre, ses qualit\u00e9s anticorrosives et ses propri\u00e9t\u00e9s ignifuges en font un agent retardateur de flamme appropri\u00e9 ; des recherches anticorrosives sont en cours et ses particules se sont \u00e9galement av\u00e9r\u00e9es efficaces en tant que convertisseurs autocatalytiques et composants de piles \u00e0 combustible gr\u00e2ce \u00e0 des d\u00e9couvertes qui r\u00e9v\u00e8lent comment les particules d'alumine r\u00e9agissent avec l'eau pour g\u00e9n\u00e9rer des flux de gaz riches en hydrog\u00e8ne qui peuvent ensuite \u00eatre br\u00fbl\u00e9s en tant que carburant pour les voitures et les avions \u00e0 r\u00e9action !<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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