一种高纯氧化铝的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种高纯氧化铝的制造方法，以高纯铝为原料，经无污染地加工成铝粒后，在电、热、光与机械能的辅助下，与高纯水反应生成高纯氢氧化铝，经过脱水、干燥和煅烧制得，纯度可达99.999％以上，可用于单晶刚玉制造、荧光颜料、LED背衬、IC基板等对氧化铝纯度有特别要求的其它应用。本方法工艺简单，易操作，排除了各种可能的污染途径，不产生任何对环境有害的物质，副产氢气可用于流程中的热源或其它更有价值的利用，反应的热效应也进行了充分的利用。
【专利说明】一种高纯氧化绍的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化学工程领域，具体地说，涉及一种高纯氧化铝的制造工艺和制造设备。
【背景技术】
[0002]高纯氧化铝广泛用于单晶刚玉制造、荧光颜料、LED背衬、IC基板等对氧化铝纯度有特别要求的其它应用。随着高技术的飞速发展，上述领域对高纯氧化铝的需求量越来越大。 [0003]高纯氧化铝的传统制造方法主要有以氨明矾提纯及热分解为代表的无机化学方法。新近开发了两种典型的新方法，一是以高纯铝为原料，经制粉后与高纯水反应，制得氢氧化铝，经脱水、干燥和煅烧后得到高纯氧化铝；另一种方法也是以高纯铝为原料，用有机醇类与其反应生成醇铝化合物，将醇铝化合物提纯后在高纯水中水解，制得高纯氢氧化铝，再经脱水、干燥、煅烧制得高纯氧化铝。
[0004]传统的无机化学方法工艺复杂，效率低，劳动强度大，工艺中存在二次污染，反应介质对环境危害较大，生产成本也很高。新近发展起来的方法中，第一种方法所需铝粉是用熔化高纯铝后喷雾制粉等工艺实现的，在制造过程不可避免地带来杂质污染，使高纯氧化铝的纯度难以保证，且质量很难稳定；第二种方法在高纯氧化铝的产品纯度上有保障，但工艺复杂，生产效率低，增加了操作污染控制难度，同时要消耗一定量的有机醇，成本大，对环境有污染。
[0005]新方法的发现过程中，基本上是由高纯金属铝到氢氧化铝再到高纯氧化铝，需要克服的困难是金属铝由于表面氧化铝膜而难与水反应。第一种方法是将铝块熔化制成铝粉提高其与水反应的活性，第二种方法是将铝转化为有机物便于与水反应。一种工艺简单，易操作，但产品纯度有保障，效率高，无污染的高纯氧化铝制造方法是实际生产中迫切需要解决的技术难题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服已有方法的不足，提出一种以高纯铝为原料，用无污染的加工方法将其制成铝粒，在外能促进作用下，使铝粒与高纯水反应产生高纯氢氧化铝，经脱水、干燥、煅烧制得高纯氧化铝。
[0007]所述无污染的加工方法包括激光、氢氧烟切割或等离子切割，使用刚玉粉的高纯水切割和使用高纯刚玉刀具的机械加工。根据高纯铝的形状和尺寸规格，实际使用上述一种或几种进行组合加工。
[0008]所述外能作用包括电能、光能、热能和机械能等单独作用或两种及以上的外能的共同作用。其中电能主要以电火花、电弧等形式参与作用，光能主要以激光或等离子辐射形式参与作用，热能以氢氧燃烧火烟或高纯氧气燃烧产生的形式参与作用，机械能主要以超声波、球磨、自磨和高能磨的形式参与作用。[0009]所述反应是在排除了各种污染的设备上完成的。
【专利附图】
【附图说明】[0010]无。【具体实施方式】
[0011]以高纯铝为原料，先将其加工成0-50mm的颗粒或长度为50mm以下的铝丝，放入容器中，用高纯 水在超声波的辅助作用下进行清洗，将清洗干净的铝粒或铝丝放入反应器中，通电后在上述各种外能的辅助作用下促其反应，将反应所产生的氢气用容器收集用于其它用途。待反应进行到一定程度后，接通外界的高纯水容器，使高纯水不断补充反应消耗；再接通乳液容器，使具有一定固含量得氢氧化铝乳液流入乳液容器。定期向反应容器中加入铝粒或铝丝，，反应就会不断进行，氢氧化铝就不断生成。当乳液容器中氢氧化铝乳液达到一定量以后，导入高速离心机脱水，之后取出氢氧化铝铝饼，在电热炉或红外干燥炉或氢氧烟燃烧炉中干燥，将干燥粉装入高纯刚玉匣钵，进入高温炉煅烧，700°C _1450°C焙烧或煅烧后即得到高纯氧化铝或高纯α-氧化铝。
【权利要求】
1.一种高纯氧化铝的制造方法，其特征是以高纯铝为原料，用无污染的加工方法先将其制成铝粒或铝丝，在外能促进作用下，使铝粒或铝丝与高纯水或水蒸汽在排除了各种污染的反应器中反应产生高纯氢氧化铝，经脱水、干燥、煅烧制得高纯氧化铝。
2.权利要求1所述的高纯氧化铝的制造方法，其特征是无污染的加工方法包括激光、氢氧烟切割或等离子切割、高纯刚玉粉辅助的高纯水切，使用高纯刚玉刀具的机械加工。
3.权利要求1和2所述的高纯氧化铝的制造方法，其特征是根据高纯铝的形状和尺寸规格，实际使用一种加工方法或几种组合的方法进行加工。
4.权利要求1所述的高纯氧化铝的制造方法，其特征是所述外能作用包括电能、光能、热能和机械能等单独作用或两种及以上的外能的共同作用。其中电能主要以电火花、电弧等形式参与作用，光能主要以激光或等离子辐射形式参与作用，热能以氢氧燃烧火烟或高纯氧气燃烧产生的形式参与作用，机械能主要以超声波、球磨、自磨和高能磨的形式参与作用。
5.权利要求1所述的高纯氧化铝的制造方法，其特征是所述反应设备充分利用了同介质的接触材料和隔离材料，从而排除了各种可能的污染途径。
6.权利要求1和5所述的制造高纯氧化铝的设备，其特征是用了同介质的接触材料和同介质的隔离材料，从而排除了各种可能的污染途径。
7.权利要求1所述的高纯氧化铝的制造方法，其特征是高纯铝是以其商品状态不经加工直接在外能促进作用下与水或水蒸汽在反应器中反应生成氢氧化铝，经脱水、干燥、煅烧制得高纯氧化铝。·
【文档编号】C01F7/42GK103539178SQ201210247346
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2012年7月13日
【发明者】蒋明学, 蒋朋, 彭玲 申请人:蒋明学, 蒋朋, 彭玲