摘要：研究了直接水解法生产高纯氧化铝工艺，包括原料预处理、碱处理过程、Al2O3熔液脱水过程和水解反应过程。通过考察反应温度、反应时间、 pH值和反应气体成分等对氧化铝纯度的影响，确定了生产高纯氧化铝的工艺条件。氧化铝原料主要由铝矾土组成，具有很强的碱性特征。氧化铝在常温常压下呈酸性，一般以浓硫酸或盐酸为催化剂进行分解。铝土矿中氧化铝的含量为99.999%-99.99%。由于氧化铝本身在高温下具有较强的氧化能力和还原作用，因而通常将高纯氧化铝用于生产氧化铝材料。 关键词：直接水解法；高纯氧化铝；制备方法
前言
我国已探明铝土矿储量大约为40亿 t，约占世界铝土矿总储量的1/3左右；按中国铝工业协会（CNAA）统计，我国电解石开采量已经达到每年500万 t；但目前我国只有一家电解石矿厂在生产氧化锌。氧化铝是重要的基础化工材料，它与很多金属化合物都具有良好的化学性能。作为一种金属化合物，它与铁、铜、铝等组成多元合金，在化学、材料工业上有广泛而十病九痛
重要的应用；它还是催化剂和触媒材料中重要的组分之一,广泛应用于冶金、石油化工、陶瓷和玻璃等工业部门。铝土矿经过氧化焙烧过程生成氧化铝及其化合物。为了使氧化铝产品纯度更高且符合市场需要，必须采用各种方法对铝土矿中含有物进行脱除和提纯。
1、工艺流程
用来提取氧化铝的矿石在铝土矿精矿粉磨后，再经过球磨机粉碎，采用直接水解法生产高纯氧化铝。将粉碎后的矿石与硫酸和水按一定比例配成混合溶液，再加入石灰水使溶液 pH值达到5.5左右。采用直接水解法制备高纯氧化铝，通过调节 PH值可控制原料中Al2O3的含量。当 pH大于8.5时，Al2O3含量降低并接近于0。当 pH低于8时铝酸的分解不完全，产生大量的 CaO、 MgO和CaSO4等杂质物质，影响后续产品质量。
2原料
Al2O3的化学性质活泼，不稳定，在100℃以上容易分解生成三氧化二铝和四氧化三铝等氧化物及氢氧化铝和氧化钙等碱性氧化物。氧化铝生产过程中必须用大量石灰作为脱硫剂。
氧化铝生产过程中产生的含铝烟气必须通过脱硫剂进行脱硫处理。随着科技的发展，高纯
氧化铝的制备方法越来越多，其中以氧化铝湿法工艺应用最广。
3碱法脱除
将铝土矿在碱溶液中加热进行氧化，铝土矿的氧化率会增加。碱法脱除是一种既能脱除氧化铝，又能脱除铁、硅和铜等杂质的脱除法。碱处理过程中可以使用浓硫酸、硝酸、盐酸等进行洗涤，但会消耗大量酸耗，而且不能再生利用。将铝土矿在硫酸中浸出后在碱溶液中脱水得到氢氧化钠。碱法脱酸过程中可以使用强氧化剂如 HClO或 HCl进行氧化脱除铁、硅和铜等杂质的方法。铝矿石一般含有少量的氧化铝和铁氧化物。将铝土矿直接碱浸处理，通过氧化分解反应，得到含铝产品；对其进一步碱法脱毒，获得纯度为99.999%的高纯氧化铝。用AlCl3在碱溶液中浸出铝土矿，然后再用 NaOH或Na2CO3溶液进行洗涤。碱法生产高纯氧化铝工艺包括预处理、碱处理环节；还需要对铝土矿中铝矾土进行碱浸处理，使之脱水，获得含硅10%左右的高纯氧化铝。碱法脱毒不仅可以去除氧化铝和铁等杂质，而且可以获得纯度为99.999%的高纯氧化铝；但由于碱法脱除过程会消耗大量酸和水而产生大量废渣需处理，因此碱法提纯氧化铝的效率不高。
4水解反应
直接水解法是通过在高温下，氧化铝和氢氧化钠在高温下发生反应，使水解反应在较短的时间内完成，从而实现了对铝土矿原料进行脱除杂质的目的。水解过程主要包括四个步骤：铝酸钠溶液的蒸发、铝酸钠与氢氧化钠之间的反应（即Al2O3水解反应）、氢氧化钠的水解反应、氧化铝水解产物的析出和氧化铝产物的分离。该工艺具有流程短，工艺简单，产品纯度高的特点，但是目前直接水解法在氧化铝生产中所占份额较小。
5产物分析
三个代表论文关于加强商业性房地产信贷管理的通知从熔渣中分离出氧化铝的方法有很多种，例如：
A、真空蒸发法：该法可分离熔渣中的氧化铝和氢氧化铝，但因氢氧化铝含量较低，应用受到限制。
B、气体渗透法：此法能使熔渣中的杂质氢氧化物分离出来，因此常用于铝工业。
C、超声波振动法：此法可使熔渣中铝氧和氢氧化铝分离，但因超声波振动对物料的扰动较大而不适用于处理含硫高和含杂质的铝土矿。
D、机械破碎法：此法是用机械作用破坏铝土矿表面，然后在惰性气体中将氧化铝从熔渣相中分离出来的方法。
E、离子交换法：该法用于生产氧化铝产品时，除铝以外还有一种重要的杂质组分是氧化铝表面所吸附的羟基和羧基，所以要使氧化铝纯度更高应对上述几种方法进行分析评价。
6直接水解
直接水解法的工艺路线是：
[原料预处理]，以一定的碱度对含Al2O3矿石进行预处理，除去其中的杂质；
[水解]，在水解过程中，氧化铝原料中杂质被水解转化为 Al、 Na、 Ca、 Fe、 Mg等，然后进入Al2O3熔液脱水；
[AlO与 CaO分解反应]，将碱度为10~12 mol/L的 AlO溶液在250℃下进行分解反应，生成 CaAl (OH)2或Al3 (OH)台湾当局2·H2O；
吉林工业大学[碱度控制]，在碱性条件下使铝脱去杂质形成Al2O3产品。
由于原料预处理和水解反应过程所用原料都是碱性矿石，为研究氧化铝熔液脱水过程中不同碱度对氧化铝熔液脱水及产品纯度的影响规律，需要对其进行水解反应过程研究。
将上述原料分别用不同碱度进行水解（或与氯化钠）实验。
7结论
（1）在氧化铝熔液脱水过程中，铝土矿中的 CaO会进入到Al2O3晶体中，使其氧化铝含量降低，同时在熔液脱水时伴随着大量气泡的产生和消失。
（2）在反应温度为700℃条件下进行水解反应，随着反应温度的升高和时间的延长，Al2腾飞电开水器O3晶体中氧化铝的含量逐渐降低。
（3）采用碱处理过程和Al2O3熔液脱水过程对氧化铝的纯度进行考察。
（4）采用直接水解法可以使氧化铝产品纯度达到99.99%以上。
（5）高纯氧化铝经溶出提纯后可作为优质铝及其他金属材料原料。
（6）通过水解过程可以使氧化铝产品纯度得到提高，在此工艺下得到的高纯氧化铝在常温下就可达到99.99%以上。
8 参考文献
[1]昝超,唐发满,李增荣,李积升.直接水解法生产高纯氧化铝工艺研究[J].化学工程师,2021,35(08):67-69.
[2]海春喜,刘江华,周园,张果泰,曾金波,任秀峰,李翔,孙艳霞,申月,张成荣.水解法制备高纯Al2O3粉体的研究概况[J].盐湖研究,2019,27(03):1-10.
[3]刘建良,孙加林,施安,胡劲,吕贤勇,郑福前.高纯超细氧化铝粉制备方法最新研究进展[J].昆明理工大学学报(理工版),2003(03):22-24.
作者简介：李蕾（出生1982.03.29），性别女，出生地河北省秦皇岛市，籍贯河北省秦皇岛市），职称工程师,招标师，专业机械设计及其自动化，学历硕士，主要从事项目开发执行，有设备采购工作.
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