【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及一种制备氧化铝的方法，特别是制备和纯化高纯度氧化铝的方法。
技术介绍
1、高纯度氧化铝用于广泛的技术应用中，包括用作高强度放电灯、led、用于精密光学的蓝宝石玻璃、手持装置、电视屏幕和手表表面、用于激光的合成宝石、空间和航空工业中的部件和高强度陶瓷工具中的关键材料。它也可用于锂离子电池，用作阳极和阴极电池之间的电绝缘体。在后一应用中，高纯度规格是特别必要的，因为任何显著的杂质将促进电池之间不期望的电子传输。
2、高纯度氧化铝可直接由铝金属通过使高纯度铝金属与酸反应以产生铝盐溶液，随后浓缩该溶液并喷雾焙烧浓缩的盐溶液以提供氧化铝粉末而制备。该方法基于从高纯度铝原料制备高纯度氧化铝以降低杂质污染的可能性的前提。
3、或者，氧化铝可由其它原料制备，然而由于原料中存在的杂质，每种原料对加工至合适的纯度水平提出挑战。
4、熔炉或冶金级氧化铝可以通过直接煅烧由拜耳法的铝土矿生产的氢氧化铝来制造。然而，这些煅烧级的氧化铝可具有0.15-0.50％的苏打含量，这对于上述应用来说太高。
5、铝粘土如高岭土包含氧化铝和氧化硅形式的相对高的硅含量。在这种含铝粘土的浸出过程中，大量杂质如铁、钛、钙、钠、钾、镁和磷(它们在含铝粘土中作为氧化物存在)与铝一起浸出到溶液中。
6、因此，需要开发从各种铝源一致制备高纯度氧化铝的替代和更有效的方法。
7、本说明书中已经包含的对文件、法案、材料、装置、文章等的任何讨论不应被视为承认任何或所有这些内容形成现有技术基础的一部分，或者是与本
技术实现思路
1、根据本公开，提供了一种由氯化铝溶液制备高纯度氧化铝的方法，所述方法包括：
2、提供在溶液中包含氯化铝和一种或多种杂质的氯化铝溶液；
3、在一个或多个结晶阶段中从所述氯化铝溶液中沉淀六水合氯化铝固体，其中沉淀包括用氯化氢气体喷射所述溶液，使得所述一种或多种杂质的至少一部分保留在所述溶液中，其中沉淀六水合氯化铝固体还包括在至少一个所述结晶阶段中引晶所述氯化铝溶液；
4、从所述一个或多个结晶阶段分离所述氯化铝六水合物固体和所述液体；以及
5、处理分离的氯化铝六水合物固体以形成高纯度氧化铝。
6、根据本公开，进一步提供了通过根据如本文公开的其任何方面、实施方案或实施例的方法制备的高纯度氧化铝。
7、根据本公开，还提供了一种用于由包含一种或多种杂质的含铝材料制备高纯度氧化铝的系统，所述系统包括：
8、酸消化器，其用于消化所述含铝材料以提供包含一种或多种杂质的氯化铝溶液；
9、第一结晶容器，其用于接收来自所述酸消化器的所述氯化铝溶液，并且用于通过用氯化氢气体喷射所述溶液来沉淀六水合氯化铝固体，使得所述一种或多种杂质的至少一部分保留在所述溶液中，并且通过引晶所述氯化铝溶液来沉淀六水合氯化铝固体；
10、任选地一个或多个后续结晶容器，其使所述氯化铝六水合物固体重结晶；以及
11、分离装置，其与每个结晶容器相关联，用于从剩余液体中分离形成的氯化铝六水合物；以及
12、热处理装置，其用于热处理氯化铝六水合物固体以提供高纯度氧化铝。
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1.一种由氯化铝溶液制备高纯度氧化铝的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在沉淀六水合铝固体之前，所述氯化铝溶液包含约1g/L至约100g/L的溶液中铝浓度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在沉淀六水合铝固体之前，所述氯化铝溶液包含约60g/L至约80g/L的溶液中铝浓度。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，还包括在沉淀六水合铝固体之前，将可溶性含铝材料溶解在氯化铝溶液中以将溶液中的铝浓度提高到所需浓度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括两个或更多个结晶阶段，其中所述两个或更多个结晶阶段中的第一个包括引晶。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述氯化铝溶液用含铝晶种引晶。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述含铝晶种包含大于95％的铝化合物。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中所述含铝晶种包含六水合氯化铝和/或高纯度氧化铝。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述氯化铝六水合物晶种包含来自一个或多个结晶阶段的氯化铝
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液体用六水合氯化铝晶体引晶。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述液体用0.1g/L至50g/L的量的氯化铝六水合物晶体引晶。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述液体用5g/L至40g/L的量的氯化铝六水合物晶体引晶。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在约40℃至约80℃的温度下进行从所述氯化铝溶液中沉淀氯化铝六水合物固体。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在两个或更多个结晶阶段中从氯化铝溶液中沉淀六水合氯化铝固体，其中在结晶阶段之间在水中消化分离的六水合氯化铝固体以产生所述氯化铝溶液。
15.根据权利要求14所述的方法，其中第一结晶阶段中的氯化铝溶液具有比一个或多个后续结晶阶段更低的盐酸浓度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中第一结晶阶段中的氯化铝溶液具有至多约9M的盐酸浓度。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的方法，其中在至少一个后续结晶阶段中的氯化铝溶液具有至少约10M的盐酸浓度。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中在结晶阶段中沉淀氯化铝六水合物固体包括使所述氯化铝溶液经历两个或更多个沉淀阶段，其中所述沉淀阶段是串联的。
19.根据权利要求18所述的方法，其中在一个沉淀阶段中沉淀的氯化铝六水合物固体用于在一系列沉淀阶段中引晶后续沉淀阶段的液体。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中处理所述分离的六水合氯化物固体以形成高纯度氧化铝包括在一个或多个加热阶段中热分解所述分离的六水合氯化物固体。
21.根据权利要求20所述的方法，其中热分解所述分离的氯化铝六水合物固体包括在约200℃至约900℃的第一温度下加热所述分离的氯化铝六水合物固体，和在约1000℃至约1300℃的第二温度下煅烧所述热分解的固体。
22.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一种或多种杂质包括：钙(Ca)、铁(Fe)、钾(K)、镁(Mg)、钠(Na)、磷(P)、硅(Si)，钛(Ti)、铜(Cu)、钼(Mo)、铬(Cr)、镓(Ga)、锌(Zn)或其组合。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所形成的高纯度氧化铝包含大于99.99％的氧化铝。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所形成的高纯度氧化铝包含大于99.999％的氧化铝。
25.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中通过在盐酸中消化含铝材料形成盐酸铝溶液。
26.一种通过前述权利要求中任一项所述的方法制备的高纯度氧化铝。
27.根据权利要求26所述的高纯度氧化铝，其中高纯度氧化铝包含大于99.99％的氧化铝。
28.根据权利要求27所述的高纯度氧化铝，其中所述高纯度氧化铝包含大于99.999％的氧化铝。
29.一种用根据权利要求1至25中任一项所述的方法由包含一种或多种杂质的含铝材料制备高纯度氧化铝的系统，所述系统包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种由氯化铝溶液制备高纯度氧化铝的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在沉淀六水合铝固体之前，所述氯化铝溶液包含约1g/l至约100g/l的溶液中铝浓度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，在沉淀六水合铝固体之前，所述氯化铝溶液包含约60g/l至约80g/l的溶液中铝浓度。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，还包括在沉淀六水合铝固体之前，将可溶性含铝材料溶解在氯化铝溶液中以将溶液中的铝浓度提高到所需浓度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括两个或更多个结晶阶段，其中所述两个或更多个结晶阶段中的第一个包括引晶。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述氯化铝溶液用含铝晶种引晶。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述含铝晶种包含大于95％的铝化合物。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，其中所述含铝晶种包含六水合氯化铝和/或高纯度氧化铝。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述氯化铝六水合物晶种包含来自一个或多个结晶阶段的氯化铝六水合物固体，和/或所述高纯度氧化铝晶种包含通过加工分离的氯化铝六水合物固体产生的高纯度氧化铝。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液体用六水合氯化铝晶体引晶。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述液体用0.1g/l至50g/l的量的氯化铝六水合物晶体引晶。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述液体用5g/l至40g/l的量的氯化铝六水合物晶体引晶。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在约40℃至约80℃的温度下进行从所述氯化铝溶液中沉淀氯化铝六水合物固体。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在两个或更多个结晶阶段中从氯化铝溶液中沉淀六水合氯化铝固体，其中在结晶阶段之间在水中消化分离的六水合氯化铝固体以产生所述氯化铝溶液。
15.根据权利要求14所述的方法，其中第一结晶阶段中的氯化铝溶液具有比一个或多个后续结晶阶段更低的盐酸浓度。
16.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·拉马基亚，
申请(专利权)人：美铝澳大利亚有限公司，
类型：发明
国别省市：
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