一種利用粗氧化鋁製備冶金級氧化鋁的方法
2023-05-09 12:14:51 3
專利名稱：一種利用粗氧化鋁製備冶金級氧化鋁的方法
技術領域：
本發明涉及一種生產冶金級氧化鋁的方法，具體涉及一種由含鐵雜質的粗氧化鋁為原料，經還原氣氛下高溫煅燒，再經過酸洗除鐵，從而製備出冶金級氧化鋁的方法。
背景技術：
氧化鋁具有硬度高、熔點高、抗氧化、耐高溫、耐腐蝕、導熱性高、電阻率高等優異性能。氧化鋁是最常用的工業原料之一，對於我國工業生產及工業的發展有著重要的作用，因此需要對氧化鋁製備技術進行不斷的研究。
目前從氧化鋁中去除鐵雜質的方法主要是在製備氧化鋁的液相體系過程中實現的。由於氧化鋁是兩性氧化物，它既可以溶解在強酸溶液中，也可以溶解在強鹼性溶液中。在鹼性溶液中，氧化鋁以可溶的偏鋁酸鈉形式存在，而鐵以氫氧化鐵沉澱的形式存在，通過固液分離即可以實現鐵的去除。而在酸性溶液中，鋁以三價鋁離子的形式存在，此時鐵的溶解度較高，鐵的去除比較困難，往往需要將酸性溶液轉變為鹼性溶液，使鐵沉澱而除去。這樣先酸後鹼的方法使生產工藝複雜，並增加了成本。近年來，出現了一些在酸性溶液中直接除鐵的方法，如高錳酸鉀氧化沉澱法、亞鐵氰化鉀合鐵氰化鉀沉澱法、有機溶劑萃取法和有機絡合沉澱法等，這些方法各有其優缺點。但無論是在酸性溶液和鹼性溶液中，鐵的去除都是在鋁的液相體系中進行的，一旦鐵進入了氧化鋁產品，或者氧化鋁產品在保存或運輸的過程中受到了鐵的汙染，則須重新將氧化鋁溶解，再進行除鐵。目前沒有關於直接在氧化鋁中除鐵的方法的報導。
發明內容
針對以上技術缺陷，本發明提供一種以粗氧化鋁為原料，製備冶金級氧化鋁的方法，所述方法主要將粗氧化鋁在還原氣氛下高溫煅燒使氧化鐵還原轉變為溶解度較高的氧化亞鐵，同時氧化鋁發生相變生成較穩定的α氧化鋁，然後用稀鹽酸溶解氧化亞鐵，從而達到除鐵的目的。
本發明所述方法包括如下步驟 a)將粗氧化鋁在一氧化碳氣氛中，1000-1350℃煅燒溫度下，煅燒1-5小時；其中一氧化碳的通入速度為1-6升/分鐘。
b)將煅燒後的粗氧化鋁冷卻至100℃以下，加入濃度為5-20wt％的鹽酸，並控制固液比例為1千克∶2-10升；保持溫度為70-100℃，攪拌1-3小時，進行酸溶； c)將酸溶產物過濾，用水洗滌至中性，在90-200℃下乾燥，即得冶金級氧化鋁產品。
本發明所述方法中，所述粗氧化鋁指的是以含鋁礦物或含鋁廢渣經酸法製得的未經除鐵處理、含有鐵雜質的氧化鋁。
本發明方法中步驟a)中，將含有鐵雜質的粗氧化鋁原料放入高溫爐中，在一氧化碳還原氣氛中煅燒，控制高溫爐煅燒溫度為1000-1350℃；優選為1150-1250℃；一氧化碳通入速度為1-6升/分鐘，優選為2-3升/分鐘；煅燒時間1-5小時，優選為2-3小時。
發明方法中步驟b)中，將經過還原的粗氧化鋁冷卻至100℃以下，加入濃度為5-20wt％，優選為10-15wt％的鹽酸；控制固液比為1千克∶2-10升，優選1千克∶3-6升；控制溫度為在70-100℃，攪拌1-3小時，使氧化亞鐵溶解。
發明方法中步驟c)中，將酸洗產物過濾、用水洗滌至中性，在90-200℃的溫度下乾燥，即製得氧化鋁產品。
本發明為固相體系除雜，工藝流程短、反應成本低，經過除雜的氧化鋁產品中Fe2O3含量低於0.02wt％，能夠達到中華人民共和國有色金屬行業標準《YS/T274-1998氧化鋁》中對冶金級氧化鋁的純度要求。
圖1為粗氧化鋁製備冶金級氧化鋁工藝流程圖。
具體實施例方式 下面通過實施例進一步詳細說明本發明所提供的方法，但本發明並不因此而受到任何限制。
原料採用粗氧化鋁樣品，其化學成分如表1所示。
表1 粗氧化鋁化學成分(wt％) 實施例1 將粗氧化鋁放入高溫煅燒爐中，以3升/分鐘的速度通入一氧化碳，在1150℃煅燒2小時。待煅燒產物冷卻至95℃時，加入濃度為10wt％的鹽酸，固液比為1千克∶5升，在95℃加熱攪拌1h。經固液分離和充分洗滌後，於150℃烘乾後即得氧化鋁產品，經測定，其Al2O3含量為98.6wt％，Fe2O3含量為0.018wt％。
實施例2 將粗氧化鋁放入高溫煅燒爐中，以2升/分鐘的速度通入一氧化碳，在1250℃煅燒3小時。待煅燒產物冷卻至90℃時，加入濃度為15wt％的鹽酸，固液比為1千克∶6升，在90℃加熱攪拌3h。經固液分離和洗滌後，於150℃烘乾後即得氧化鋁產品，經測定，其Al2O3含量為98.7wt％，Fe2O3含量為0.016wt％。
實施例3 將粗氧化鋁放入高溫煅燒爐中，以1升/分鐘的速度通入一氧化碳，在1000℃煅燒5小時。待煅燒產物冷卻至80℃時，加入濃度為5wt％的鹽酸，固液比為1千克∶10升，在80℃加熱攪拌3h。經固液分離和洗滌後，於100℃烘乾後即得氧化鋁產品，經測定，其Al2O3含量為98.6wt％，Fe2O3含量為0.019wt％。
實施例4 將粗氧化鋁放入高溫煅燒爐中，以2.5升/分鐘的速度通入一氧化碳，在1200℃煅燒3小時。待煅燒產物冷卻至80℃時，加入濃度為12wt％的鹽酸，固液比為1千克∶5升，在80℃加熱攪拌3h。經固液分離和洗滌後，於150℃烘乾後即得氧化鋁產品，經測定，其Al2O3含量為98.6wt％，Fe2O3含量為0.017wt％。
實施例5 將粗氧化鋁放入高溫煅燒爐中，以6升/分鐘的速度通入一氧化碳，在1350℃煅燒1小時。待煅燒產物冷卻至95℃時，加入濃度為20wt％的鹽酸，固液比為1千克∶2升，在95℃加熱攪拌2h。經固液分離和充分洗滌後，於200℃烘乾後即得氧化鋁產品，經測定，其Al2O3含量為98.6wt％，Fe2O3含量為0.017wt％。
權利要求
1.一種利用粗氧化鋁製備冶金級氧化鋁的方法，其特徵在於，所述方法包括
a)將含鐵粗氧化鋁在一氧化碳氣氛中，1000-1350℃煅燒溫度下，煅燒1-5小時；其中一氧化碳的通入速度為1-6升/分鐘。
b)將煅燒後的粗氧化鋁冷卻至100℃以下，加入濃度為5-20wt％的鹽酸，並控制固液比例為1千克∶2-10升；保持溫度為70-100℃，攪拌1-3小時，進行酸溶；
c)將酸溶產物過濾，用水洗滌至中性，然後在90-200℃下乾燥，即得冶金級氧化鋁產品。
2.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟a)中煅燒溫度為1150-1250℃；煅燒時間為2-3小時，一氧化碳的通入速度為2-3升/分鐘。
3.根據權利要求2所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟b)中所述鹽酸的濃度為10-15wt％；固液比例為1千克∶3-6升。
全文摘要
本發明公開了用一種含鐵雜質的粗氧化鋁製備冶金級氧化鋁的方法，所述方法包括將粗氧化鋁在一氧化碳還原氣氛下煅燒後用稀鹽酸洗滌以除去鐵雜質即得冶金級氧化鋁產品。本發明方法不添加其他成分，具有工藝流程簡單，成本低廉的優點，製備的產品中Fe2O3含量低於0.02wt％，達到冶金級氧化鋁的標準。
文檔編號C01F7/46GK101811715SQ20101016188
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月27日 優先權日2010年4月27日
發明者魏存弟, 郭昭華, 楊殿範, 張萬德, 徐少南, 於得利 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華準格爾能源有限責任公司