[发明专利]一种碱法制备高纯度氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化铝生产领域，尤其涉及一种碱法制备高纯度氧化铝的方法。

背景技术

氧化铝是铝和氧的化合物，纯净的氧化铝是白色无定形粉末，在矿业、制陶业和材料学上又被称为矾土，密度为3.9-4.0g/cm3，熔点2050℃、沸点2980℃，不溶于水，主要有α型和γ型两种变体，工业上可从铝土矿中提取，我国氧化铝以拜耳烧结法生产的氧化铝为主，其纯度在98.5%以下。

高纯氧化铝是一种极为重要的结构及功能材料，在光、电、医疗和信息等领域的得到广泛的应用，高纯氧化铝的生产尚未达到产业化水平，目前制备高纯氧化铝的方法主要有：火花放电法、碳酸铵热裂法及改进的拜耳法等，存在工艺复杂，成本较高等问题。

发明内容

本发明提供一种碱法制备高纯度氧化铝的方法。

为解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案实现：

一种碱法制备高纯度氧化铝的方法，将氢氧化铝作为中间体制备高纯度氧化铝，其特征在于：包括如下步骤：

1）制备铝酸钠溶液：以铝土矿为原料，用碱处理铝土矿制成铝酸钠溶液，在铝酸钠溶液中加入钡盐除杂，净化铝酸钠溶液，再在此溶液中加入碳酸根离子，除去钡离子得到铝酸钠溶液。

当钡盐溶解于铝酸钠溶液中时,Ba²⁺与其中SO₄^2-、CO₃^2-、Si₃^2-等生成难溶的钡盐沉淀,这些沉淀能吸附溶液中的Fe₂O₃和有机物，得到只含Ba⁺²的铝酸钠溶液,在此溶液中再加CO₃^2-除去Ba²⁺，得到净化的铝酸钠溶液。

2）利用溶析剂分解铝酸钠溶液制备氢氧化铝：在铝酸钠溶液中加入溶析剂，搅拌分解，得到氢氧化铝固体和含有少量铝酸钠的氢氧化钠-溶析剂-水溶液,进行液固分离,固体经热水洗涤烘干，得产品。

铝酸钠中的氧化铝和氧化钠在醇类溶剂中的溶解度不同，氧化铝的溶解度远小于氧化钠，以氢氧化铝的形式析出，氧化钠则保留在溶液中。

3）氧化铝的制备：将氢氧化铝转移到坩埚中，放入马弗炉中，升温至600℃并保温1-1.5小时，取出冷却，研细，放入热的微酸性水溶液中，在超声波作用下洗脱杂质，烘干，研细，再转入马弗炉中煅烧。

超声波波长短，近似直线传播，能量集中，对微粒具有分散冲击作用，可以大幅降低粒子间的结合，有效组织团聚，吸附现象的产生，并且具有很强的除杂效果，因此，在超声作用下，制得的氧化铝纯度有很大提高。

本发明的优点：以氢氧化铝为中间体制备高纯度氧化铝，对铝酸钠溶液进行精制除杂，利用溶析法制得的氢氧化铝中间体粒径小，纯度高，将氢氧化铝在微波条件下煅烧，煅烧过程克服了杂志的粘合作用，阻止了氧化铝胶粒的团聚，得到了高度分散。本发明工艺简单、

收率高、纯度高、损耗小。 

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明做详细说明。

实施例1

1）采用的铝土矿为一水硬铝石型铝土矿，首先依照拜耳法用氢氧化钠分解铝土矿得到铝酸钠溶液，在铝酸钠溶液中加铝酸钡除杂，净化铝酸钠溶液，再在此溶液中加入碳酸钠溶液，除去钡离子得到精制的铝酸钠溶液；

2）取浓度为60%的甲醇溶剂加入铝酸钠溶液中，铝酸钠溶液与甲醇溶液的体积比为1:1.2，搅拌分解，得到氢氧化铝固体和含有少量铝酸钠的氢氧化钠-溶析剂-水溶液,进行液固分离,固体洗涤在110℃下干燥，得氢氧化铝，此过程铝酸钠溶液的分解率为84%； 

3）氧化铝的制备：将氢氧化铝转移到坩埚中，放入马弗炉中，升温至600℃并保温1小时，取出冷却，研细，加入氢氧化铝体积25倍的9.5%的稀盐酸溶液，在75℃下搅拌，在超声波清洗器上搅拌作用40分钟，超声频率为53KHZ，静止，洗涤两次除杂，在110℃条件下烘干，研细，转入马弗炉中于600℃烤制1小时，冷却至室温，最后在预热至1200℃的马弗炉中煅烧1小时制得成品。经分析产品的纯度为99.3%。

实施例2

1）采用的铝土矿为一水硬铝石型铝土矿，首先依照拜耳法用氢

氧化钠分解铝土矿得到铝酸钠溶液，在铝酸钠溶液中加铝酸钡除杂，净化铝酸钠溶液，再在此溶液中加入碳酸钠溶液，除去钡离子得到精制的铝酸钠溶液；