[发明专利]纯化铝离子的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月14日提交的US61/726,079的优先权，其以它的整体通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及应用于铝离子的纯化和/或基于铝的产品的制备的化学领域中的改进。

公开背景

大部分的商业氧化铝可通过拜耳(Bayer)法制备。还可能通过其他方法制备水合氧化铝。几种其他方法产生包含高水平的一种或多种杂质。

低纯度特种氧化铝可用作耐火材料(抗非常高的温度)、用作陶瓷并用于电解生产铝金属。

然而，对于一些应用，需要高纯度氧化铝(HPA)。许多合成宝石具有高纯度氧化铝基质，包括红宝石、黄宝石和蓝宝石。这些晶体主要用于珠宝、红外线、UV和激光光学，并且用作高端电子基板。

全球年产量一半的超纯氧化铝用来合成用于纤维光学的蓝宝石，并且最近用于室内和汽车市场的LED照明。它还用于生产高压钠蒸汽灯管和制造视频和计算机设备以及用于金相抛光以及光学和电子材料的抛光。

每年全世界对HPA的需求不断增长，根据一些市场专家其应该从2012的9,000吨增加至2015超过15,000吨。由于全球对发光二极管(LED)需求的增加，导致每年约6,000吨的巨大供应短缺。

已经提出的许多制备高纯度氧化铝的方法起始于纯铝金属、有机铝化合物或明矾。这些通常起始于高成本材料或者在煅烧时产生不可再循环至该方法的产物，因此不适用于商业生产。

因此，亟需提供纯化铝离子和/或制备具有高纯度的氧化铝的现有方案的替代。

公开概述

根据一个方面，提供了纯化铝离子的方法，其包括：

在给定的pH值下将铝离子以Al(OH)₃的形式沉淀；和

通过使Al(OH)₃与HCl反应将Al(OH)₃转化为AlCl₃并将AlCl₃沉淀；和

在有效用于将AlCl₃转化为Al₂O₃的条件下加热AlCl₃。

根据另一方面，提供了纯化铝离子的方法，其包括：

在约7至约10的pH值下将铝离子以Al(OH)₃的形式沉淀；和

通过使Al(OH)₃与HCl反应将Al(OH)₃转化为AlCl₃并将AlCl₃沉淀；和

在有效用于将AlCl₃转化为Al₂O₃的条件下加热AlCl₃。

根据另一方面，提供了纯化铝离子的方法，其包括：

在约7至约10的pH值下将铝离子以Al(OH)₃的形式沉淀；和

通过使Al(OH)₃与HCl反应将Al(OH)₃转化为AlCl₃并将AlCl₃沉淀；和

在有效用于将AlCl₃转化为Al₂O₃的条件下加热AlCl₃并任选回收如此产生的气体HCl。

根据另一方面，提供了制备铝的方法，其包括：

在约7至约10的pH值下将铝离子以Al(OH)₃的形式沉淀；

通过使Al(OH)₃与HCl反应将Al(OH)₃转化为AlCl₃并将AlCl₃沉淀；

在有效用于将AlCl₃转化为Al₂O₃的条件下加热AlCl₃；和

将Al₂O₃转化为铝。

根据另一方面，提供了制备铝的方法，其包括：

在约7至约10的pH值下将铝离子以Al(OH)₃的形式沉淀；