一种高纯铝的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高纯铝的制备方法，从铝矾土矿开始处理，先将铝矾土矿破碎至100目颗粒后以1：4的体积比与2mol/L的NaOH溶液混合制备铝酸盐Na[Al(OH)]

【技术实现步骤摘要】
一种高纯铝的制备方法
本专利技术涉及金属加工领域，尤其涉及一种高纯铝的制备方法。
技术介绍
含铝重量百分比在99.9999％以上的铝称为超纯铝，含铝量百分比在99.999％～99.9999％之间的铝称为高纯铝，含铝量在99.99％～99.999％的铝称为精铝。精铝及超、高纯铝具有很好的导电性、可塑性、光反射性、延展性和耐腐蚀性以及极低的导磁性，故其在以高科技为主导的当今社会里具有广泛的应用。尤其是在电子、能源、交通、医用、计算机、航天、天文和化工等工业和科技领域中更受青睐。早在上世纪80年代，法国、美国等国家都对高纯铝的提纯工艺做了研究，国内对偏析法提纯工艺也进行了探索。铝是活泼金属，它的离子有很高的水du合能(即其水合能力相当强)，因此不能从水溶液中提取这个金属,若从干态制备，其经济和方法是不可取的，近代工业是用电解熔融氧化物的方法制备金属铝。目前在常规的高纯铝提纯工艺中，无论是采用三层液电解法，还是偏析法生产高纯铝，都存在能耗较高、提纯效率低等问题；同时在提纯期间不能防止熔化和凝固过程中外部杂质元素的侵入，所以只能用于生产纯度低于4N的纯铝，对生产纯度高于5N的高纯铝，是完全不符合条件的。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是一种高纯铝的制备方法。为解决上述问题并达到上述专利技术目的，本专利技术通过以下设计结构及技术方案来实现：一种高纯铝的制备方法，包括以下步骤：S1、取2mol/L的NaOH溶液及铝矾土矿，将铝矾土矿破碎至100目颗粒后以1：4的体积比与2mol/L的NaOH溶液混合制备铝酸盐Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠)；S2、将S1中获得的固液混合物过滤，除去滤渣，向滤液中通入CO2使Na[Al(OH)4]水解生产AlCO3沉淀；S3、过滤分离AlCO3沉淀，烘干后煅烧AlCO3沉淀使之分解，获得Al2O3；S4、熔融的冰晶石Na3AlF6与AlCO3共置于氦气保护环境中，加热至620℃后进行电解获得精铝；S5、将S4中获得的精铝保持熔融态移入石英舟放入真空熔炼炉并加热至680℃；S6、真空熔炼炉中预设金字塔型的塔板，塔板的底端与真空熔炼炉底部不接触，石英舟内的熔融态精铝倾倒在塔板的顶端并沿塔板缓慢向下流动，预设塔板上全程流动时间为10min，熔融态精铝在塔板上流动时以0.9℃/min的速度持续降温，真空熔炼炉底部的中部区域降温至659℃，周围边缘区域保持662℃，熔融态精铝经由塔板降温后落至真空熔炼炉底部后中部区域开始凝固，凝固定型后经由真空熔炼炉边缘开设的排料阀排出未凝固的残余液；S7、将中部区域凝固的铝块取出冷轧后置入石英舟，重复S6中的塔板降落和冷凝步骤2～4次。作为优选的，S6中塔板侧壁上设有若干道水平凸棱。作为优选的，S6中塔板内侧设有辅助加热装置。作为优选的，S6中真空熔炼炉底部由周围向中心倾斜。作为优选的，S5中真空熔炼炉中真空度达到5×10-4pa～10×10-4pa。作为优选的，S6中凝固定型后经由真空熔炼炉边缘开设的排料阀排出未凝固的残余液时向真空熔炼炉中持续通入氩气保护凝固的铝，避免发生氧化。作为优选的，S6中真空熔炼炉的容积为50L，通入氩气时的通气量为50L/s。本专利技术相比于现有技术具有以下有益效果：(1)相比于传统的由外围向中心降温，杂质向中心析出的偏析方法，对铝材的浪费更少，且平铺在真空熔炼炉底部进行冷凝，加工效率大大提高；(2)设置金字塔型的塔板，熔融态的精铝在下降过程中持续降温，在接触温度低于熔点的中部区域时可以迅速降温至接近熔点并立即开始凝固过程，从而快速实现杂质的偏析，提高了偏析分离的效率。具体实施方式下面对本专利技术作进一步的说明，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。本专利技术提供了实施例1：一种高纯铝的制备方法，包括以下步骤：S1、取2mol/L的NaOH溶液及铝矾土矿，将铝矾土矿破碎至100目颗粒后以1：4的体积比与2mol/L的NaOH溶液混合制备铝酸盐Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠)；S2、将S1中获得的固液混合物过滤，除去滤渣，向滤液中通入CO2使Na[Al(OH)4]水解生产AlCO3沉淀；S3、过滤分离AlCO3沉淀，烘干后煅烧AlCO3沉淀使之分解，获得Al2O3；S4、熔融的冰晶石Na3AlF6与AlCO3共置于氦气保护环境中，加热至620℃后进行电解获得精铝；S5、将S4中获得的精铝保持熔融态移入石英舟放入真空熔炼炉并加热至680℃；S6、真空熔炼炉中预设金字塔型的塔板，塔板的底端与真空熔炼炉底部不接触，塔板侧壁上设有若干道水平凸棱，塔板内侧设有辅助加热装置，真空熔炼炉底部由周围向中心倾斜，石英舟内的熔融态精铝倾倒在塔板的顶端并沿塔板缓慢向下流动，预设塔板上全程流动时间为10min，熔融态精铝在塔板上流动时以0.9℃/min的速度持续降温，真空熔炼炉底部的中部区域降温至659℃，周围边缘区域保持662℃，熔融态精铝经由塔板降温后落至真空熔炼炉底部后中部区域开始凝固，凝固定型后经由真空熔炼炉边缘开设的排料阀排出未凝固的残余液；S7、将中部区域凝固的铝块取出冷轧后置入石英舟，重复S6中的塔板降落和冷凝步骤2次。实施例2：一种高纯铝的制备方法，包括以下步骤：S1、取2mol/L的NaOH溶液及铝矾土矿，将铝矾土矿破碎至100目颗粒后以1：4的体积比与2mol/L的NaOH溶液混合制备铝酸盐Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠)；S2、将S1中获得的固液混合物过滤，除去滤渣，向滤液中通入CO2使Na[Al(OH)4]水解生产AlCO3沉淀；S3、过滤分离AlCO3沉淀，烘干后煅烧AlCO3沉淀使之分解，获得Al2O3；S4、熔融的冰晶石Na3AlF6与AlCO3共置于氦气保护环境中，加热至620℃后进行电解获得精铝；S5、将S4中获得的精铝保持熔融态移入石英舟放入真空熔炼炉并加热至680℃；S6、真空熔炼炉中预设金字塔型的塔板，塔板的底端与真空熔炼炉底部不接触，塔板侧壁上设有若干道水平凸棱，塔板内侧设有辅助加热装置，真空熔炼炉底部由周围向中心倾斜，石英舟内的熔融态精铝倾倒在塔板的顶端并沿塔板缓慢向下流动，预设塔板上全程流动时间为10min，熔融态精铝在塔板上流动时以0.9℃/min的速度持续降温，真空熔炼炉底部的中部区域降温至659℃，周围边缘区域保持662℃，熔融态精铝经由塔板降温后落至真空熔炼炉底部后中部区域开始凝固，凝固定型后经由真空熔炼炉边缘开设的排料阀排出未凝固的残余液，凝固定型后经由真空熔炼炉边缘开设的排料阀排出未凝固的残余液时向真空熔炼炉中持续通入氩气保护凝固的铝，避免发生氧化；S7、将中部区域凝固的铝块取出冷轧后置入石英舟，重复S6中的塔板降落和冷凝步骤4次。实施例3：一种高纯铝的制备方法，包括以下步骤：...

【技术保护点】
1.一种高纯铝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、取2mol/L的NaOH溶液及铝矾土矿，将铝矾土矿破碎至100目颗粒后以1：4的体积比与2mol/L的NaOH溶液混合制备铝酸盐Na[Al(OH)

【技术特征摘要】
1.一种高纯铝的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、取2mol/L的NaOH溶液及铝矾土矿，将铝矾土矿破碎至100目颗粒后以1：4的体积比与2mol/L的NaOH溶液混合制备铝酸盐Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠)；
S2、将S1中获得的固液混合物过滤，除去滤渣，向滤液中通入CO2使Na[Al(OH)4]水解生产AlCO3沉淀；
S3、过滤分离AlCO3沉淀，烘干后煅烧AlCO3沉淀使之分解，获得Al2O3；
S4、熔融的冰晶石Na3AlF6与AlCO3共置于氦气保护环境中，加热至620℃后进行电解获得精铝；
S5、将S4中获得的精铝保持熔融态移入石英舟放入真空熔炼炉并加热至680℃；
S6、真空熔炼炉中预设金字塔型的塔板，塔板的底端与真空熔炼炉底部不接触，石英舟内的熔融态精铝倾倒在塔板的顶端并沿塔板缓慢向下流动，预设塔板上全程流动时间为10min，熔融态精铝在塔板上流动时以0.9℃/min的速度持续降温，真空熔炼炉底部的中部区域降温至659℃，周围边缘区域保持662℃，熔融态精铝经由塔板降温后落至真空熔炼炉底部后中部区域开始凝固，凝固...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦建敏，张晓蓓，张小波，
申请(专利权)人：虹华科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51