中國粉體網(wǎng)訊  高溫氧化鋁是以工業(yè)氧化鋁水合物為主要原料，經(jīng)焙燒脫水、晶相轉(zhuǎn)化而成。 工業(yè)氧化鋁水合物是在堿性介質(zhì)中制備而成的，因此，高溫氧化鋁中不可避免地含有一定量的雜質(zhì)。

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01.氧化鈉的危害

其中，氧化鈉雜質(zhì)的含量是高溫氧化鋁產(chǎn)品定級的主要依據(jù)，并在相當(dāng)大程度上影響其下游產(chǎn)品的理化指標(biāo)、產(chǎn)品品質(zhì)及應(yīng)用性能。例如：

高溫氧化鋁用作耐磨陶瓷時，Na₂O含量的高低直接影響氧化鋁制品的抗壓強度及電絕緣性。通常，Na₂O含量越高，導(dǎo)電率也越高，氧化鋁陶瓷及耐磨制品的電絕緣性能越差，同時也導(dǎo)致α-Al₂O₃轉(zhuǎn)化率越低，從而達(dá)不到高溫氧化鋁α-Al₂O₃95%以上的質(zhì)量要求，導(dǎo)致氧化鋁陶瓷及耐磨制品的變形和開裂。

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在電子陶瓷中，Na₂O的存在不但影響電子陶瓷的致密度，而且還由于Na₂O結(jié)合Al₂O₃生成具有一定導(dǎo)電性的β-Al₂O₃，從而影響其電氣性能。

LCD（液晶）玻璃基板是一種區(qū)別于普通玻璃的電子玻璃，是平板顯示的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料之一，屬于無堿鋁硼硅酸鹽玻璃，即為SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃-RO體系（RO為堿土金屬），由于Na離子會使液晶和薄膜晶體管中毒，進(jìn)而使半導(dǎo)體液晶材料和薄膜材料劣化，縮短顯示器的壽命，并且還會污染生產(chǎn)線，因此，要求其中的氧化鋁為低鈉α-Al₂O₃。

02.鈉雜質(zhì)來自于哪里？

高溫氧化鋁的Na₂O來自原料氧化鋁水合物 。氧化鋁水合物中的Na₂O是生產(chǎn)氧化鋁工藝過程中形成的主要污染雜質(zhì)之一 。氧化鋁水合物中所攜帶的Na₂O分為三類（或4種）賦存形態(tài)。

Al(OH)3 中 Na的賦存形態(tài)

Ⅰ母液堿類屬于水溶性堿，呈附堿形態(tài)存在的，Na₂O能用水洗除去，包裹堿洗去困難，僅能部分洗去；

Ⅱ晶格堿不溶于水，只有晶格結(jié)構(gòu)重排時，才能變?yōu)樗�溶性堿；

Ⅲ化合堿既不溶于水，也不溶于酸或堿，且在高溫下也不分解。

03.影響其原料——氫氧化鋁中氧化鈉含量的因素

既然氧化鋁中的鈉雜質(zhì)主要來源于其前驅(qū)體氫氧化鋁，那么影響氫氧化鋁中鈉雜質(zhì)含量的因素有哪些？

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影響氫氧化鋁中氧化鈉含量的因素很多。種分作業(yè)時，分解原液的濃度、分解溫度、分解時間等對其均有直接影響。但在生產(chǎn)實踐中，以下因素也顯著影響其氧化鈉含量：

（1）種分工序分解初溫

分解工序為提高氫氧化鋁產(chǎn)出率，通常采用各種降溫措施，使產(chǎn)品中不可洗堿含量提高。各種研究表明，對分解產(chǎn)物中不溶性氧化鈉產(chǎn)生影響的主要是分解初溫。初溫越低，產(chǎn)品中不溶性氧化鈉含量越高。

（2）氫氧化鋁產(chǎn)品粒度

拜耳法晶種分解過程中，物料經(jīng)常發(fā)生周期性的細(xì)化，同時晶種分解物料循環(huán)量大，細(xì)化周期來臨時，往往持續(xù)時間較長。當(dāng)物料細(xì)化時，平盤上氫氧化鋁挾帶的母液量增大，不可洗堿增多，物料之間結(jié)合得非常緊密，物料透氣性變差，過濾性能變壞，極易串區(qū)影響產(chǎn)品氧化鈉含量。

（3）分解原液中固體含量

影響分解槽的固體含量因素很多，如產(chǎn)洗不平衡、晶種過濾機效率低、投用或隔離分解槽、分解率波動等，往往引起末槽固含波動大，當(dāng)固含變小時，物料太稀，平盤容易串區(qū)影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成氫氧化鋁中氧化鈉含量增高。

04.如何除鈉？

目前常見的脫鈉工藝主要有以下幾種：

第一種方法是在氫氧化鋁分解過程中通過延長分解時間等手段降低結(jié)晶堿和晶間堿的含量，并通過多次洗滌盡可能降低附著堿含量；

第二種是合理的選用礦化劑，礦化劑的主要作用是能夠增大氧化鋁晶格缺陷，形成陽離子和陰離子空位，從而有助于加速結(jié)晶，有效降低α相變的溫度；同時，礦化劑還能和氧化鋁中的氧化鈉反應(yīng)，生成易揮發(fā)的鈉合物，所以礦化劑廣泛應(yīng)用于高溫氧化鋁的煅燒工藝中。常用的礦化劑有氟化鋁、硼酸、氧化鎂和硝酸銨等；

第三種方法是將原料進(jìn)行預(yù)處理，通過濕法工序引入酸進(jìn)行酸堿中和脫鈉，再用熱水將反應(yīng)后生成的鹽洗掉，根據(jù)原料中氧化鈉存在形式的不同，脫鈉效果有所差異，最低可降至 0.05% 以下，該方法能夠顯著改善產(chǎn)品質(zhì)量。

參考來源：

[1]王哲.低鈉微晶氧化鋁粉體的制備工藝研究

[2]李建忠等.低鈉α-Al₂O₃在電子領(lǐng)域的應(yīng)用

[3]馮國政.高溫低鈉氧化鋁的研制

[4]李紅等.降低氫氧化鋁中氧化鈉含量的措施

[5]中國粉體網(wǎng)

（中國粉體網(wǎng)/山川）

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