[发明专利]高纯铝雾化速燃法制备高纯氧化铝粉的方法和专用装置

说明书

本发明涉及氧化铝粉制备工艺技术领域，是一种高纯铝雾化速燃法制备高纯氧化铝粉的方法和专用装置，该高纯铝雾化速燃法制备高纯氧化铝粉的方法，按下述方法进行：第一步，将高纯铝锭熔融成高温铝液；第二步，将高温铝液采用含氧气体雾化，在雾化的同时，高温铝液与氧气发生氧化反应形成高纯氧化铝粉细小液滴；第三步，将高纯氧化铝粉细小液滴冷却后得到粒径分布均匀、球形形貌的高纯氧化铝粉。本发明所述的高纯铝雾化速燃法制备高纯氧化铝粉的方法及其专用装置制备高纯氧化铝粉时，制备时间较现有技术较短；本发明所述的高纯铝雾化速燃法制备高纯氧化铝粉的方法不在水溶液中进行，所以消除了钠、钾、氢氧根等离子的干扰。

技术领域

本发明涉及氧化铝粉制备工艺技术领域，是一种高纯铝雾化速燃法制备高纯氧化铝粉的方法和专用装置。

背景技术

高纯氧化铝粉体作为一种精细化工产品在国内外发展极为迅速，广泛应用于航天航空、兵器、电器绝缘材料、集成电路基板、高速切削刀具、高强度耐磨耐腐蚀材料、高强度气体放电灯管、荧光体用载体、单晶材料、催化剂载体、激光材料等许多高科技尖端行业，是绿色照明用三基色荧光粉、汽车传感器、磁带添加剂、催化剂载体涂层、半导体及液晶显示器、透明高压钠灯管、精密仪表及航空光学器件等的重要基础材料。

高纯氧化铝粉要求做到超细、高纯、有较窄的粒径分布，稳定的相态，无严重的团聚现象。目前现阶段超细氧化铝粉的制备方法主要有溶胶凝胶法、硫酸铝铵热解法、碳酸铝铵热解法、异丙醇铝水解法、氯化汞活化水解法、等离子体法、喷雾热解法、火花放电法、水热法、改良拜尔法、高纯金属铝箔胆碱水解法和高纯铝直接水解法等。由于氯化汞活化水解法、等离子体法、喷雾热解法、火花放电法、水热法、提取法受原料、制备方法特点的影响和方法的成熟度的影响而难于大规模工业化生产。目前常用的生产方法有铝铵盐热解法、醇盐水解法和直接水解法。

现有技术之一

铝铵热解法：硫酸铝铵热解法、碳酸氢铵热解法。

硫酸铝铵热解法：将多次结晶提纯的硫酸铝铵加热分解，再在一定温度下转相和控制相态，可得到所需超细粉体。得到的氧化铝粉体经过粉碎制得烧结性能较好的超细粉体。

碳酸氢铵热解法：该方法先把硫酸铝铵加入碳酸氢铵使之反应转化为碱式碳酸铵铝，再把高纯的碱式碳酸铝铵加热分解，粉体经过转相和粉碎，得到高纯超细氧化铝粉体。该方法实为改良的硫酸铝铵热解法，但获得的产品钠钾含量高，产品纯度低。

现有技术一的缺点

该方法过程复杂，能耗大，成本高，也存在环境污染的问题，获得的产品钠钾含量高，产品纯度低。

现有技术二：改良拜尔法

改良拜尔法生产的每克氧化铝粉体的钠含量在数十毫克以上，其它微量元素含量也高，产品纯度只能达到4N水平不能满足人造蓝宝石生产的要求。其原理是用偏铝酸钠溶液进行数次脱硅、除铁、分解、洗涤等工序制取高纯氢氧化铝，然后通过高温培烧，洗涤等工序制成高纯超细氧化铝。

现有技术二的缺点

该法生产工艺相对复杂，在生产过程中原料的溶解难以控制，容易出现γ_水铝石，烧结温度较高，产品获得率低，生产过程原料溶解度难以控制，烧结温度高，产品成品率低，成本高，产品纯度不满足人工晶体需要。形貌不规则，堆积密度低，难于生产高密度产品。如要获得堆积密度高的产品，需要进行再次球磨化和改性处理。

现有技术三：醇盐水解法

采用低碳烷氧基铝水解、老化伴生的含水低碳醇和低碳烷氧基铝与碱发生水解反应，得到的氢氧化铝经干燥、粉碎即可得到氧化铝粉。有机铝化合物得到的氧化铝粒度细，纯度高（大于99.995%），成本低，可有效减少环境污染。

现有技术三的缺点