中國(guó)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)。
圖片來源：濟(jì)源兄弟
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(jí)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(shí)，Na2O含量的高低直接影響氧化鋁制品的抗壓強(qiáng)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(shí)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。
圖片來源：四川六方鈺成電子科技有限公司
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(huì)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(huì)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(shí)，才能變?yōu)樗苄詨A；
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——?dú)溲趸X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？
圖片來源：中鋁山西新材料有限公司
影響氫氧化鋁中氧化鈉含量的因素很多。種分作業(yè)時(shí)，分解原液的濃度、分解溫度、分解時(shí)間等對(duì)其均有直接影響。但在生產(chǎn)實(shí)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?yàn)樘岣邭溲趸X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(duì)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(shí)晶種分解物料循環(huán)量大，細(xì)化周期來臨時(shí)，往往持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。當(dāng)物料細(xì)化時(shí)，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(jī)效率低、投用或隔離分解槽、分解率波動(dòng)等，往往引起末槽固含波動(dòng)大，當(dāng)固含變小時(shí)，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(zhǎng)分解時(shí)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(shí)，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(guó)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(guó)粉體網(wǎng)
（中國(guó)粉體網(wǎng)/山川）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除
