專利名稱：一種利用粗氧化鋁制備冶金級(jí)氧化鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)冶金級(jí)氧化鋁的方法，具體涉及一種由含鐵雜質(zhì)的粗氧化鋁為原料，經(jīng)還原氣氛下高溫煅燒，再經(jīng)過酸洗除鐵，從而制備出冶金級(jí)氧化鋁的方法。

背景技術(shù)：
氧化鋁具有硬度高、熔點(diǎn)高、抗氧化、耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)熱性高、電阻率高等優(yōu)異性能。氧化鋁是最常用的工業(yè)原料之一，對于我國工業(yè)生產(chǎn)及工業(yè)的發(fā)展有著重要的作用，因此需要對氧化鋁制備技術(shù)進(jìn)行不斷的研究。
目前從氧化鋁中去除鐵雜質(zhì)的方法主要是在制備氧化鋁的液相體系過程中實(shí)現(xiàn)的。由于氧化鋁是兩性氧化物，它既可以溶解在強(qiáng)酸溶液中，也可以溶解在強(qiáng)堿性溶液中。在堿性溶液中，氧化鋁以可溶的偏鋁酸鈉形式存在，而鐵以氫氧化鐵沉淀的形式存在，通過固液分離即可以實(shí)現(xiàn)鐵的去除。而在酸性溶液中，鋁以三價(jià)鋁離子的形式存在，此時(shí)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(zhuǎn)變?yōu)閴A性溶液，使鐵沉淀而除去。這樣先酸后堿的方法使生產(chǎn)工藝復(fù)雜，并增加了成本。近年來，出現(xiàn)了一些在酸性溶液中直接除鐵的方法，如高錳酸鉀氧化沉淀法、亞鐵氰化鉀合鐵氰化鉀沉淀法、有機(jī)溶劑萃取法和有機(jī)絡(luò)合沉淀法等，這些方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。但無論是在酸性溶液和堿性溶液中，鐵的去除都是在鋁的液相體系中進(jìn)行的，一旦鐵進(jìn)入了氧化鋁產(chǎn)品，或者氧化鋁產(chǎn)品在保存或運(yùn)輸?shù)倪^程中受到了鐵的污染，則須重新將氧化鋁溶解，再進(jìn)行除鐵。目前沒有關(guān)于直接在氧化鋁中除鐵的方法的報(bào)道。


發(fā)明內(nèi)容
針對以上技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種以粗氧化鋁為原料，制備冶金級(jí)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(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛容^高的氧化亞鐵，同時(shí)氧化鋁發(fā)生相變生成較穩(wěn)定的α氧化鋁，然后用稀鹽酸溶解氧化亞鐵，從而達(dá)到除鐵的目的。
本發(fā)明所述方法包括如下步驟 a)將粗氧化鋁在一氧化碳?xì)夥罩校?000-1350℃煅燒溫度下，煅燒1-5小時(shí)；其中一氧化碳的通入速度為1-6升/分鐘。
b)將煅燒后的粗氧化鋁冷卻至100℃以下，加入濃度為5-20wt％的鹽酸，并控制固液比例為1千克∶2-10升；保持溫度為70-100℃，攪拌1-3小時(shí)，進(jìn)行酸溶； c)將酸溶產(chǎn)物過濾，用水洗滌至中性，在90-200℃下干燥，即得冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)品。
本發(fā)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(jīng)酸法制得的未經(jīng)除鐵處理、含有鐵雜質(zhì)的氧化鋁。
本發(fā)明方法中步驟a)中，將含有鐵雜質(zhì)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(yōu)選為1150-1250℃；一氧化碳通入速度為1-6升/分鐘，優(yōu)選為2-3升/分鐘；煅燒時(shí)間1-5小時(shí)，優(yōu)選為2-3小時(shí)。
發(fā)明方法中步驟b)中，將經(jīng)過還原的粗氧化鋁冷卻至100℃以下，加入濃度為5-20wt％，優(yōu)選為10-15wt％的鹽酸；控制固液比為1千克∶2-10升，優(yōu)選1千克∶3-6升；控制溫度為在70-100℃，攪拌1-3小時(shí)，使氧化亞鐵溶解。
發(fā)明方法中步驟c)中，將酸洗產(chǎn)物過濾、用水洗滌至中性，在90-200℃的溫度下干燥，即制得氧化鋁產(chǎn)品。
本發(fā)明為固相體系除雜，工藝流程短、反應(yīng)成本低，經(jīng)過除雜的氧化鋁產(chǎn)品中Fe2O3含量低于0.02wt％，能夠達(dá)到中華人民共和國有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《YS/T274-1998氧化鋁》中對冶金級(jí)氧化鋁的純度要求。



圖1為粗氧化鋁制備冶金級(jí)氧化鋁工藝流程圖。

具體實(shí)施例方式 下面通過實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明所提供的方法，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
原料采用粗氧化鋁樣品，其化學(xué)成分如表1所示。
表1 粗氧化鋁化學(xué)成分(wt％) 實(shí)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(shí)。待煅燒產(chǎn)物冷卻至95℃時(shí)，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(jīng)固液分離和充分洗滌后，于150℃烘干后即得氧化鋁產(chǎn)品，經(jīng)測定，其Al2O3含量為98.6wt％，F(xiàn)e2O3含量為0.018wt％。
實(shí)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(shí)。待煅燒產(chǎn)物冷卻至90℃時(shí)，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(jīng)固液分離和洗滌后，于150℃烘干后即得氧化鋁產(chǎn)品，經(jīng)測定，其Al2O3含量為98.7wt％，F(xiàn)e2O3含量為0.016wt％。
實(shí)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(shí)。待煅燒產(chǎn)物冷卻至80℃時(shí)，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(jīng)固液分離和洗滌后，于100℃烘干后即得氧化鋁產(chǎn)品，經(jīng)測定，其Al2O3含量為98.6wt％，F(xiàn)e2O3含量為0.019wt％。
實(shí)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(shí)。待煅燒產(chǎn)物冷卻至80℃時(shí)，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(jīng)固液分離和洗滌后，于150℃烘干后即得氧化鋁產(chǎn)品，經(jīng)測定，其Al2O3含量為98.6wt％，F(xiàn)e2O3含量為0.017wt％。
實(shí)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(shí)。待煅燒產(chǎn)物冷卻至95℃時(shí)，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(jīng)固液分離和充分洗滌后，于200℃烘干后即得氧化鋁產(chǎn)品，經(jīng)測定，其Al2O3含量為98.6wt％，F(xiàn)e2O3含量為0.017wt％。
權(quán)利要求
1.一種利用粗氧化鋁制備冶金級(jí)氧化鋁的方法，其特征在于，所述方法包括
a)將含鐵粗氧化鋁在一氧化碳?xì)夥罩校?000-1350℃煅燒溫度下，煅燒1-5小時(shí)；其中一氧化碳的通入速度為1-6升/分鐘。
b)將煅燒后的粗氧化鋁冷卻至100℃以下，加入濃度為5-20wt％的鹽酸，并控制固液比例為1千克∶2-10升；保持溫度為70-100℃，攪拌1-3小時(shí)，進(jìn)行酸溶；
c)將酸溶產(chǎn)物過濾，用水洗滌至中性，然后在90-200℃下干燥，即得冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟a)中煅燒溫度為1150-1250℃；煅燒時(shí)間為2-3小時(shí)，一氧化碳的通入速度為2-3升/分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，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(fā)明公開了用一種含鐵雜質(zhì)的粗氧化鋁制備冶金級(jí)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后用稀鹽酸洗滌以除去鐵雜質(zhì)即得冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)品。本發(fā)明方法不添加其他成分，具有工藝流程簡單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，制備的產(chǎn)品中Fe2O3含量低于0.02wt％，達(dá)到冶金級(jí)氧化鋁的標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C01F7/46GK101811715SQ20101016188
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者魏存弟, 郭昭華, 楊殿范, 張萬德, 徐少南, 于得利 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司