中國(guó)粉體網(wǎng)訊 高純氧化鋁是指最低純度為99.99%的氧化鋁。高純氧化鋁粉呈白色微粉，粒度均勻，易于分散，化學(xué)性能穩(wěn)定，高溫收縮性能適中，具有良好的燒結(jié)性能以及普通氧化鋁粉無(wú)法比擬的光、電、磁、熱和機(jī)械性能，在高技術(shù)新材料領(lǐng)域和現(xiàn)代工業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。
一般3N高純氧化鋁主要用于先進(jìn)陶瓷；4N高純氧化鋁主要用于熒光粉；5N高純氧化鋁則主要用于藍(lán)寶石晶體、鋰電池隔膜、高級(jí)陶瓷、PDP熒光粉及一些高性能材料。高純氧化鋁的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，產(chǎn)品系列化和延伸空間大，與其他高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)度很大，本身也是技術(shù)含量高、附加值大的產(chǎn)品，因而其制備技術(shù)的提升，對(duì)高純度氧化鋁的自身制造行業(yè)及相關(guān)行業(yè)都將產(chǎn)生重大影響，成為現(xiàn)代高技術(shù)新材料領(lǐng)域中的一個(gè)重要發(fā)展方向。
高純氧化鋁的制備方法
（1）改良拜耳法
傳統(tǒng)拜耳法制備氧化鋁難以去除雜質(zhì)，改良法主要對(duì)制取氫氧化鈉和脫鈉進(jìn)行了改良，通過(guò)對(duì)鋁酸鈉進(jìn)行脫硅、脫鐵等雜質(zhì)后，對(duì)分解條件進(jìn)行調(diào)控后，得到高純氫氧化鋁，其過(guò)程中氫氧化鋁析出緩慢，有效減少了異常晶核的出現(xiàn)，同時(shí)減少了鈉、硅雜質(zhì)的混入，最后經(jīng)高溫煅燒、研磨等過(guò)程制得高純氧化鋁。
優(yōu)點(diǎn)：改良拜耳法所用原料廉價(jià)易得，制備過(guò)程無(wú)污染。
缺點(diǎn)：存在工藝復(fù)雜、效率低、耗能高等缺陷。
（2）無(wú)機(jī)鋁鹽熱分解法
根據(jù)原料的不同分為硫酸鋁銨熱解法和碳酸鋁銨熱解法。
硫酸鋁銨熱解法利用硫酸溶解氫氧化鋁得到硫酸鋁，加入硫酸銨并調(diào)節(jié)pH、組分比例等制得硫酸鋁銨，經(jīng)多次結(jié)晶脫去雜質(zhì)，最后在高溫下焙燒分解得到高純氧化鋁。
優(yōu)點(diǎn)：硫酸鋁銨熱解法具有操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)品純度較高、無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象且技術(shù)成熟，適合工業(yè)化生產(chǎn)，
缺點(diǎn)：產(chǎn)生的廢氣污染環(huán)境，通過(guò)對(duì)其回收處理可有效解決這一問(wèn)題，但導(dǎo)致工序復(fù)雜，成本提高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)，還存在生產(chǎn)周期長(zhǎng)和雜質(zhì)難去除等問(wèn)題。
碳酸鋁銨熱解法是在硫酸鋁銨熱解法基礎(chǔ)上改進(jìn)的方法。
優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)改進(jìn)的碳酸鋁銨熱解法避免了污染氣體的排放，產(chǎn)物顆粒分布均勻。
缺點(diǎn)：經(jīng)改進(jìn)的碳酸鋁銨熱解法造成了廢液的產(chǎn)生，同樣生產(chǎn)周期長(zhǎng)。
（3）有機(jī)醇鋁鹽水解法
有機(jī)醇鋁鹽水解法是采用合適的催化劑促進(jìn)鋁與有機(jī)醇的反應(yīng)，生成醇鋁溶液，經(jīng)提純、水解、焙燒等制成高純氧化鋁。
優(yōu)點(diǎn):此法不產(chǎn)生有害氣體，無(wú)污染，所用有機(jī)醇可循環(huán)使用，所得產(chǎn)物純度高。
缺點(diǎn)：但為了控制團(tuán)聚現(xiàn)象和雜質(zhì)的出現(xiàn)，反應(yīng)條件需嚴(yán)格調(diào)控，導(dǎo)致成本的提高。
（4）水熱合成法
水熱合成法指將含鋁的原料在高溫、高壓下與水反應(yīng)生成氫氧化鋁，經(jīng)高溫焙燒生成氧化鋁。
缺點(diǎn)：此法反應(yīng)條件苛刻，需在高溫、高壓下進(jìn)行，反應(yīng)過(guò)程有氫氣產(chǎn)生造成安全問(wèn)題，導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)。
建議：今后的發(fā)展趨勢(shì)是結(jié)合其它技術(shù)和工藝，改進(jìn)反應(yīng)條件。如采用微波技術(shù)或電磁技術(shù)改進(jìn)工藝條件，并采用合適的方式收集易燃易爆氣體氫氣。
（5）其它方法
①?lài)婌F熱分解法。它是一種較理想的新方法，該方法多采用硝酸鋁為原料，選用硫酸鋁銨為噴霧熱分解法前驅(qū)體，制取高純氧化鋁超細(xì)粉。目前該方法還在研究中。
②高純鋁箔膽堿水解法。
③電火花放電法，但電火花放電法所得氧化鋁純度不高。
④氯化汞活化水解法所用原料苛刻且成本高，反應(yīng)條件也難以控制。
⑤溶膠-凝膠法存在團(tuán)聚問(wèn)題，且原料成本高。
上述方法都存在一定問(wèn)題，其中部分處于實(shí)驗(yàn)室階段，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)需解決這些問(wèn)題。
我國(guó)高純氧化鋁的生產(chǎn)現(xiàn)狀
我國(guó)在高純氧化鋁生產(chǎn)時(shí)有：鋁箔（粉）水的水解和鋁醇的水解兩種方法，這兩種工藝中對(duì)于鋁粉水解法的工藝技術(shù)要低于鋁醇水解法所提取的高純氧化鋁，在醇鋁水解過(guò)程中，因?yàn)榉磻?yīng)的速度不同，鋁的反應(yīng)速度要比丁醇、乙醇、異丙醇都要低，不需要切割工具將金屬鋁加工成鋁粉，工藝過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，這樣也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
（1）生產(chǎn)工藝
國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)，特別是中小型企業(yè)，受制于技術(shù)、資金等限制，都是采用鋁箔（粉）和水的水解法生產(chǎn)高純氧化鋁。其生產(chǎn)工藝如下：①將制備的鋁箔（粉）投入反應(yīng)釜中，與水在催化劑的作用下發(fā)生水解反應(yīng)，生成氫氧化鋁液體漿料；②氫氧化鋁液體漿料經(jīng)過(guò)固液分離后得到氫氧化鋁粉料；③氫氧化鋁粉料經(jīng)高溫煅燒得到氧化鋁粉料；④氧化鋁粉料經(jīng)成型設(shè)備成型；⑤成型的氧化鋁經(jīng)高溫?zé)Y(jié)得到最終產(chǎn)品。
該方法有以下優(yōu)點(diǎn)：①通過(guò)調(diào)整工藝條件，可以生產(chǎn)出不同形狀、粒度的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；②反應(yīng)條件溫和，對(duì)環(huán)境友好，無(wú)毒、無(wú)污染；③對(duì)設(shè)備要求相對(duì)較低，成本相對(duì)較低，經(jīng)濟(jì)上具有吸引力。
但是產(chǎn)品純度難以把控，因?yàn)樵诎呀饘黉X塊、條用金屬刀具加工成金屬鋁箔（粉）的過(guò)程中會(huì)有金屬雜質(zhì)混入其中。金屬刀具雖然是合金，但還是有鐵等金屬要磨到水中和鋁粉一起水解，得到比如氫氧化鋁、氫氧化鐵、氫氧化鎳、氫氧化鋯等，這些氫氧化物是無(wú)機(jī)物，沒(méi)法過(guò)濾除掉，也沒(méi)有辦法膜分離精餾，所以這些產(chǎn)品的純度很難達(dá)到99.999%（真正的5N）。這就從源頭上決定了國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的高純氧化鋁不具備同國(guó)外5N氧化鋁相競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。
（2）生產(chǎn)設(shè)備
由于國(guó)內(nèi)高純氧化鋁市場(chǎng)啟動(dòng)較晚，機(jī)械鑄造業(yè)的落后，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)市場(chǎng)暫時(shí)還不能提供完全配套、符合要求的設(shè)備設(shè)施給高純氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)。
參考文獻(xiàn)：
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