一种高纯氢氧化铝和高纯氧化铝的制备方法

摘要

本发明公开了一种高纯氢氧化铝和高纯氧化铝的制备方法，属于化工材料领域。该方法包括：在催化剂和络合剂存在时，将铝和水混合，在30-99.9℃下反应1-168小时，得到氢氧化铝悬浊液；然后对其进行过滤、洗涤、干燥制备高纯氢氧化铝。将该高纯氢氧化铝煅烧，得到氧化铝。并利用清洗液清洗该氧化铝10分钟-100小时，氧化铝与清洗液的质量比为1：1-1:100，然后依次进行过滤和干燥，得到高纯氧化铝。本发明通过上述方法制备的高纯氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和不高于0.0005％，可作为生产高纯氧化铝的原材料。通过上述方法制备的高纯氧化铝，纯度高，其中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和不高于0.001％，制备工艺简单，成本低，无环境污染。

说明书

技术领域

本发明涉及化工材料领域，特别涉及一种高纯氢氧化铝和高纯氧化铝的制备方法。 

背景技术

高纯氢氧化铝是一种高附加值的粉体产品，其纯度为99.9％-99.9999％。高纯氢氧化铝目前已作为一种新型功能材料和结构材料广泛应用于化工、涂料、建筑、交通和电器等多个领域。高纯氢氧化铝作为生产高纯氧化铝产品的原料，一般金属元素杂质含量(包含硅元素)不超过0.0005％。。 

目前，生产高纯氢氧化铝的方法主要有种分发、碳分法和沉淀法。 

A种分法：一种微粉氢氧化铝的制备方法，以氯酸钠溶液为原料，加入氢氧化铝晶种进行种分处理，然后将料液进行液固分离，对分离固体进行洗涤、烘干后处理得到产品。 

B碳分法：一种氢氧化铝的生产方法，以烧结法精制液为原料进行一段加晶种碳分分解，过滤一段加晶种碳分分解的浆料，得到一段氢氧化铝，把得到的一段氢氧化铝与烧结法精制液混合，进行二段加晶种碳分分解。再把二段加晶种碳分分解的浆料用软水进行洗涤，过滤后进行干燥，得到成品氢氧化铝产品。 

C沉淀法：一种氢氧化铝的制备方法，包括均相沉淀法合成法和非均相沉淀共沸蒸馏法，采用铝盐溶液和碱性溶液为原料，添加少量高分子保护剂如聚乙二醇或聚乙烯醇，在均质乳化反应器中发生均相沉淀反应得到氢氧化铝悬浊液。氢氧化铝悬浊液经过后处理，得到滤饼，并将滤饼加入正丁醇共沸溶剂中，对所得溶液进行共沸蒸馏得到氢氧化铝胶体，烘干所得氢氧化铝胶体，最后制得氢氧化铝粉体。 

氧化铝是一种重要的化工原料，其中纯度高于99.99％的氧化铝称为高纯氧化铝，有着纯度高、比表面低、光吸收性高、耐腐蚀、耐磨性强、耐高温、莫 氏硬度高、绝缘性好等优点，可用在高温耐火材料、坩埚、瓷器、人造宝石、荧光粉原料、高压钠灯、特种陶瓷、YAG激光晶体配件和集成电路板等生产中。 

氧化铝的纯度是影响蓝宝石晶体质量的重要因素，其中，氧化铝的纯度偏低将产生以下影响：首先，将导致从氧化铝熔体生长蓝宝石晶体时出现位错、气泡、包裹物和裂隙等晶体缺陷，上述缺陷通常能够吸收、反射、折射或散射晶体内部产生的或外部输入的磁、光、声和电的能量，从而影响蓝宝石晶体的整体质量和LED产品的性能。其次，氧化铝原料中金属元素杂质含量过高，将导致蓝宝石晶体出现偏色。因此，优质蓝宝石晶体的生长对氧化铝的纯度提出了更高的要求，一般金属元素杂质含量(包含硅元素)不超过0.001％。 

在实现本发明的过程中，发明人发现，现有技术至少存在以下问题： 

氢氧化铝产品的金属杂质含量过高，一般金属元素杂质含量(包含硅元素)超过了0.0005％的要求。 

氧化铝一般由碱法、酸法、酸碱联合法、热法等制得，所得到的工业氧化铝含有较高浓度的其它金属杂质，纯度普遍较低，一般只能达到99％的纯度。现有技术采用去离子水、盐酸、氢氟酸对氧化铝进行清洗，以除去某些特定的金属杂质，并且无法提纯10ppm以下的金属离子，提纯后的氧化铝一般金属元素杂质含量(包含硅元素)超过0.001％.，无法达到纯度要求，提纯效果较差；并且现有技术工艺操作复杂，能耗与成本较高。且制备工艺复杂，能耗大，成本高，容易造成环境污染。 

发明内容

为了解决现有技术缺陷，本发明一方面提供了一种高纯氢氧化铝的制备方法，所述方法包括： 

(1)在催化剂和络合剂存在条件下，将原料铝和水混合反应，制备氢氧化铝悬浊液，反应体系中包括所述原料铝、催化剂、络合剂和水； 

(2)将步骤(1)所得的氢氧化铝悬浊液经过滤、洗涤、干燥制备高纯氢氧化铝固体。 

具体的，所述反应温度是30-99.9℃。 

具体的，反应时间是1-168小时。 

具体的，所述反应体系中原料铝、催化剂、络合剂的质量分别为所述反应 体系总质量的1％-30％、0.05％-10％、0.05％-20％，余量为水。 

具体的，所述原料铝选自铝片、铝粒、铝粉、铝屑和铝丝中的一种或几种的混合物。 

具体的，所述原料铝的铝元素的质量百分含量为99.95％-100％。 

具体的，所述催化剂为季铵碱，其结构通式为R₁R₂R₃R₄N⁺OH，其中R₁、R₂、R₃、R₄可为相同或不同的脂肪基或芳香基，该催化剂的金属元素杂质含量小于所述催化剂质量的十万分之一。 

更具体的，所述催化剂选自四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、(2-羟乙基)三甲基氢氧化铵、苄基三甲基氢氧化铵和三甲基苯基氢氧化铵中的一种或几种的混合物。 

具体的，所述络合剂选自无机络合剂和有机络合剂中的一种或两种的混合物。 

更具体的，所述无机络合剂选自HCl、NH₄SCN、NH₄F、NH₃、多聚氰酸、多聚氰酸盐、焦磷酸盐和多聚磷酸盐中的一种或几种的混合物。 

更具体的，所述有机络合剂选自氨基羧酸类络合剂、羟氨基羧酸类络合剂、羧基酸络合剂、醇胺络合剂和高分子聚合物中的一种或几种的混合物。 

更更具体的，所述氨基羧酸类络合剂选自乙二胺四醋酸、乙二胺四醋酸盐、二乙烯三胺五醋酸、二乙烯三胺五醋酸盐、氮川三乙酸钠中的一种或几种的混合物；所述羟氨基羧酸类络合剂选自羟乙二胺四醋酸、乙二醇双(β-二氨基乙基)乙醚-N，N，N’，N’-四醋酸和二羟基甘氨酸中的一种或几种的混合物；所述羧酸类络合剂选自草酸、酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸、羧甲基羟基丙二酸和羟乙基氨基乙酸中的一种或几种的混合物；所述醇胺类络合剂选自二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或两种的混合物；所述高分子聚合物选自聚(4-羟基四亚甲基1,2-二羧酸)和聚(四亚甲基1,2,4-三羧酸)中的一种或两种的混合物。 

具体的，干燥采用烘箱、烘房、闪蒸干燥设备和微波干燥设备中的一种或几种。 

具体的，利用板框压滤机、离心机和袋式过滤器中的一种或几种设备进行料液过滤，得到滤饼；利用去离子水洗涤所述滤饼，洗去滤饼中残留的有机碱和络合剂，所述去离子水与所述滤饼的质量比为1：1-1:100；对洗涤后的滤饼进行吹扫。 

另一方面提供了一种高纯氧化铝的制备方法，所述方法包括： 

(1)将按照本发明提供的一种高纯氢氧化铝的制备方法得到的高纯氢氧化铝固体煅烧，得到氧化铝。 

(2)将步骤(1)所得的氧化铝利用清洗液进行清洗，然后依次进行过滤和干燥，得到高纯氧化铝固体。 

具体的，所述清洗时间为10分钟-100小时。 

具体的，所述氧化铝与所述清洗液的质量比为1：1-1:100。 

具体的，所述煅烧温度为400-1700℃，煅烧时间为0.5-168小时。 

具体的，所述清洗液为去离子水、无机酸溶液、有机酸溶液、有机碱性溶液、阳离子为非金属离子的盐溶液和芳香烃中的一种或几种。 

具体的，所述干燥采用烘箱、烘房、闪蒸干燥设备和微波干燥设备中的一种或几种。 

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是： 

通过采用在催化剂和络合剂存在条件下，将原料铝和水混合，在30-99.9℃下，反应1-168小时，制备氢氧化铝溶液；将氢氧化铝溶液过滤、洗涤、干燥制备高纯氢氧化铝固体的方法，制备高纯氢氧化铝，满足高纯氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和不高于0.0005％。，通过采用本发明方法制备的高纯氢氧化铝经过煅烧得到氧化铝；将氧化铝再利用清洗液进行清洗，然后依次进行过滤和干燥的方法，制备高纯氧化铝，满足高纯氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和不高于0.001％。且制备工艺简单，成本低，无环境污染。 

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。 

本发明实施例一方面提供了一种高纯氢氧化铝的制备方法，所述方法按照如下步骤进行操作： 

步骤一，在催化剂和络合剂存在条件下，将原料铝和水混合反应，制备氢氧化铝悬浊液，反应体系包括所述催化剂、络合剂、原料铝和水； 

步骤二，将步骤一所得的含有氢氧化铝悬浊液经过滤、洗涤、干燥制备高 纯氢氧化铝固体。 

本发明实施例中，步骤一的水解反应的方程式如下所示： 

铝在催化剂和络合剂存在条件下，与去离子水进行混合，在充分搅拌下，控制反应体系的温度为30-99.9℃，反应1-168小时，得到氢氧化铝悬浊液。 

本发明的实施例中，铝原料需要保证一定的纯度，所述原料铝的铝元素的质量百分含量为99.95％-100％。 

市售的供工业生产用的氢氧化铝原料的纯度能够稳定达到99.99％至99.996％，甚至达到99.998％，但是在生产高纯氧化铝时，氢氧化铝的纯度需要达到99.9995％，甚至超过99.9995％，因此在制备高纯氢氧化铝的过程中，对于原料铝中其他金属元素杂质含量要求低于原料铝质量的0.05％。对于原料铝中的其他金属元素杂质，一般只控制总量和少数几种常见金属，如铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钛(Ti)的含量范围。具体的，本发明中，关注和检测的金属元素杂质主要为：Fe、Na、K、Ca、Mn、Zn、Cu、V、Cr、Ti、Ni、Mg，更主要关注的是：Fe、Na、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Ni。 

对于铝的形状要求范围比较广，原料铝选自铝片、铝粒、铝粉、铝屑和铝丝中的一种或几种的混合物，对原料铝没有特定的尺寸要求，只要表面积够大，在固液反应中可以充分搅拌即可。一般，铝片的长度不超过10cm，宽度不超过5cm，厚度不超过2cm；每颗铝粒的质量不超过8克，粒径不低于1微米；铝粉的粒径不超过1微米；每颗铝屑的质量不超过8克；铝丝的直径不超过2cm，铝丝的长度不超过20cm。所述原料铝的质量为反应体系总质量的1％-30％。 

本发明实施例中，催化剂为季铵碱，所述季铵碱的结构通式为R₁R₂R₃R₄N⁺OH^-，结构式如下所示： 

其中R₁、R₂、R₃、R₄可为相同或不同的脂肪基或芳香基。所述催化剂在本 发明实施例的步骤一中参与水解反应，具体如下方程式所示。 

Al+3H₂O+R_lR₂R₃R₄N⁺OH^-→R_lR₂R₃R₄N⁺[Al(OH)4]^-+1.5H₂

R_lR₂R₃R₄N⁺[Al(OH)4]^-→Al(OH)₃+R_lR₂R₃R₄N⁺OH^-

所述季铵碱选自四甲基氢氧化铵【(CH₃)₄N⁺OH^-】、四乙基氢氧化铵【(CH₃CH₂)₄N⁺OH^-】、四丙基氢氧化铵【(CH₃CH₂CH₂)₄N⁺OH^-】、(2-羟乙基)三甲基氢氧化铵【(CH₃)₃(HOCH₂CH₂)N⁺OH^-】、苄基三甲基氢氧化铵【C₆H₅CH₂(CH₃)₃N⁺OH^-】和三甲基苯基氢氧化铵【(CH₃)₃C₆H₅N⁺OH^-】中的一种或几种的混合物。 

严格控制催化剂的纯度可以有效降低产品中杂质的含量，因此，本发明实施例中所用季铵碱的金属元素杂质含量小于所述季铵碱质量的十万分之一，所述季铵碱的质量为反应体系总质量的0.05％-10％。 

为了提高产品高纯氢氧化铝的纯度，本发明实施例中，采用络合剂与铝以外的其他金属离子形成络合物的方式来除去铝以外的其他金属离子。 

络合剂与金属离子结合形成络合物，不管是一般络合物还是螯合物，络合后金属离子即失去其原有游离金属离子的性质。 

络合物的形成是一种平衡反应，稳定常数的对数值(lgK)越高的络合物，解离成原来的络合剂和金属离子的浓度越低，络合物越稳定，平衡反应会向形成络合物的方向进行。因此，络合稳定常数的对数值(lgK)可以作为络合剂对各种金属离子络合效率的指标。在一个溶液中如含有多种金属离子，若络合剂数量不足以将所有金属离子络合成络合物时，则先形成lgK大的络合物，再形成lgK次之的络合物，而lgK小者或不能络合或仅少量络合。因此络合物的形成，原则上是根据lgK值大小顺序进行，只有在络合剂过量时，才能完全络合。另一种情况是在一种含有络合物的溶液中加入另一种络合剂时，若后加的络合剂其与前络合物中的金属离子的络合稳定常数小于前络合物，则络合物并不会改变，仍以前一种络合物存在于溶液中；当后者的络合稳定常数大于前一络合物，则前一络合物逐步解离出金属离子，解离出来的金属离子被后一络合剂络合，形成后一络合物，反应继续进行，最终达到溶液中全部形成后一络合物， 而使前一络合剂游离出来。 

不同金属离子与四种络合剂形成的络合物的稳定常数的对数值(lgK)如表1所示。 

表1 几种络合物的稳定常数(lgK) 

金属离子 NTA HEDTA EDTA DTPA Fe³⁺15.87 19.87 25.1 28.6 Gd³⁺11.54 15.31 17.10 22.46 Sn³⁺11.51 15.39 16.90 22.34 Ce³⁺10.83 14.19 15.80 20.50 Cu²⁺13.16 17.55 18.79 21.10 Ni²⁺11.54 17.00 18.56 20.21 Pb²⁺11.39 15.50 18.30 18.60 Zn²⁺10.66 14.50 16.69 18.30 Co²⁺10.40 14.40 16.21 18.40 Cd²⁺9.80 13.00 16.61 18.93 Fe²⁺8.83 11.60 14.33 16.55 Mn²⁺7.44 10.70 13.98 15.50 Ca²⁺6.56 8.51 10.85 10.74 Mg²⁺5.41 7.00 8.69 9.02 Sr²⁺4.98 6.80 8.63 9.68 Ba²⁺4.82 6.20 7.76 8.63 Ag⁺5.40   7.30   Na⁺2.15   1.66  

注：HEDTA-羟乙二胺四醋酸；DTPA-二乙烯三胺五醋酸。 

说明：本表仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。 

所以在制备氢氧化铝过程中需要针对各种金属元素杂质使用不同的络合剂，甚至需要几种络合剂配合使用，才能达到高纯氢氧化铝的纯度要求。本发明中，关注和检测的金属元素杂质主要为：Fe、Na、K、Ca、Mn、Zn、Cu、V、Cr、Ti、Ni、Mg，更主要关注的是：Fe、Na、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Ni。 

所用络合剂选自无机络合剂和有机络合剂中的一种或两种的混合物，且所用络合剂的质量为反应体系(反应体系包括催化剂、络合剂、原料铝和水)总质量的0.05％-20％。 

无机络合剂能与金属离子络合成一般络合物，其络合能力属于中等，与重金属离子、碱土金属离子络合生成高温稳定的络合物。具体的，本发明实施例中，针对料液体系金属元素杂质组分含量，无机络合剂选用HCl、NH₄SCN、NH₄F、 NH₃、多聚氰酸、多聚氰酸盐、焦磷酸盐和多聚磷酸盐中的一种或几种的混合物。 

有机络合剂选自氨基羧酸类络合剂、羟氨基羧酸类络合剂、羧基酸络合剂、醇胺络合剂和高分子聚合物中的一种或几种的混合物。 

其中，氨基羧酸类络合剂能与金属离子形成螯合物，其络合能力较强，络合稳定常数大，因此它能与料液中已配位的金属离子络合，特别是与钙、镁离子等重金属离子有较强的螯合能力，络合后形成螯环结构。具体的，本发明实施例中，针对料液体系金属元素杂质组分含量，氨基羧酸类络合剂选用乙二胺四醋酸、乙二胺四醋酸盐、二乙烯三胺五醋酸、二乙烯三胺五醋酸盐、氮川三乙酸钠中的一种或几种的混合物。 

羟氨基羧酸类络合剂也能与金属离子螯合而形成稳定的螯合物，具体的，本发明实施例中，针对料液体系金属元素杂质组分含量，羟氨基羧酸类络合剂选自羟乙二胺四醋酸、乙二醇双(β-二氨基乙基)乙醚-N，N，N’，N’-四醋酸和二羟基甘氨酸中的一种或几种的混合物。 

具体的，本发明实施例中，针对料液体系金属元素杂质组分含量，羧酸类络合剂选自草酸、酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸、羧甲基羟基丙二酸和羟乙基氨基乙酸中的一种或几种的混合物。其中，酒石酸的螯合能力较弱，而草酸、葡萄糖酸则属于强螯合剂，尤其葡萄糖酸是良好的全能螯合剂；酒石酸也能螯合大多数二价和三价金属离子，草酸螯合钙离子的能力亦较佳。 

醇胺类络合剂在碱性溶液中与Fe³⁺络合，效果极佳。具体的，本发明实施例总，选用二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或两种的混合物。 

含有羧基的单体如丙烯酸、甲基丙烯酸、2,3-二甲基丁二酸、丙二酸、衣康酸、马来酸酐共聚后得到的高分子聚合物，在一定条件下能发挥与络合剂一样的作用，它们的主要作用是防止由碱土金属所引起的沉淀，可单独使用，也可与其他络合剂混合使用。具体的，本发明实施例中，选用聚(4-羟基四亚甲基1,2-二羧酸)(CP2)和聚(四亚甲基1,2,4-三羧酸)(CP4)中的一种或两种的混合物。 

在选用络合剂时，应当根据使用条件和络合剂的性质加以选择，一般从成本、污水处理难易程度、使用温度高低、溶液的pH值大小、水解敏感性及需要络合的金属离子等方面予以统筹考虑。就成本而言，无机盐类成本最低，其次是高分子聚合物和有机酸，而氨基羧酸及磷酸酯盐成本较高；就水解稳定性而 言，多磷酸盐类的水解敏感性最强，而氨基羧酸盐的水解稳定性较高；就温度而言，络合稳定常数一般随温度升高而下降，但影响范围不大，因此温度效应可以忽略。 

选用络合剂时需要考虑的另一个重要因素是溶液的pH值。同一络合剂在不同pH值溶液中，其络合性能有很大差异，所以pH值不同时，同一络合剂对相同金属离子表现出来的络合性能不相同。因此，针对溶液中的金属离子的种类和含量，选用络合剂时还要考虑溶液的pH，某些络合剂对各种金属离子络合的有效pH范围如表2所示。 

表2 一些络合剂对金属离子络合的有效pH值范围 

注：DTPA-二乙烯三胺五醋酸；HEDTA-羟乙二胺四醋酸；NTA-氮川三乙酸钠。 

说明：本表仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。 

本发明实施例中，反应体系的pH值大于7，即反应开始之前，铝、催化剂、络合剂加入去离子水中后，反应釜内液体pH值大于7，符合本发明所选用络合剂的有效pH值范围。 

本发明实施例的第二步骤，将通过水解反应制备的氢氧化铝的溶液，采用常压过滤、压滤、沉降分离和离心过滤中的一种或几种方式的组合进行过滤，得到氢氧化铝滤饼，然后用去离子水清洗所得滤饼，除去附着在物料表面的残留催化剂、络合剂和金属元素杂质组分。清洗时所用去离子水的质量是氢氧化铝固体质量的1～100倍。清洗滤饼后得到的废液经过沉降、提纯处理后作为去离子水的原料重复利用。清洗后的滤饼经高温烘干后得到高纯氢氧化铝固体。 

对高纯氢氧化铝进行金属元素杂质含量分析，按照如下方法进行：将0.5g氢氧化铝溶于10ml 10mol/L的盐酸后配成25ml水溶液，用PerkinElmer公司Optima7000 DV系列ICP-OES(电感耦合等离子发射光谱仪)，采用等离子体发 射光谱法(ICP)进行金属元素分析，分析方法可参考行业标准SNT 2081-2008。本发明实施例中将所测得的所有金属元素含量总和计为金属杂质含量。 

本发明另一方面提供了按照上述方法制备的高纯氢氧化铝作为生产高纯氧化铝原材料的用途。 

采用上述制备方法所得氢氧化铝产品，经过金属元素杂质含量分析，发现金属元素杂质含量低于5ppm，因此，所得氢氧化铝产品的纯度高，可作为生产高纯氧化铝的原材料在生产高纯氧化铝中应用。 

本发明的特点是在反应过程中加入络合剂，络合剂与原料铝中的少量铝元素之外的其他金属杂质、溶液中游离的铝元素之外的其他金属离子、附着于氢氧化铝表面的铝元素之外的其他金属离子发生络合反应，形成溶于水的络合物，再通过过滤、洗涤等步骤除去金属离子，从而提高产品氢氧化铝的纯度；同时，本发明生产工艺简单，只需要加料反应、料液过滤、滤饼洗涤和干燥四个步骤即可得到产品，成本低，且无环境污染。 

本发明实施例另一方面提供了一种高纯氧化铝的制备方法，所述方法按照如下步骤进行操作： 

步骤一，将按照本发明提供的一种高纯氢氧化铝的制备方法得到的高纯氢氧化铝固体煅烧，得到氧化铝。 

步骤二，将步骤一所得的氧化铝利用清洗液进行清洗，然后依次进行过滤和干燥，得到高纯氧化铝固体。 

本发明实施例中，步骤一中的煅烧温度和煅烧时间是影响氢氧化铝煅烧转变为氧化铝的重要条件。煅烧温度优选为400-1700℃，更优选为600-1200℃，更优选为700-1000℃；煅烧时间优选为0.5-168小时，更优选为5-100小时，更优选为20-50小时。 

为了提高氧化铝的纯度，本发明实施例中，采用清洗液清洗上述制备的氧化铝粉末的方式来除去铝以外的其他金属离子。本发明中，除铝以外的金属离子可以通过三种方式除去。 

第一种方式：反应后溶解。某些金属离子的化合物难溶于去离子水或者有机溶剂，但是与酸、碱、盐发生反应后，即可溶解于去离子水或者有机溶剂中，因此这一类的金属离子可以通过将氧化铝粉末加入酸、碱或盐的水溶液或者有机溶液中，金属离子与酸、碱或盐反应溶解，而氧化铝粉末不会与其发生反应， 从而达到提纯效果。 

第二种方式：络合后溶解。某些金属离子的化合物即使在酸、碱或盐的水溶液或有机溶液中也无法反应后溶解，此时可以通过加入络合剂，将这些金属离子络合，从而使其溶解于去离子水或者有机溶剂中。 

第三种方式：氢氧化铝晶体结构排布不均匀，铝离子不规则的分布在晶体中，容易导致局部带负电的情况产生，其他杂质离子容易吸附在化合物中；氢氧化铝内表面积大，存在多孔结构，容易让其他杂质离子吸附。通过高温煅烧后，氧化铝晶体结构排布均匀，不会有局部带负电的情况，同时比表面积变小，多孔结构改变，使得原本吸附在内表面的其他杂质离子外迁，再用去离子水进行洗涤，除去杂质金属离子，从而达到提纯氧化铝的效果。 

本发明中，所述清洗液优选为去离子水、无机酸溶液、有机酸溶液、有机碱性溶液、阳离子为非金属离子的盐溶液和芳香烃中的一种或几种。其中，纯水清洗液对Na、K元素有较好的溶解性能，能极大的降低氧化铝中Na、K元素的含量；酸性清洗液对Fe、Mg、Ca元素有较好的选择性，能反应溶解更多的Fe、Mg、Ca杂质；碱性清洗液对Zn元素有较好的选择性，氨水等碱性清洗液能与Zn形成络合物，促进溶解；不同的清洗液对不同的金属元素有明显的选择性纯化作用，将不同的清洗液选择性的混合联合使用，可以除去更多的金属元素杂质。 

在步骤二中，氧化铝与所述清洗液的质量比是影响氧化铝纯度的重要因素。其中，氧化铝与所述清洗液的质量比过大，将导致氧化铝纯度过低；而氧化铝与所述清洗液的质量比过小，则导致清洗液的浪费。本发明控制键所述氧化铝与所述清洗液的质量比为1：1-1:100，优选为1：5-1:40，更优选为1：10-1:30。 

清洗时间与清洗次数是影响氧化铝纯度的另一重要因素，清洗时间过短，清洗次数过少，则氧化铝纯度低；而清洗时间过长，清洗次数过大，则导致能源的浪费。本发明采用的清洗时间优选为10分钟-100小时，更优选为1-60小时。清洗步骤可以选用一种清洗剂或多种清洗剂进行相同的清洗操作，清洗次数总计实施1-500次，优选30-400次，更优选100-300次；也可以使用不同清洗剂进行综合清洗操作，清洗次数总计实施1-500次，优选30-400次，更优选100-300次。 

清洗完成后，将清洗好的料液经过过滤操作，然后将滤饼进行干燥得到氧 化铝。本发明对于含水量的控制依靠干燥时间的长短来控制，含水量测定采用常压恒重干燥法。其中，干燥步骤优选采用烘箱、烘房、闪蒸干燥设备、微波干燥设备中的一种或几种设备进行。 

对高纯氧化铝进行金属元素杂质含量分析，按照如下方法进行：将0.5g氧化铝溶于10ml 10mol/L的盐酸后配成25ml水溶液，用PerkinElmer公司Optima7000 DV系列ICP-OES(电感耦合等离子发射光谱仪)，采用等离子体发射光谱法(ICP)进行金属元素分析，分析方法可参考行业标准SNT 2081-2008。本发明实施例中将所测得的所有金属元素含量总和计为金属杂质含量。 

实施例1 

将1300克去离子水加入2000毫升的四口烧瓶中，再加入0.75克四甲基氢氧化铵【(CH₃)₄N⁺OH^-】、75.75克NH₄F和123.5克99.95％金属铝粒，搅拌均匀，检测料液pH值>7。控制反应体系内部温度在95℃，充分搅拌回流条件下反应68小时，料液经过减压过滤后用3567克去离子水冲洗氢氧化铝滤饼，将滤饼干燥后得到355克氢氧化铝。经ICP测定，产品氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.0004％。将所得的高纯氢氧化铝放入坩埚中保持900℃煅烧和脱水168小时得到氧化铝232克。再将所得到的氧化铝粉末加入聚四氟乙烯的清洗桶中，注入1160克质量浓度1％的氨水清洗剂，常温搅拌6小时后减压过滤，把滤饼放进烘箱里干燥后得到氧化铝231.4克。经ICP测定，产品氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.0009％。 

实施例2 

将895克去离子水加入2000毫升的四口烧瓶中，再加入5克四丙基氢氧化铵【(CH₃CH₂CH₂)₄N⁺OH^-】、300克NH₃和300克99.99％金属铝片，搅拌均匀，检测料液pH值>9。控制反应体系内部温度在55℃，充分搅拌回流条件下反应168小时，料液经过减压过滤后用17300克去离子水冲洗氢氧化铝滤饼，将滤饼干燥后得到865克氢氧化铝。经ICP测定，产品氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00033％。将所得的高纯氢氧化铝放入坩埚中保持1700℃煅烧和脱水16小时得到氧化铝564.9克。再将所得到的氧化铝加入聚四氟乙烯的清洗桶中，注入22596克去离子水，常温搅拌10分钟后减压过滤。 重复清洗步骤500次。把滤饼放进烘箱里干燥得到氧化铝560克。经ICP测定，产品氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00078％。 

实施例3 

将965克去离子水加入2000毫升的四口烧瓶中，再加入75克四乙基氢氧化铵【(CH₃CH₂)₄N⁺OH^-】、10克乙二胺四醋酸和450克99.996％金属铝粉，搅拌均匀，检测料液pH值>9。控制反应体系内部温度在76℃，充分搅拌回流条件下反应10小时，料液经过减压过滤后用26000克去离子水冲洗氢氧化铝滤饼，将滤饼干燥后得到1298克氢氧化铝。经ICP测定，产品氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00045％。将所得的氢氧化铝放入坩埚中保持1050℃煅烧和脱水24小时得到氧化铝848.5克。再将所得到的氧化铝加入聚四氟乙烯的清洗桶中，注入3381克质量浓度1.5％的盐酸水溶液清洗剂，常温搅拌30分钟后减压过滤。重复清洗步骤5次。把滤饼放进烘箱里干燥得到氧化铝848克。经ICP测定，产品氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00098％。 

实施例4 

将1446.25克去离子水加入2000毫升的四口烧瓶中，再加入13克苄基三甲基氢氧化铵【C₆H₅CH₂(CH₃)₃N⁺OH^-】、0.75克乙二醇双(β-二氨基乙基)乙醚-N，N，N’，N’-四醋酸和40克99.992％金属铝屑，搅拌均匀，检测料液pH值>8。控制反应体系内部温度在99.9℃，充分搅拌回流条件下反应1小时，料液经过减压过滤后用155.6克去离子水冲洗氢氧化铝滤饼，将滤饼干燥后得到155克氢氧化铝。经ICP测定，产品氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00039％。将所得的氢氧化铝放入坩埚中保持400℃煅烧和脱水100小时得到氧化铝101.1克。再将所得到的氧化铝加入聚四氟乙烯的清洗桶中，注入2033克质量浓度0.5％的草酸水溶液清洗剂和8077克质量浓度1％的HNO₃水溶液清洗剂，常温搅拌100小时后减压过滤，把滤饼放进烘箱里干燥得到氧化铝100.5克。经ICP测定，产品氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00095％。 

实施例5 

将1477克去离子水加入2000毫升的四口烧瓶中，再加入3克(2-羟乙基)三甲基氢氧化铵【(CH₃)₃(H0CH₂CH₂)N⁺OH^-】、5克草酸和15克99.99％金属铝丝， 搅拌均匀，检测料液pH值>7。控制反应体系内部温度在30℃，充分搅拌回流条件下反应22小时，料液经过减压过滤后用1083克去离子水冲洗氢氧化铝滤饼，将滤饼干燥后得到42.7克氢氧化铝。经ICP测定，产品氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00049％。将所得的氢氧化铝放入坩埚中保持1350℃煅烧和脱水0.5小时得到氧化铝27.9克。再将所得到的氧化铝加入聚四氟乙烯的清洗桶中，注入418.5克质量浓度0.5％的氟化铵水溶液清洗剂，常温搅拌1.5小时后减压过滤。用乙苯清洗剂替代氟化铵水溶液清洗剂重复清洗3次。用去离子水替代乙苯清洗剂重复清洗100次。把滤饼放进烘箱里干燥得到氧化铝26.2克。经ICP测定，产品氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00075％。 

实施例6 

将1150克去离子水加入2000毫升的四口烧瓶中，再加入150克四丙基氢氧化铵【(CH₃CH₂CH₂)₄N⁺OH^-】、93克三乙醇胺和107克99.995％金属铝片，搅拌均匀，检测料液pH值>9。控制反应体系内部温度在66℃，充分搅拌回流条件下反应16小时，料液经过减压过滤后用9891.5克去离子水冲洗氢氧化铝滤饼，将滤饼干燥后得到308.4克氢氧化铝。经ICP测定，产品氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00044％。将滤饼放入坩埚中保持1200℃煅烧和脱水3.5小时得到氧化铝201.2克。再将所得到的氧化铝加入聚四氟乙烯的清洗桶中，注入3524克质量浓度1.5％的草酸水溶液清洗剂和500克质量浓度1％的醋酸水溶液清洗剂，常温搅拌4小时后减压过滤得到氧化铝200.3克。经ICP测定，产品氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00087％。 

实施例7 

将1126克去离子水加入2000毫升的四口烧瓶中，再加入59克四甲基氢氧化铵【(CH₃)₄N⁺OH^-】、41克聚(四亚甲基1,2,4-三羧酸)和274克99.98％金属铝粒，搅拌均匀，检测料液pH值>7。控制反应体系内部温度在83℃，充分搅拌回流条件下反应7小时，料液经过减压过滤后用10290克去离子水冲洗氢氧化铝滤饼，将滤饼干燥后得到790.2克氢氧化铝固体。经ICP测定，产品氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00041％。将所得的氢氧化铝放入坩埚中保持1100℃煅烧和脱水85小时得到氧化铝516.5克。再将所得 到的氧化铝加入聚四氟乙烯的清洗桶中，注入516.5克甲苯清洗剂，常温搅拌1小时后减压过滤，把滤饼放进烘箱里干燥得到氧化铝516.1克。经ICP测定，产品氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00099％。 

实施例8 

将1251克去离子水加入2000毫升的四口烧瓶中，再加入29克三甲基苯基氢氧化铵【(CH₃)₃C₆H₅N⁺OH^-】、101克二乙烯三胺五醋酸和119克99.99％金属铝屑，搅拌均匀，检测料液pH值>7。控制反应体系内部温度在77℃，充分搅拌回流条件下反应14小时，料液经过减压过滤后用7219克去离子水冲洗氢氧化铝滤饼，将滤饼干燥后得到343克氢氧化铝固体。经ICP测定，产品氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00046％。将所得的氢氧化铝放入坩埚中保持1200℃煅烧和脱水3小时得到氧化铝224克。再将所得到的氧化铝粉末加入聚四氟乙烯的清洗桶中，注入1904克二甲基苯清洗剂、5040克质量浓度1.5％的HCl水溶液清洗剂和4256克质量浓度2％的甲酸水溶液清洗剂，常温搅拌2小时后减压过滤。重复清洗步骤25次。把滤饼放进烘箱里干燥得到氧化铝223.6克。经ICP测定，产品氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00069％。 

实施例9 

将1312克去离子水加入2000毫升的四口烧瓶中，再加入17克四丙基氢氧化铵【(CH₃CH₂CH₂)₄N⁺OH^-】、20克四甲基氢氧化铵【(CH₃)₄N⁺OH^-】、12克乙二胺四醋酸、51克NH₄SCN和88克99.992％金属铝屑，搅拌均匀，检测料液pH值>8。控制反应体系内部温度在55℃，充分搅拌回流条件下反应20小时，料液经过减压过滤后用7627克去离子水冲洗氢氧化铝滤饼，将滤饼干燥后得到253.7克氢氧化铝固体。经ICP测定，产品氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00048％。 

实施例10 

将1152克去离子水加入2000毫升的四口烧瓶中，再加入25克四甲基氢氧化铵【(CH₃CH₂CH₂)₄N⁺OH^-】、20克(2-羟乙基)三甲基氢氧化铵、72克二乙醇胺、9克羟乙二胺四醋酸和222克99.992％金属铝屑，搅拌均匀，检测料液pH值>9。控制反应体系内部温度在47℃，充分搅拌回流条件下反应12小时，料液经过减压过滤后用28219克去离子水冲洗氢氧化铝滤饼，将滤饼干燥后得到 640.1克氢氧化铝固体。经ICP测定，产品氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00047％。 

实施例11 

将1268克去离子水加入2000毫升的四口烧瓶中，再加入3克四乙基氢氧化铵【(CH₃CH₂CH₂)₄N⁺OH^-】、17克聚(四亚甲基1,2,4-三羧酸)、23克焦磷酸盐、9克氮川三乙酸钠和180克99.99％金属铝屑，搅拌均匀，检测料液pH值>8。控制反应体系内部温度在80℃，充分搅拌回流条件下反应19小时，料液经过减压过滤后用15080克去离子水冲洗氢氧化铝滤饼，将滤饼干燥后得到518.8克氢氧化铝固体。经ICP测定，产品氢氧化铝中除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和为0.00036％。 

实施例1-11中制备的高纯氢氧化铝产品，除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和不高于0.0005％，满足作为生产高纯氧化铝原材料的纯度要求。实施例1-8中制备的高纯氧化铝产品，除铝元素以外的金属元素与硅元素含量的总和不高于0.001％满足客户需求。 

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。