高純氧化鋁提取技術研究及應用

代學芹，姜日鑫

（龍口東海氧化鋁有限公司，山東 煙臺 265700）

對于我國的不斷地發展狀況來看科學技術在飛速的發展，人們對于材料的開發也有很大的進步，和較大的發展，而針對材料使用時間長，不污染環境，所有的科學家對其進行高度的研究，而對于高純氧化鋁起著關鍵性的作用的制備條件和方法對高純氧化鋁的制備、粒度均勻性和燒結性能等這些問題都很重要。

1 高純氧化鋁的生產現狀

我國在高純氧化鋁生產時有：鋁箔（粉）水的水解和鋁醇的水解兩種水解的兩種方法，這兩種工藝中對于鋁粉水解法的工藝技術要低于鋁醇水解法所提取的高純氧化鋁，在醇鋁水解過程中，因為反應的速度不同，鋁的反應速度要比丁醇、乙醇、異丙醇都要低，不需要切割工具將金屬鋁加工成鋁粉，工藝過程相對簡單，這樣也不會對于造成環境的污染。

2 高純氧化鋁提取技術

2.1 酸浸法提取高純氧化鋁

酸浸法提取高純氧化鋁主要是硫酸鋁銨法和碳酸鋁銨法然而對于硫酸鋁銨在浸取時候要想把高純度氧化鋁的融合以及結晶不僅要對溫度把握合適，而對于化學物質材料也要按比例才能進行，對酸堿性的程度也要有一定的把握，只有比例合適，這樣在不斷地融合下，才能提取出最高純氧化鋁，在反復的融合下，目的在于氧化鋁晶體多余成分比如Na元素、Si元素、Fe元素、K元素以及Ca元素，在快速溫度上升達到1200℃時候，這樣α-Al2O3才能制作出來，對于這種氧化過程的公式如下：

這種方程式可以變現出硫酸鋁銨技術方法很簡單，容易操作，這種工藝可以對工藝化生產大量的生產和批量生產，然而，它并沒有在世界上得到廣泛的應用，對于提取時，可能會是用提取方法費時、費力、成本高，因為主要是通過蓄熱、干燥儲存氧化鋁銨、溶液、浮選等電解質液體來獲得高純氧化鋁。這是很困難的所以才會在工藝生產不能得到應用。

針對現在來看，學術界開始關注氧化鋁的提純技術。為了提取高純度、高密度、高活性的氧化鋁，提出了真空法降低硫酸鋁銨中的過量水分，以保證提取出的晶體的完整性，然后在雙層高溫分解爐中分解鋁銨晶體。

這不僅僅是對于原材料的能源消耗比較少，不斷地回收利用，而且對于澀北操作的問題上這沒太多要求，操作起來也比較簡單。然而，抽氣會造成一定程度對環境一定的污染，尤其是其中的生產過程中會產生一定量的SO3和NH3，都對環境有一定的污染。

2.2 碳酸鋁銨浸取法

碳酸鋁銨浸取法這是一種以硫酸鋁銨為原料的新型浸出方法，它常用于純氧化鋁的提取和改性，以碳酸鋁銨和硫酸鋁銨為原料，然后，經氧化、沉淀、吸附、過濾、高溫空氣干燥制備鋁酸銨鈉，然后細致的進行研磨以后，在很高的溫度下，才能的到分解，然后才能真正的提取出高純氧化鋁，純度達99.99%以上。

這種氧化過程的公式如下：

從配方上更可以看出，碳酸鋁銨浸出法就是在硫酸鋁銨浸出法的基礎上提取高純氧化鋁的補充、改進和創新，不僅染小，粒度更均勻，燒結密度更高。在該配方的指導下，可以明顯看出，要想提取出高純氧化鋁，要把硫酸鋁銨與碳酸鋁銨的比例在10～15之間，對于氧化時候的溫度也要把握在15℃上下。只有做到對于嚴格掌握操作過程提取、操作環境和準確度這樣才能真正的保證對于氧化鋁的硬度和耐磨性。

以鋁酸銨為例，在激發因素對鋁酸銨粒度和氧化鋁變量在一定的觸發因素條件的影響下，更深層次的研究了高純氧化鋁提取過程中的實驗記錄遺留的問題，大大加快了對于鋁酸銨的在以后的發展。但是也有一些缺點。各國的技術人員都在努力研究解決這些局限性的問題，促進對高純氧化鋁的提取。

與進口氧化鋁粉體相比，碳酸鋁銨在浸取ZV-AO-21氧化鋁在化學純度和晶體尺寸上具有明顯的優勢。鋁酸銨浸出法生產的氧化鋁雜質離子含量較低比如K+、Na+、Si2+、Fe3+等都比較少，產品純度與進口粉末相當或明顯優于進口粉末。

2.3 異丙醇鋁水解法

異丙醇水解高純氧化鋁的方法又稱有機烷基鹽水法。在鋁異丙醇水解的實際應用中，催化劑與相應的金屬氧化異丙醇形成一種新的鋁醇溶液。隨后，鋁醇與水分子電解反應形成氫氧化鋁等物質。最后，以氫氧化鋁為原料，在高溫下制備了高純氧化鋁。

這種氧化過程的公式如下：

總的來說，異丙醇水解高純氧化鋁的這個過程是環保的，不會產生有害氣體或河流進行污染胡這是污染環境。同時，該工藝生產的酒精可以回收、純化和再利用。2002年，中國地質大學與國家電網寧夏太陽能有限公司聯合推出水解異丙醇鋁提取高純氧化鋁介質的方法。操作過程如下：首先對過濾后的鋁灰材料進行脫鈣、低鈣燒結凝固，然后進行配比、粗篩過濾、脫碳、煤渣煅燒等嚴格工藝，最后應用于冶金高純氧化鋁。

3 高純氧化鋁的應用

針對于高純氧化鋁的應用，高純氧化鋁是一種具有很高的硬度和強度，而且方便運輸可以耐磨損，質量有所保證，對于溫度也沸騰點高，具有耐高溫等黑多優點，可用于生產陶瓷、LED發光二極管基板、節能燈熒光粉、紅寶石、藍寶石等眼內晶體產品、刀具等。

4 結語

針對于對高純氧化鋁的提取方法不僅僅要進行比較，提取實驗樣品，還要記錄實驗的數據，對數據分析比對才能真正做到對于從理論和實驗兩方面對酸浸法提純方法進行了探討和研究對比這些方法得到了學術界的認可，對提取高純氧化鋁有一定的效果。最后，酸浸在氧化鋁提純中具有明顯的優勢。這是值得研究和探討學習的，然后大力推廣應用。因此，本文對高純氧化鋁的制備方法進行了研究，這樣才能總結出對于制備效率的優良作法。技術的得到提高，而我國高純氧化鋁生產效率更高，產品各種各樣，更加廣泛的應用，為未來氧化鋁企業高效生產高純氧化鋁提供參考。