[发明专利]氧化铝固体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝固体的制备方法。具体的讲，本发明涉及一种采用铝屑和有机碱在热水中反应制备氢氧化铝，然后经过多步处理最终得到氧化铝固体的制备方法。 

背景技术

α-A1₂O₃具有比重大、莫氏硬度高、光吸收性高、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀等优越性能，在光、电、医疗和信息等领域有着广泛的应用，可用作荧光粉原料、高压钠灯、特种陶瓷、特种磨料以及催化剂载体等粉体材料领域。传统技术生产氧化铝的方法很多，但是难以满足现今日趋严格的产品要求。 

中国专利CN1092382A公开了一种高纯超细氧化铝生产工艺及装置，铵明矾通过窑炉煅烧分解得到氧化铝粉体，生产过程中产生腐蚀性酸气，既破坏设备又污染环境。 

中国专利CN1126177A和中国专利CN1146973A公开了一种盐析法生产氧化铝及氧化铝微粉的工艺方法，其主要缺点是纯度较低、环境污染严重。 

中国专利CN1062124A和中国专利CN1195646A公开了一种通过低碳醇铝水解反应制备超细高纯氧化铝的方法，能得到纯度大于99.99％，粒度均匀，中心粒径0.2-0.3微米的超微细高纯氧化铝。此方法需要大量易燃的醇，在生产过程中存在潜在危险因素，而且提纯工艺对生产设备要求较高，投资较大。 

随着国内外高纯氧化铝致力于应用领域的不断发展、拓宽，在对于高纯氧化铝的物化指标提高的同时，对于其销售价格也更加趋向合理化，如何用经济高效的制备方法生产出符合市场多元化要求的高纯氧化铝产品，就是目前最为关注的焦点。 

中国专利CN1374252A公开了一种高纯氧化铝的制备方法，采用胆碱与高纯金属铝反应生成胆碱化铝，将胆碱化铝水解得到的氢氧化铝经过粉体处理工艺，得到高纯的氧化铝。该方法具有产品质量高、工艺条件要求低、无环境污染、成本低廉的特点。但是缺点在于胆碱合成制备较为困难，较难得到高纯产品，供应商少等因素限制了应用，并且胆碱中的醇羟基会与生成的氢氧化铝作用，从而影响氧化铝产品的形貌及性能。 

中国专利CN101575110A公开了一种氧化铝粉体的制备方法，采用金属铝与季铵碱水溶液反应制备氢氧化铝沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥、高温煅烧、粉碎后得到氧化铝粉体。该方法工艺条件要求低，环境友好，产品重复性好的优点。但是缺点是用这种方法生产得到99.99％以上纯度的氧化铝必须用至少99.99％以上的高纯铝片、铝箔或铝粉中的一种或几种作为原料，并且对季铵碱的基团有所限制。99.99％以上纯度的片状、箔状、粉状形态的铝质原材料供货源少并且价格非常昂贵，这样显著提高了生产成本。用该方法得到的氧化铝颗粒分布较宽，限制了应用。 

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种产品质量高、工艺要求简单高效、无环境污染、成本低的氧化铝固体的制备方法。 

本发明的反应原理如以下反应方程式所示： 

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：一种氧化铝固体的制备方法，该方法的具体工艺过程如下： 

(1)将金属铝屑和有机碱加入去离子水中，在30-99℃温度下，充分搅拌反应4-24小时； 

(2)将步骤<1>得到的料液通过50-200微米的筛网筛去除未反应的金属铝屑，然后过滤，并用去离子水洗涤滤饼，得到氢氧化铝滤饼； 

(3)将步骤<2>得到的氢氧化铝滤饼经过干燥后，在1000-1400℃煅烧2-8小时后，得到α-Al₂O₃固体； 

(4)将步骤<3>得到的固体经过进一步粉碎得到产品氧化铝固体； 

(5)整个工艺过程中可根据实际产品各项数据检测结果调整工艺步骤： 

①氢氧化铝滤饼水分含量达到煅烧的水份含量要求，滤饼直接进行煅烧得到α-Al₂O₃固体； 

②煅烧得到的α-Al₂O₃固体细度达到产品要求则不需要进行破碎直接得到产品氧化铝固体； 

本发明所采用的铝屑，铝含量至少为99.95％，用铝含量至少为99.95％的铝锭经过铝锭切屑机加工得到，铝屑占总物料质量的1-20％，优选范围：10-15％。