中國粉體網(wǎng)訊 高純氧化鋁(4N及以上)具有高純度、高硬度、高強度、耐高溫、耐磨損、絕緣性好、化學性能穩(wěn)定、高溫收縮性能適中等優(yōu)點,具有良好的燒結性能以及普通氧化鋁粉體無法比擬的光、電、磁、熱和機械性能,是現(xiàn)代化工附加值最高、應用最廣泛的高端材料之一。
目前,高純氧化鋁制備主要工藝有醇鋁水解法、結晶法、改良拜耳法、溶膠凝膠法、二氧化碳碳分法等,其中改良拜耳法和二氧化碳碳分法具有工藝簡單、產量大等優(yōu)勢受到廣泛關注。改良拜耳法是在傳統(tǒng)拜耳法的基礎上,通過數(shù)次的脫硅、脫鐵、分解等工序制備出高純氧化鋁,制備流程如下:
鋁酸鈉溶液→脫硅→除鐵→水解→高純度氫氧化鋁→高溫煅燒→研磨→高純度氧化鋁
此工藝的主要雜質來源于純度不足的鋁酸鈉溶液,因此能否控制鋁酸鈉的純度是改良拜耳法的關鍵步驟之一。為此,可以在鋁酸鈉溶液中添加凈化劑,使凈化劑與鋁酸鈉溶液中的雜質形成化合物,再進行脫離。如將鋇鹽作為脫雜凈化劑對鋁酸鈉溶液進行深度凈化,從而將硅離子、鐵離子、磷離子、鈦離子和釩離子及其它有機物雜質從鋁酸鈉溶液中去除。為了使鋇離子能夠從鋁酸鈉溶液中脫離,在對鋁酸鈉溶液進行純化的過程中加入生石灰和脫硅劑,之后通過草酸將帶入的鈣離子進行脫除。
脫鈉是改良拜耳法的另一個關鍵步驟。比較有效的將鈉離子去除的方法有兩種,第一種是將脫鈉劑在氫氧化鋁水熱轉相過程中進行添加,另一種是將礦化劑在氫氧化鋁進行焙燒時加入。
改良拜耳法制備高純氧化鋁的優(yōu)勢是:原料來源廣,生產成本低。但相對于其它方法來說,改良拜耳法生產工藝比較復雜,生產效率和產品純度還較低且在燒結過程中又需要比較高的溫度。因此,以改良拜耳法制備高純氧化鋁實現(xiàn)高質量、高產量的規(guī)模化生產是目前研究熱點。
由此,中國粉體網(wǎng)將于2023年12月20-21日在湖北宜昌舉辦“第六屆新型陶瓷技術與產業(yè)高峰論壇”,屆時,重慶任丙科技有限公司總經(jīng)理羅焊塘將帶來題為《改良拜耳法規(guī)模化制備高純氧化鋁現(xiàn)狀》的報告。
專家介紹
羅焊塘,中國晶體學會晶體應用與產業(yè)化分會理事,重慶科技大學兼職教師。早期從事磨具制備、機械設計與加工、水電建設,后專注于多品種氧化鋁粉體制備技術研發(fā)與產業(yè)化,主要涉及陶瓷材料、發(fā)光材料、人工晶體以及絕緣導熱材料等領域。主持開發(fā)的改良拜耳法制備高純氧化鋁系列技術,在熒光粉、夜光粉、人工藍寶石晶體等領域,均成為主流的原料制備方法之一,高純氧化鋁產業(yè)化規(guī)模在國內外名列前茅。
來源:
袁杰等:高純氧化鋁制備過程脫鈉實驗研究
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(中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青)
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