Les méthodes de préparation de l'alumine sont principalement divisées en deux catégories en fonction de la forme cristalline cible et des exigences de l'application : production à l'échelle industrielle-et personnalisation en laboratoire/fonctionnalisée. Les voies principales comprennent la purification par le procédé Bayer, la transformation de phase par calcination à haute température-, la synthèse sol-gel et la synthèse hydrothermale.
Grand public industriel : Processus Bayer + Processus de calcination (production à grande-échelle de -Al₂O₃)
C'est la source d'environ 95 % de l'alumine mondiale et convient à l'extraction d'alumine de haute-pureté à partir de la bauxite.
Traitement des matières premières : la bauxite est broyée et lixiviée avec une solution d'hydroxyde de sodium à haute -température pour générer de l'aluminate de sodium soluble. Les impuretés sont séparées sous forme de boue rouge.
Décomposition des cristaux de germes : des germes d'hydroxyde d'aluminium sont ajoutés à la solution d'aluminate de sodium purifiée, et la solution est refroidie et agitée pour précipiter l'hydroxyde d'aluminium.
Conversion par calcination : l'hydroxyde d'aluminium est calciné à 950–1 200 degrés, déshydraté et converti en poudre stable de -Al₂O₃. La taille des particules et la morphologie du produit (par exemple, sphérique ou colonnaire) peuvent être contrôlées en ajustant la température, les additifs (tels que les fluorures) et les méthodes de broyage.
Méthodes de préparation courantes de -Al₂O₃ (alumine activée)
L'alumine de type - est largement utilisée en catalyse et en adsorption en raison de sa surface spécifique élevée et de sa structure poreuse. Ses précurseurs sont souvent la boehmite ou la boehmite.
Calcination de la Boehmite : La Boehmite (AlOOH) est calcinée à 400–600 degrés pour se déshydrater et former du -Al₂O₃. Une température excessive le transformera directement en θ ou phase.
Précipitation chimique : Les sels d'aluminium tels que le nitrate d'aluminium sont utilisés comme matières premières. De l'ammoniac ou du bicarbonate d'ammonium est ajouté pour générer un précipité d'Al(OH)₃, qui est ensuite lavé, séché et calciné à environ 500 degrés pour obtenir -Al₂O₃.
Méthode sol-gel : les alcoxydes d'aluminium (tels que l'isopropoxyde d'aluminium) sont hydrolysés pour former un sol, qui est ensuite gélifié, séché et calciné pour obtenir une -Al₂O₃ de haute pureté avec une structure de pores contrôlable, adaptée aux poudres nanométriques.
Méthode de carbonisation : le CO₂ est barboté dans une solution d'aluminate de sodium (NaAlO₂) pour générer de la boehmite, qui est ensuite calcinée pour obtenir -Al₂O₃. Cette méthode est peu coûteuse-et adaptée à la production industrielle-à grande échelle.
