[发明专利]一种高纯三氧化二铝的制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于氧化铝生产领域，涉及一种采用二氧化碳分解制备高纯三氧化二铝的工艺。

背景技术

高纯氧化铝广泛运用于信息产业、绿色照明、人工晶体、载体催化剂的涂层、高精度研磨材料及人工关节和骨骼、红外吸收和发热粉以及一些新兴荧光装饰材料等高技术新材料领域。据不完全统计,我国高纯氧化铝的年需求已达到3000吨左右,而且随着其应用领域的不断扩大、产品不断派生衍化、系列化和延伸发展,我国对高纯氧化铝需求量越来越大。

目前，国内生产高纯氧化铝的主流技术有三种：多重结晶法、醇盐水解法、直接水解法。但都存在着产品纯度低、应用范围窄，缺陷明显以及生产成本高等缺点。使用以上方法生产出来的氧化铝纯度一般只有3N～4N，并且晶体尺寸小，只能作为原料被运用于低端材料生产领域，产品附加值低，经济效益差。而适用于高技术新材料领域的高纯氧化铝只能依赖于进口，造成了国外对该技术的技术垄断，降低了我国高纯氧化铝生产企业以及高新材料企业的竞争力。

开发低成本、高纯度氧化铝具有广泛的应用前景。因此获得产品具备纯度高，晶体尺寸大等特性的高纯氧化铝生产工艺，不但可以解决氧化铝生产企业铝附加值低下以及经济效益差的问题，提高企业竞争力，降低生产成本，而且对我国高纯氧化铝生产技术的进步和我省经济社会的发展将具有不小的推动作用。

发明内容

本发明提供了一种采用二氧化碳分解制备高纯三氧化二铝的工艺。解决了高纯氧化铝生产行业中氧化铝纯度不足以及生产工艺缺陷明显，应用范围狭窄等技术障碍，为高纯氧化铝生产行业保证其产品纯度、低成本及稳定化生产提供简单有效的新途径。

一种高纯三氧化二铝的制备工艺，包括下述步骤：

（1）把NaOH加入清水中制备出50～80g/L浓度的NaOH溶液，将20～30g的金属铝投放于NaOH溶液内进行碱溶处理；

（2）将碱溶处理后得到的铝酸钠NaAlO₂溶液进行加压脱杂处理，压力为0.6～0.8M pa，脱杂温度：50～90℃，时间：1～2h，反应结束后将溶液进行过滤处理；

（3）往加压脱杂后得到的高纯铝酸钠溶液内通入 CO₂气体，使铝酸钠分解获得Al₂(CO₃)₃沉淀，并进行过滤分离处理；

（4）对获得的Al₂(CO₃)₃进行洗涤处理，用NH₄Cl溶液及纯水洗涤除去残留在Al₂(CO₃)₃中的Na、Ca元素，获得高纯Al₂(CO₃)₃；

（5）将高纯Al₂(CO₃)₃放入电炉内煅烧，煅烧温度：350～550℃，煅烧时间2～4h，自然冷却后获得高纯Al₂O₃。

作为本发明的优选技术方案：

步骤（1）中采用的金属铝原料纯度在95～98％，碱溶处理的温度为：35～65℃，时间：5～8h；进行碱溶处理时，金属铝原料需分段投放，避免因反应过度剧烈而产生大量气泡造成溶液溢出，导致碱度下降原料反应不完全。

步骤（2）中加压脱杂时，将加入脱杂剂CaO以增加脱杂效果，加入量为2～5g/L。

步骤（3）中CO₂气体的通入量为0.05～0.1l/min，时间：3～5h，反应时需持续搅拌溶液，以保证铝酸钠完全反应，提高反应速度。

步骤（4）中洗涤所用的洗液为纯水以及NH₄Cl溶液，NH₄Cl溶液的浓度为1～5%，纯水洗涤时间1～2h，NH₄Cl溶液的洗涤时间1～3h，洗涤温度：50～90℃。

本发明的优点和积极效果在于：

本发明工艺简单，采用的原料价格低廉并且来源广泛。本发明以低纯度金属铝（铝锭、边角料、铝回收品等）作为原料采用二氧化碳分解沉淀的方法制备高纯氧化铝产品，实现了的金属铝资源化的高附加值利用，不但可以解决高纯氧化铝生产企业中产品纯度低，生产成本高，生产工艺缺陷明显等问题，提高企业产能，降低生产成本，而且对我国氧化铝冶金技术的进步和经济社会的发展将具有不小的推动作用。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式