[发明专利]一种制备高纯氧化铝前驱体Al(OH)3

说明书

本发明公开了一种制备高纯氧化铝前驱体Al(OH)₃的方法，属于高纯氧化铝制备技术领域。本发明选用高纯铝作为阳极板，经过电辅助转化和外场作用，同时用多孔膜过滤阳极杂质，得到Al(OH)₃产物，再将其先后经过滤、洗涤和干燥处理得到高纯氧化铝前驱体；多孔膜可避免阳极杂质对电解产物Al(OH)₃的污染，外场不仅促进Al³⁺穿过多孔膜，提高电解速率和效率，还可以控制Al(OH)₃从阴极脱落的时机，防止其长大，确保尺寸的均一性，实现对生成的Al(OH)₃颗粒粒度的控制，产物Al(OH)₃的纯净度高，生产过程中产生的阳极泥可制备原铝副产品，阴极产生氢气副产品，均可以增加技术的经济性。

技术领域

本发明涉及高纯氧化铝制备技术领域，更具体地说，涉及一种制备高纯氧化铝前驱体Al(OH)₃的方法。

背景技术

透明陶瓷材料属于先进陶瓷的一大类别，具备优异的高透光性，同时兼具结构陶瓷的高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温等突出特性，在军民两用的节能、医学、激光、检测、勘探等器材上具有广泛的应用前景，是目前世界科技前沿顶端材料热点之一。

为了确保陶瓷材料的透明化，首要的任务是必须使用高纯度原料，这也是我国目前相关材料几乎全部依靠进口的重要原因之一。只有低成本稳定地制备高纯原料，继而针对烧结等工艺的关键参数进行优化，才能实现这一“卡脖子”问题的突破。其中高纯氧化铝是制备透明陶瓷、蓝宝石、隔膜涂层等的重要材料，成为产量大、产值高、用途广的高端新材料之一。

目前，高纯氧化铝的制备方法主要有以下几种：

(1)改良拜耳法，经检索如中国专利申请号：201510122708.9，申请日：2015年3月20日，发明创造名称：一种高纯氧化铝粉的制备工艺，该申请案公开了一种高纯氧化铝粉的制备工艺，具体包括如下：以工业铝酸钠溶液为原料，或以工业氢氧化铝碱溶调配成的铝酸钠溶液为原料，通过溶液二段净化，获得纯铝酸钠溶液；在纯铝酸钠溶液中加入晶种引发剂和钠析出抑制剂，制备晶种浆液；在纯铝酸钠溶液中加入钠析出抑制剂和其它杂质抑制剂，加入晶种浆液，高温下种分，得纯氢氧化铝；纯氢氧化铝高温煅烧、水淬、洗涤，得高纯氧化铝粉。溶液净化渣、种分母液、洗液进拜耳法系统。该方法产品纯度高于99.99％，但需要加入晶种引发剂、抑制剂等添加剂，生产成本较高且生产工艺复杂，且该方法对设备要求较高。

(2)无机铝盐热分解法：经检索如中国专利申请号：201611125207.7，申请日：2016年12月8日，发明创造名称：一种利用铝材阳极氧化废液制备蓝宝石级高纯氧化铝的方法，该申请案公开了一种利用铝材阳极氧化废液制备蓝宝石级高纯氧化铝的方法，具体包括如下：以铝材阳极氧化废液为原料，首先通过废液预处理除去铝材阳极氧化废液中的杂质离子，然后通过氨水调节pH为1.5～3.0，制备硫酸铝铵粗品，再通过多次重结晶进一步纯化硫酸铝铵，最后通过烧结可制得蓝宝石级高纯氧化铝。该申请案的制备方法虽然具有原料廉价，可将铝材阳极氧化废液“变废为宝”，但过程会分解产生大量的NH₃和SO₃，容易造成环境污染；同时重结晶过程难以去除K、Ga等杂质离子，分离困难，过程复杂。