直接水解法生产高纯氧化铝工艺研究
2021-10-14唐发满李增荣李积升
化学工程师 2021年8期
昝 超,唐发满,李增荣,李积升
(1.中国五矿集团 盐湖有限公司,青海 西宁 810001;2.中国科学院 青海盐湖研究所,青海 西宁 810008)
高纯氧化铝(纯度≥99.995%)具有普通氧化铝无法比拟的光[1]、电、磁、热和机械性能,在高技术新材料领域[2]和现代化工业[3]中有着广泛应用,主要用作LED 用蓝宝石基底[4]、人工晶体[5]、锂电池隔膜涂层、三基色荧光粉、等离子体显示材料、长余辉荧光粉、高压钠灯的透明氧化铝陶瓷管[6]、高精度研磨材料[7]及人工关节和骨骼、红外吸收和发热粉等高技术新材料领域最为关键的基础材料。高纯氧化铝已成为先进无机非金属材料中的一大重要分支[8],根据应用领域和技术难度的不同,将高纯纳米氧化铝的各细分市场分为低端、中端、高端3 个领域。低端:集成电路基板、荧光粉用高纯氧化铝等;中端:LED 衬底用高纯氧化铝;高端:锂电池陶瓷隔膜用高纯氧化铝。低端的特点在于对高纯氧化铝的纯度和粒度要求不高;中端的特点在于对纯度要求高、而粒度要求不高;高端的特点在于对纯度和粒度均有严格要求。
1 生产工艺介绍
氧化铝的存在形态主要有α、β、γ、θ 和δ。主要是由煅烧的温度不同而显示出不同的晶型[9-11],其中α-Al2O3为在1450℃时煅烧的产物。因而α-Al2O3具备了熔点高、硬度大、机械性能强和化学性能良好等性质[12],经常作为稳定相或参比物。
目前,国内生产高纯氧化铝的主流技术有:热解法、气相合成法、水解法、改良拜耳法。
1.1 硫酸铝铵热解法
硫酸铝铵热解法,是将已精制的Al2(SO4)3和(NH4)2SO4进行充分混合[13],得到硫酸铝铵晶体,再通过控制硫酸铝铵的结晶过程,使硫酸铝铵的纯度得到提高。……
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