微鈉氧化鋁的生產和應用

周海娟

【摘? 要】本文介紹了微鈉氧化鋁從研發到規模化生產，以及下游客戶的推廣應用，為義翔鋁業公司的轉型發展奠定了堅實的基礎。

【關鍵詞】微鈉氧化鋁;氧化鈉;白剛玉;高溫α氧化鋁

1、前言

氧化鋁生產過程中，不管是采用燒結法或是拜耳法，都是在堿性介質中進行的，在拜耳法系統中通過配料、脫硅、高溫溶出、沉降分離、控制過濾，使鋁土礦中的氧化鋁以鋁酸鈉的形式進入溶液并得以精制，這種鋁酸鈉精制溶液通過加晶種、降溫析出氫氧化鋁。在氫氧化鋁晶體析出的過程中，晶格中及晶體間夾帶有部分Na2O，這種堿叫結晶堿，不能用一般的物理或化學方法去除。同時，氫氧化鋁表面也吸附一部分Na2O叫吸附堿，可以通過洗滌的方法去除。氧化鋁中的氧化鈉含量主要取決于氫氧化鋁中鈉含量。雖然我們通過優化分解條件，減少結晶堿的形成，但要從生產系統中獲取鈉含量小于0.1%的氧化鋁較為困難，生產微鈉氧化鋁必須用特殊的方法對氧化鋁進行處理才能實現，義翔鋁業公司通過研發試驗解決了這一難題，并實現了規?；a。

2、氧化鋁國標要求

中華人民共和國國家標準GB/T24487-2009氧化鋁化學成分要求如表1所示：

氧化鋁的化學性質（純度）是影響原鋁質量的主要因素，同時也影響鋁電解過程的技術經濟指標，因此必須盡可能地降低氧化鋁中的雜質含量。氧化鈉是氧化鋁產品中的主要雜質，在堿法生產氧化鋁中，送往焙燒的氫氧化鋁中氧化鈉以兩種形式存在：一種是在氫氧化鋁洗滌過程中沒有完全洗滌干凈殘留其中的母液，可以通過增加洗滌次數、增加洗滌量以及使用表面活性劑使過濾濾餅脫水等來減少這部分堿含量;另一種是在氫氧化鋁分解過程中結合進入氫氧化晶格中的結合堿，這部分堿是整個堿含量的主要部分。

3、微鈉氧化鋁生產

雖然我國氧化鋁產能較大，但大多都是中、低端氧化鋁，沒有在提高質量及開發新產品上做根本性的突破。義翔鋁業公司雖然規模不大，為在逆境中求生存，公司提出調整產品結構轉型，研發附加值高的微鈉氧化鋁，從而推動企業轉型發展。

3.1研發試驗

微鈉氧化鋁試驗原料采用義翔鋁業公司生產的氧化鋁粉，其雜質的化學成份見表2：

義翔鋁業公司研發人員在實驗室通過多次反復脫鈉試驗，取得了很大的效果，使氧化鋁中的氧化鈉含量從0.23%降到0.1%以內。為進一步驗證試驗結果，公司利用現有裝備建立起一套中試生產線，經過多次中試試驗，確定了微鈉氧化鋁指標的穩定性。

3.2規?；a

義翔鋁業公司通過不斷技術創新，2021年建立起全國首套萬噸級微鈉氧化鋁生產系統，解決困擾精細氧化鋁行業發展的水處理難題，年產能可達到10萬噸，現已正常運營，目前可穩定生產出微鈉氧化鋁系列產品。義翔鋁業公司微鈉氧化鋁產品見表3：

4、微鈉氧化鋁特點

義翔鋁業公司生產的微鈉氧化鋁，Na2O含量控制在0.1%以內，穩定在0.05%左右，僅為國標GB 24487-2009-T要求的1/10，微鈉氧化鋁作為白剛玉的生產原料，生產的微鈉白剛玉氧化鈉含量在0.01-0.09%之間（普通白剛玉中的氧化鈉含量在0.2—0.4%之間），在冶煉過程中可減少90% 的β- 氧化鋁，普通白剛玉含β-相含量在6%左右，微鈉白剛玉β-相含量在0.5%以下。

微鈉氧化鋁作為高溫α氧化鋁的生產原料，生產的微鈉α氧化鋁流動性好、純度高、結晶形貌極易成型，并且實現了無礦化煅燒，生產控制簡單。

5、微鈉氧化鋁應用

5.1微鈉高溫α氧化鋁

微鈉高溫α氧化鋁的生產方法一般有以下幾種：①輕燒氫氧化鋁水洗去除堿;②氫氧化鋁或氧化鋁添加礦化劑焙燒除堿;③用無機酸或鹽去除堿。這些方法有環境污染，生產成本高的弊端。

高溫α氧化鋁應用特點：一是流動性好;二是純度高，結晶形貌極易成型;三是無礦化煅燒，生產控制簡單。

義翔鋁業公司的微鈉氧化鋁應用于生產高溫α氧化鋁，已實現無礦化煅燒，環保節能，每噸可節省50m3天然氣。

5.2微鈉白剛玉

微鈉白剛玉是指：含氧化鈉量在0.01-0.09%之間的白剛玉。它的原料是經過深加工的微鈉氧化鋁。微鈉白剛玉是白剛玉中一種含氧化鈉量較低的產品。普通白剛玉中的氧化鈉含量在0.2—0.4%之間。

微鈉白剛玉的主相是α-Al2O3。氧化鈉對于白剛玉是一種有害雜質，它與氧化鋁在熔融狀態下生成β-Al2O3，生成量隨氧化鈉含量的增加而增大。微鈉剛玉Na2O含量降低，α-Al2O3相升高，從而提高了產品的熔點、顆粒密度、體積密度、抗折強度、耐壓強度、真密度、硬度，可滿足高檔耐火、陶瓷行業的使用，拓寬了使用范圍，為上述行業往高精尖方面的發展提供了可靠的質量保證。

6、結語

義翔鋁業公司通過對微鈉氧化鋁的研究，實現了規?；a，產品應用于下游剛玉和陶瓷等企業后，獲得了良好的市場評價，頗受下游客戶的青睞。該產品為企業贏得了市場的同時，也創造了不菲的經濟效益，不失為新的市場形勢和產業格局下企業生存發展的新思路。

參考文獻：

[1]三門峽義翔鋁業公司研發中心，微鈉氧化鋁市場應用報告。