Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Sep 2022)
Effect of phase type in the alumina precursor on the flash calcination synthesis
Abstract
Economical alumina precursors, derived from bauxite or nepheline ores, were calcined through a very short time process. Results showed that phases of the precursor are a key parameter on the flash calcination process. The number of structural water molecules is the dominant phenomenon. A porous and fine structure of activated alumina was developed as the hydroxyl groups are explosively driven off and establish a hydrothermal condition. The presence of gibbsite phase with larger particle size and most structural water molecules has better product properties in comparison of other alumina precursors phase with small particle size because water vapor pressure achieves a critical value for splitting particles and developing nucleation desirable phases. The changes rate of properties reaches to its maximum value for gibbsite phase at lower calcination temperature. FESEM images showed the precursor phase forms different morphologies of products like, nanodimensional, a coral-like co-continuous or loose particles surrounded with macropores. Resumen: Los precursores económicos de alúmina, derivados de minerales de bauxita o nefelina, se obtienen a través de un proceso de calcinación rápida. Los resultados mostraron que las fases del precursor son un parámetro clave en el proceso de calcinación rápida. El fenómeno dominante en este proceso es el número de moléculas estructurales que estén formando el agua. Cuando los grupos de hidroxilo se extraen de forma explosiva, elaboran un ambiente hidrotermal. El resultado genera alúmina activa con una estructura porosa y fina. A diferencia de otras etapas de los precursores de alúmina con el tamaño de partículas pequeñas, la gibbsite incluye el tamaño más grande de partículas con el número máximo de moléculas estructuradas de agua que producen mejores propiedades del producto, y que va a dividir partículas y a desarrollar las etapas de forma deseada cuando alcanza la presión del vapor del agua el punto crítico. En cambio, a baja temperatura se maximizará los cambios de gibbsite. Las imágenes de FESEM mostraron que la fase precursora forma diferentes morfologías de productos, como nanodimensionales, co-continuas como corales o partículas sueltas rodeadas de macroporos.
