[发明专利]一种高纯铝的制备方法

说明书

本发明提供了一种高纯铝的制备方法，从铝矾土矿开始处理，先将铝矾土矿破碎至100目颗粒后以1：4的体积比与2mol/L的NaOH溶液混合制备铝酸盐Na[Al(OH)]₄，通入CO使Na[Al(OH)]₄水解生产AlCO₃沉淀，煅烧分解后获得Al₂O₃，熔融的冰晶石Na₃AlF₆与AlCO₃共置于氦气保护环境中，加热至620℃后进行电解获得精铝，精铝放入石英舟加热至680℃融入后经由塔板进入真空熔炼炉，控制分区降温凝固，是周围边缘区域出现区域偏析现象以实现杂质的析出，本发明的优点在于相比于传统的由外围向中心降温，杂质向中心析出的偏析方法，对铝材的浪费更少，且平铺在真空熔炼炉底部进行冷凝，加工效率大大提高。

技术领域

本发明涉及金属加工领域，尤其涉及一种高纯铝的制备方法。

背景技术

含铝重量百分比在99.9999％以上的铝称为超纯铝，含铝量百分比在99.999％～99.9999％之间的铝称为高纯铝，含铝量在99.99％～99.999％的铝称为精铝。精铝及超、高纯铝具有很好的导电性、可塑性、光反射性、延展性和耐腐蚀性以及极低的导磁性，故其在以高科技为主导的当今社会里具有广泛的应用。尤其是在电子、能源、交通、医用、计算机、航天、天文和化工等工业和科技领域中更受青睐。

早在上世纪80年代，法国、美国等国家都对高纯铝的提纯工艺做了研究，国内对偏析法提纯工艺也进行了探索。铝是活泼金属，它的离子有很高的水du合能(即其水合能力相当强)，因此不能从水溶液中提取这个金属,若从干态制备，其经济和方法是不可取的，近代工业是用电解熔融氧化物的方法制备金属铝。目前在常规的高纯铝提纯工艺中，无论是采用三层液电解法，还是偏析法生产高纯铝，都存在能耗较高、提纯效率低等问题；同时在提纯期间不能防止熔化和凝固过程中外部杂质元素的侵入，所以只能用于生产纯度低于4N的纯铝，对生产纯度高于5N的高纯铝，是完全不符合条件的。

发明内容

发明目的：本发明的目的是一种高纯铝的制备方法。

为解决上述问题并达到上述发明目的，本发明通过以下设计结构及技术方案来实现：

一种高纯铝的制备方法，包括以下步骤：

S1、取2mol/L的NaOH溶液及铝矾土矿，将铝矾土矿破碎至100目颗粒后以1：4的体积比与2mol/L的NaOH溶液混合制备铝酸盐Na[Al(OH)₄](四羟基合铝酸钠)；

S2、将S1中获得的固液混合物过滤，除去滤渣，向滤液中通入CO₂使Na[Al(OH)₄]水解生产AlCO₃沉淀；

S3、过滤分离AlCO₃沉淀，烘干后煅烧AlCO₃沉淀使之分解，获得Al₂ O₃；

S4、熔融的冰晶石Na₃AlF₆与AlCO₃共置于氦气保护环境中，加热至620℃后进行电解获得精铝；

S5、将S4中获得的精铝保持熔融态移入石英舟放入真空熔炼炉并加热至680℃；

S6、真空熔炼炉中预设金字塔型的塔板，塔板的底端与真空熔炼炉底部不接触，石英舟内的熔融态精铝倾倒在塔板的顶端并沿塔板缓慢向下流动，预设塔板上全程流动时间为10min，熔融态精铝在塔板上流动时以0.9℃/min的速度持续降温，真空熔炼炉底部的中部区域降温至659℃，周围边缘区域保持662℃，熔融态精铝经由塔板降温后落至真空熔炼炉底部后中部区域开始凝固，凝固定型后经由真空熔炼炉边缘开设的排料阀排出未凝固的残余液；