[发明专利]一种高纯氧化铝粉体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高纯材料制备技术领域，具体涉及一种高纯氧化铝粉体的制备方法。

背景技术

高纯氧化铝一般是指氧化铝纯度≥99.99%，主要应用于发光材料，特种精细陶瓷，单晶宝石，高强度高铝陶瓷，磨料以及涂层材料等领域。近年来，国内高纯氧化铝应用领域还在不断的扩展。高纯氧化铝的物化性能指标也随之不断提高。目前制备高纯氧化铝材料的方法主要有：碳酸铝铵热解法，硫酸铝铵热解法，有机铝水解法，火花放电法，金属铝水解法，改良拜耳法等方法。已有的专利技术中：专利201010549231.x涉及一种重结晶的方法制取超纯氧化铝，该方法操作较为复杂难以把控，耗酸量大；专利文献02108991.4涉及一种金属铝溶于胆碱，焙烧制取氧化铝的工艺方法，主要存在原料要求过高，并有毒性不易操作。

由金属铝制备高纯氧化铝有多种方法：金属铝水解法，在专利CN102701248A中将金属铝熔炼后浇注成阳极棒经旋转电极雾化，快速水解凝固。能得到纯度大于99.99%的高纯氧化铝但对金属铝的纯度要求很高，设备复杂，制备成本较高。水热氧化金属铝法，该方法将金属铝在高温，高压下氧化成氧化铝，其方法使用反应容器必须具备较高压力，反应时间过长。专利文献CN101920979A公布了一种有机铝化合物合成制备高纯氧化铝的方法，该方法将金属铝与混合醇反应制备烷氧基铝再水解，干燥得到99.9%以上的α-氧化铝。专利文献CN91111373.8和CN97103240.8公开了一种利用低碳醇铝水解制备高纯氧化铝的方法，可以得到纯度在99.99%以上的高纯氧化铝，此工艺需消耗大量醇，操作时易燃易爆危险性大。以上这些工艺方法，均有或多或少的缺陷。

为此，研制开发一种无污染、低成本，操作简单，可运用于工业化生产的高纯氧化铝粉体的制备方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高纯度、无污染、低成本，操作简单，可运用于工业化生产的高纯氧化铝粉体的制备方法。

本发明的目的这样实现的，包括净化、碱溶、二次净化、碳分、酸洗和焙烧步骤，具体包括：

A、碱溶、净化：将金属铝条溶解于热碱中，制成偏铝酸钠溶液，再进行过滤除杂；

B、二次净化：加入除杂剂在恒温水浴锅中搅拌，过滤后得到高纯偏铝酸钠精液；

C、CO₂分解：向B步骤中制得的高纯偏铝酸钠精液中通入CO₂气体进行分解制取氢氧化铝；

D、酸洗：将氢氧化铝溶入盐酸，进行搅拌水洗，水洗至滤液呈中性,得高纯氢氧化铝；

E、焙烧：将高纯氢氧化铝焙烧，得到纯度≥99.999%的氧化铝。

本发明采用碱溶、净化、二次净化、CO₂分解、酸洗和焙烧工艺，在传统制备氧化铝的工艺方法上加以改良用于制备高纯氧化铝，采用纯度在98%金属铝，碱溶分离除杂，制得纯净偏铝酸钠，CO₂分解制备氢氧化铝，酸洗制备高纯氢氧化铝，酸洗除钠解决了一般改良拜耳法制备氧化铝中杂质含量过高的难题。所制得的高纯氧化铝各项物化指标水平高，纯度在99.999%以上，产品应用领域更加广泛。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换，均落入本发明保护范围。

本发明包括净化、碱溶、二次净化、碳分、酸洗和焙烧步骤，具体包括：

A、碱溶、净化：将金属铝条溶解于热碱中，制成偏铝酸钠溶液，再进行过滤除杂；

B、二次净化：加入除杂剂在恒温水浴锅中搅拌，过滤后得到高纯偏铝酸钠精液；

C、CO₂分解：向B步骤中制得的高纯偏铝酸钠精液中通入CO₂气体进行分解制取氢氧化铝；

D、酸洗：将氢氧化铝溶入盐酸，进行搅拌水洗，水洗至滤液呈中性,得高纯氢氧化铝；

E、焙烧：将高纯氢氧化铝焙烧，得到纯度≥99.999%的氧化铝。

所述的A步骤中金属铝条纯度为95%以上。

所述的A步骤中的热碱为50～55℃的氢氧化钠，氢氧化钠过剩系数为L=1.5～1.7，浓度为5g/L，洗涤时间30min。

所述的B步骤中的除杂剂为分析纯氧化钙，氧化钙的量为6～10g/L。

所述的B步骤中的恒温水浴锅温度为75～90℃，搅拌时间为2h。