[发明专利]制备高纯氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，具体而言，本发明涉及制备高纯氧化铝的方法。

背景技术

高纯氧化铝具有结构精细，组织均匀，密度大，硬度高，强度高，模量高，电导率低，耐高温，耐化学腐蚀等优良性能。在电子工业方面，它是制作芯片、封装用陶瓷多层基板、集成电路元件、传感器等的基础材料；在陶瓷工业领域，它是制作激光宝石、高温耐火陶瓷不可缺少的底料；在光学仪器上，它被用作制造高压钠灯管、航空光学器件等重要光学材料；此外在制作涂层保护材料方面，纳米级氧化铝因表现出优异的性能被广泛用于等离子喷涂工业。将高纯氧化铝喷涂在锂电隔膜上能起到很好的阻燃、导热、维护电流稳定的特性。

我国对高纯氧化铝生产的研究起步较晚，目前市场上生产高纯氧化铝的工艺主要有铵盐热解法、中和法、溶胶凝胶法等。铵盐热解法生产过程中会释放SO₃，NH₃等气体，造成环境污染，焙烧过程也存在结块现象，生产工序过于复杂。中和法生产过程中需要消耗大量的硝酸，不仅生产成本昂贵，废水处理不好也会对环境有很大污染，而溶胶凝胶法采用的原料是高纯AlCl₃，造价昂贵，生产过程需要大量的水，污水处理起来比较麻烦。

因此，现有的制备高纯氧化铝的方法仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出制备高纯氧化铝的方法。该方法对制备高纯氧化铝的原料的纯度要求低，工艺简单易操作，产品纯度高，且生产成本低，环境友好。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备高纯氧化铝的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)将工业氢氧化铝与氢氧化钠混合并加热溶解，以便得到铝酸钠溶液；(2)将所述铝酸钠溶液与脱色剂和脱杂剂混合并进行脱色脱杂处理和第一过滤处理，以便得到脱色脱杂后铝酸钠溶液和第一滤渣；(3)将所述脱色脱杂后铝酸钠溶液进行加压脱硅处理，以便得到脱硅后铝酸钠溶液；(4)向所述脱硅后铝酸钠溶液中加入高纯氢氧化铝晶种并进行晶种分解处理和过滤，以便得到氢氧化铝和第一滤液；(5)将所述氢氧化铝进行第一洗涤处理和第二过滤处理，以便得到第二滤渣和第二滤液；(6)将所述第二滤渣与水混合并进行水热脱钠处理、第二洗涤处理和第三过滤处理，以便得到第三滤渣和第三滤液；以及(7)将所述第三滤渣与脱钠剂混合并进行煅烧处理，以便得到高纯氧化铝。

由此，根据本发明实施例的制备高纯氧化铝的方法对制备高纯氧化铝的原料的纯度要求低，工艺简单易操作，产品纯度高，且生产成本低，环境友好。

另外，根据本发明上述实施例的制备高纯氧化铝的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，按照苛性比为1.45～1.75将所述工业氢氧化铝与所述氢氧化钠混合并加热至170～180摄氏度进行溶解。

在本发明的一些实施例中，所述脱色剂包括5～20重量份的氧化钙、1～10重量份的氧化镁和70～94重量份的工业氢氧化铝；所述脱杂剂包括50～60重量份的草酸钠、20～35重量份的氟化钠和5～35重量份的硫化钠。

在本发明的一些实施例中，基于步骤(1)中所述工业氢氧化铝的质量，所述脱色剂的加入量为30～50wt％，所述脱杂剂的加入量为1～4wt％；所述脱色脱杂处理是在80～90摄氏度下进行0.5～1.5小时完成的。

在本发明的一些实施例中，步骤(3)中，所述加压脱硅处理是在240～265摄氏度下进行0.5～2h完成的。

在本发明的一些实施例中，步骤(4)中，按照晶种系数为0.3～3向所述脱硅后铝酸钠溶液中加入所述高纯氢氧化铝晶种，所述高纯氢氧化铝晶种的纯度不低于99.997wt％，所述晶种分解处理的温度为20～70摄氏度，时间为48～72h。

在本发明的一些实施例中，骤(5)中，按照固液比为1:(4～8)对所述氢氧化铝进行第一洗涤处理。

在本发明的一些实施例中，步骤(6)中，所述水热脱钠处理在下列条件下进行：所述第二滤渣与所述水的固液比为1:(3～5)，处理温度为180～220摄氏度，处理时间为1.5～2小时，搅拌转速为300～500r/min，pH值为7.5～10；所述第二洗涤处理按照固液比为1:(4～8)进行。

在本发明的一些实施例中，步骤(7)中，所述脱钠剂由10～40wt％的硼酸和60～90wt％氟化铝组成，所述脱钠剂的加入量为所述第三滤渣质量的0.1～1％。