Исходным кристаллогидратом при получении γ-А12О3 служит моногидрат — бемит. Его готовят осаждением из растворов солей алюминия или алюминатов при рН 8,5—9,5 и комнатной или повышенной температуре. Высушенный при 110 °С осадок обычно имеет структуру бемита, но содержит не 15% воды, отвечающих составу А12О3-Н2О, а 19—22%. Такой гидрат называют псевдобемитом; предполагают, что дополнительная вода псевдобемита находится в промежутках между слоями анионов и удерживается водородными связями.
Осадок псевдобемита, полученный при температуре не выше 30 °С, состоит из мелких кристаллов (диаметр 2—3 нм), объединенных во вторичные частички (хлопья), содержащие большое количество коллоидно-связанной воды. Последняя удерживается гидратом очень прочно и удаляется только в результате сушки при 110—130 °С. Гидратированная масса обладает хорошей пластичностью, сохраняющейся даже после снижения содержания воды от исходных 80—85 до 50—60 %. Порошок бемита, высушенный при 110°С при замешивании с водой снова образует пластичную массу. Реологические свойства бемита позволяют использовать разнообразные способы формовки с получением после прокаливания прочного оксида алюминия.
Благодаря малым размерам кристаллов бемита, удельная поверхность его составляет 150—180 м2/г, а в некоторых случаях, когда бемит находится. в состоянии, близком к предкристаллическому, достигает 250—300 м2/г. Превращение бемита, в γ-'оксид происходит при малом изменении размера кристаллов и соответственно удельная поверхность его обычно равна 180—280 м2/г.
Исходный гидрат при получении η-оксида алюминия — байерит. Осаждение проводят при рН 10—12 байерит выпадает в виде крупных, малогидратированных и рыхлоупакованных кристаллов, промежутки между которыми, как и в случае осадка бемита, заполнены коллоидно-связанной водой, но связь ее с гидратом менее прочна, чем у бемита. Осадки байерита тиксотропны, при растирании выделяют часть воды и разжижаются. При высыхании и прокаливании коллоидно-связанная вода удаляется, образующиеся пустоты создают систему макропор. Одновременно при прокаливании происходит распад крупных кристаллов байерита (30—70 нм) в мелкие кристаллы η-оксида алюминия (2—3 нм). Поверхность байерита составляет 50—80 м2/г, а поверхность η-оксида алюминия — 400— 500 м2/г. Чистый байерит не удается сформовать в прочные гранулы.
Способ ВНИИНефтехима [а. с. СССР 496236, 624884] позволяет получать, исходя из алюмината натрия и азотной кислоты, байерит, содержащий некоторое количество бемита, практически чистый от натрия. Экструдаты прокаленного η-оксида алюминия обладают хорошей прочностью. Наиболее характерные показатели качества γ- и η-оксидов алюминия приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1. Характеристика образцов активного оксида алюминия
Показатели качества | γ-Оксид, А-64 | η-Оксид, А-75 |
Насыпная плотность, г/см3 | 0,60—0,68 | 0,68—0,78 |
Коэффициент прочности по ножу, средний, кг/мм, не менее | 1,0 | 1,0 |
Удельная поверхность по адсорбции аргона, м2/г | 200—250 | 300—400 |
Массовое содержание примесей, %, не более |
|
|
Na2O | 0,02 | 0,02 |
Fe | 0,015 | 0,02 |
Объем пор радиусом более 25 нм, см3/г | 0,0—0,02 | 0,10—0,25 |
Содержание кислых центров по адсорбции аммиака, моль NH3 на 100 г А12О3 общее | 35—45 | 75—90 |
в том числе сильных | 10—15 | 25—50 |
Растрескивание при смачивании водой, число гранул из 100 | 10—40 | 0 |