中國(guó)粉體網(wǎng)訊 高純氧化鋁具有純度高、結(jié)構(gòu)精細(xì)等特性,，在各個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,。基于我國(guó)氧化鋁工業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀,，以工業(yè)鋁酸鈉溶液為原料制備高純氧化鋁,，成本低、環(huán)境污染小,，是有前景的技術(shù)路線,。
高純氧化鋁主要應(yīng)用領(lǐng)域（圖片來(lái)源：智研咨詢(xún)）
1 鋁酸鈉溶液晶種制備原理
我國(guó)鋁土礦資源的特點(diǎn)決定了鋁土礦浸出液-鋁酸鈉溶液中硅含量較高，導(dǎo)致鋁酸鈉溶液制備的氫氧化鋁粉體純度較低,，從而導(dǎo)致生產(chǎn)的氧化鋁純度較低,，限制了氧化鋁的高附加值利用。因此,，高純氧化鋁制備,，需要針對(duì)不同雜質(zhì)、多步除去鋁酸鈉溶液中的雜質(zhì)。以鋁酸鈉溶液凈化脫硅,、脫色,，種分制備高純氫氧化鋁前驅(qū)體是可行的方法。
鋁酸鈉溶液種分原理為：首先為[Al(OH)4]-反應(yīng)析出Al(OH)3,，然后是Al(OH)3晶體的長(zhǎng)大,、晶粒的附聚、次生晶核的形成,、晶粒的破裂和磨損,。通過(guò)分析鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性可知，Al(OH)3顆粒在過(guò)飽和鋁酸鈉溶液中析出,，該過(guò)程為自發(fā)不可逆過(guò)程,，其過(guò)飽和程度越大，鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性就越低,。因此,，通過(guò)調(diào)節(jié)鋁酸鈉溶液種分工藝參數(shù)，如改變溫度制度,、添加合適的添加劑,，可以實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)的分步脫除。
2 氫氧化鋁焙燒-洗滌制備高純氧化鋁
制備高純氧化鋁,，通常需要除去Na2O,、Fe2O3、MgO,、SiO2,、CaO等雜質(zhì)，雜質(zhì)含量決定了高純氧化鋁的純度,。氧化鋁粉體中的氧化鈉雜質(zhì)能顯著影響氧化鋁燒結(jié)瓷體的介質(zhì)損耗,，同時(shí)影響氧化鋁的轉(zhuǎn)化速度和轉(zhuǎn)化率，使得氧化鋁的晶粒變粗,，比表面積減少,，晶型變的不規(guī)則。氧化鈉的存在還會(huì)影響陶瓷的電氣性能,，降低耐火度,，形成低熔點(diǎn)固溶體，大大降低材料的性能,。工業(yè)氫氧化鋁或種分超細(xì)氫氧化鋁中堿含量大于0.2%,，以此氫氧化鋁為原料，通過(guò)焙燒和酸洗,，產(chǎn)品中堿含量可降低至0.05%左右,。
而以鋁酸鈉溶液為原料，通過(guò)種分制備高純氧化鋁時(shí)，主要雜質(zhì)是鈉,、鐵,、鈣、硅等,，其中鈉的含量最高,，其含量占總雜質(zhì)的80%以上。氧化鋁中的鈉雜質(zhì)主要以三種形式存在：附著堿,、結(jié)晶堿和晶間堿,。氫氧化鋁所含的堿中，可以通過(guò)去離子水充分洗滌氫氧化鋁,，除去附著堿,，但是無(wú)法脫除結(jié)晶堿和晶間堿。目前,，大部分的除結(jié)晶堿和晶間堿的方法主要是通過(guò)在煅燒過(guò)程中加入添加劑（如硼酸,、氟化鹽），然后通過(guò)洗滌純化除去堿,。
3 產(chǎn)業(yè)化技術(shù)分析
為了低成本制備高純氧化鋁粉體，有專(zhuān)家開(kāi)展了以工業(yè)鋁酸鈉溶液為原料制備高純氧化鋁的研究,。以工業(yè)鋁酸鈉溶液為原料,，以脫硅熱力學(xué)為基礎(chǔ)，進(jìn)行溶液的凈化脫色,，研究種分分解過(guò)程,，并對(duì)產(chǎn)業(yè)化流程進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，生產(chǎn)出高純氫氧化鋁中間體,，經(jīng)焙燒得到高純氧化鋁,，其技術(shù)路線圖如下：
技術(shù)研究路線圖
對(duì)于氧化鋁企業(yè)，開(kāi)發(fā)以工業(yè)鋁酸鈉溶液為原料制備高純氧化鋁,，生產(chǎn)流程的溶液可在工業(yè)氧化鋁系統(tǒng)中循環(huán)使用,，無(wú)廢液排除，安全環(huán)保,；以鋁酸鈉溶液為鋁源,，無(wú)需重新制備溶液，具有成本低的優(yōu)勢(shì),。因此,，以工業(yè)鋁酸鈉溶液為原料制備高純氧化鋁，具有成本優(yōu)勢(shì),，研究制備過(guò)程相關(guān)理論和工藝,，對(duì)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義。中國(guó)粉體網(wǎng)旗下粉體公開(kāi)課平臺(tái)將于2021年6月10日舉辦“2021高純氧化鋁粉體材料制備及應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)”，來(lái)自中南大學(xué)的劉桂華教授將走進(jìn)本次粉體公開(kāi)課的直播間,，給大家?guī)?lái)題為《鋁酸鈉溶液種分制備高純氧化鋁的理論基礎(chǔ)和技術(shù)》的報(bào)告,。屆時(shí)劉教授將向大家闡述高純氧化鋁的用途，提出解決高性能和高成本矛盾的技術(shù)路線,；明確鋁酸鈉溶液種分過(guò)程中鋁酸根離子反應(yīng)行為,，分析粒子附聚和生長(zhǎng)規(guī)律，闡明三水鋁石和勃姆石析出過(guò)程中形貌調(diào)控原理,；以工業(yè)鋁酸鈉溶液制備了大于4N高純氧化鋁粉末,，同時(shí)報(bào)告高白超細(xì)氫氧化鋁、勃姆石的產(chǎn)業(yè)化過(guò)程,。最后,，提出鋁酸鈉溶液制備高純氧化鋁粉的發(fā)展方向。
4 專(zhuān)家介紹
劉桂華,，中南大學(xué)教授,，博士生導(dǎo)師。1968年10月生,，1998年獲有色冶金專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位,，2004年確定為“湖南省高校青年骨干教師”；研究方向主要涉及氧化鋁化學(xué)與工藝,、濕法冶金基礎(chǔ)理論,、鉻鹽清潔化生產(chǎn)和氧化鋁基粉體材料制備等領(lǐng)域，承擔(dān)和參加過(guò)國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,、”973”項(xiàng)目,、國(guó)家自然科學(xué)基金以及中國(guó)鋁業(yè)、ALCOA（美國(guó)鋁業(yè)公司）等企業(yè)課題等50多項(xiàng),；發(fā)表論文100多篇,，授權(quán)專(zhuān)利20多件，獲省部級(jí)獎(jiǎng)9項(xiàng),。
參考來(lái)源：
陳湘根.工業(yè)鋁酸鈉溶液制備高純氧化鋁研究及工業(yè)應(yīng)用.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)碩士論文.2020年.
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/星耀）
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