Nhôm oxit trắng nung chảy (WFA) là vật liệu mài mòn tổng hợp có độ tinh khiết cao được sản xuất bằng cách nung chảy nhôm oxit (Al₂O₃) trong lò hồ quang điện. Nhờ độ cứng, độ ổn định nhiệt và tính trơ hóa học, WFA được sử dụng rộng rãi trong vật liệu mài mòn, vật liệu chịu lửa, gốm sứ và đúc chính xác. Dưới đây là tổng quan về quy trình sản xuất:
1. Nguyên liệu thô
Nguyên liệu thô chính cho WFA là alumina nung (Al₂O₃ ≥ 99,5%), được sản xuất theo quy trình Bayer. Có thể sử dụng các chất phụ gia nhỏ như oxit boron (B₂O₃) để giảm kết tinh và cải thiện độ tinh khiết.
2. Quá trình nấu chảy
Quá trình sản xuất diễn ra trong lò hồ quang điện (EAF) có lớp lót carbon:
-
Nạp: Nhôm đã nung được đưa vào lò.
-
Nóng chảy: Hồ quang điện có cường độ cao (2000–3000°C) làm nóng chảy nhôm oxit.
-
Giảm tạp chất: Bất kỳ silica (SiO₂), oxit sắt (Fe₂O₃) hoặc titan (TiO₂) còn sót lại đều được khử và loại bỏ dưới dạng xỉ.
-
Bổ sung oxit Bo (Tùy chọn): Giúp giảm kích thước tinh thể α-Al₂O�3, tăng cường độ dẻo dai.
3. Làm mát và kết tinh
-
Sau khi nấu chảy, nhôm nóng chảy được đổ vào khuôn hoặc làm nguội chậm trong lò.
-
Quá trình làm mát có kiểm soát đảm bảo hình thành các tinh thể α-Al₂O₃ lớn, đơn lẻ (cấu trúc corundum).
4. Nghiền và chế biến
-
Khối nhôm đông đặc được nghiền nát, xay nhỏ và sàng thành nhiều kích cỡ hạt khác nhau.
-
Tách từ tính loại bỏ tạp chất sắt còn sót lại.
-
Có thể áp dụng các quá trình xử lý tiếp theo (rửa, xử lý axit) để đạt được độ tinh khiết cao.
5. Kiểm soát chất lượng
-
Phân tích hóa học: Đảm bảo hàm lượng Al₂O₃ ≥ 99,5% (hàm lượng tạp chất như SiO₂, Fe₂O₃, Na₂O thấp hơn).
-
Kiểm tra vật lý: Kiểm tra độ cứng (Mohs 9), hình dạng hạt và phân bố kích thước hạt.
Các tính năng chính của WFA
-
Độ tinh khiết cao (≥ 99,5% Al₂O₃)
-
Độ cứng và độ dẻo dai cao
-
Khả năng chịu nhiệt và hóa chất tuyệt vời
-
Hình dạng hạt sắc nét, góc cạnh (lý tưởng để mài và cắt)
Ứng dụng
-
Chất mài mòn: Bánh mài phủ và liên kết, giấy nhám
-
Vật liệu chịu lửa: Lớp lót chịu nhiệt độ cao cho lò nung
-
Gốm sứ & Đánh bóng: Linh kiện chính xác, hợp chất mài
-
Bề mặt và lớp phủ chống trượt