微钠氧化铝的生产和应用

周海娟

【摘  要】本文介绍了微钠氧化铝从研发到规模化生产，以及下游客户的推广应用，为义翔铝业公司的转型发展奠定了坚实的基础。

【关键词】微钠氧化铝;氧化钠;白刚玉;高温α氧化铝

1、前言

氧化铝生产过程中，不管是采用烧结法或是拜耳法，都是在碱性介质中进行的，在拜耳法系统中通过配料、脱硅、高温溶出、沉降分离、控制过滤，使铝土矿中的氧化铝以铝酸钠的形式进入溶液并得以精制，这种铝酸钠精制溶液通过加晶种、降温析出氢氧化铝。在氢氧化铝晶体析出的过程中，晶格中及晶体间夹带有部分Na2O，这种碱叫结晶碱，不能用一般的物理或化学方法去除。同时，氢氧化铝表面也吸附一部分Na2O叫吸附碱，可以通过洗涤的方法去除。氧化铝中的氧化钠含量主要取决于氢氧化铝中钠含量。虽然我们通过优化分解条件，减少结晶碱的形成，但要从生产系统中获取钠含量小于0.1%的氧化铝较为困难，生产微钠氧化铝必须用特殊的方法对氧化铝进行处理才能实现，义翔铝业公司通过研发试验解决了这一难题，并实现了规模化生产。

2、氧化铝国标要求

中华人民共和国国家标准GB/T24487-2009氧化铝化学成分要求如表1所示：

氧化铝的化学性质（纯度）是影响原铝质量的主要因素，同时也影响铝电解过程的技术经济指标，因此必须尽可能地降低氧化铝中的杂质含量。氧化钠是氧化铝产品中的主要杂质，在碱法生产氧化铝中，送往焙烧的氢氧化铝中氧化钠以两种形式存在：一种是在氢氧化铝洗涤过程中没有完全洗涤干净残留其中的母液，可以通过增加洗涤次数、增加洗涤量以及使用表面活性剂使过滤滤饼脱水等来减少这部分碱含量;另一种是在氢氧化铝分解过程中结合进入氢氧化晶格中的结合碱，这部分碱是整个碱含量的主要部分。

3、微钠氧化铝生产

虽然我国氧化铝产能较大，但大多都是中、低端氧化铝，没有在提高质量及开发新产品上做根本性的突破。义翔铝业公司虽然规模不大，为在逆境中求生存，公司提出调整产品结构转型，研发附加值高的微钠氧化铝，从而推动企业转型发展。

3.1研发试验

微钠氧化铝试验原料采用义翔铝业公司生产的氧化铝粉，其杂质的化学成份见表2：

义翔铝业公司研发人员在实验室通过多次反复脱钠试验，取得了很大的效果，使氧化铝中的氧化钠含量从0.23%降到0.1%以内。为进一步验证试验结果，公司利用现有装备建立起一套中试生产线，经过多次中试试验，确定了微钠氧化铝指标的稳定性。

3.2规模化生产

义翔铝业公司通过不断技术创新，2021年建立起全国首套万吨级微钠氧化铝生产系统，解决困扰精细氧化铝行业发展的水处理难题，年产能可达到10万吨，现已正常运营，目前可稳定生产出微钠氧化铝系列产品。义翔铝业公司微钠氧化铝产品见表3：

4、微钠氧化铝特点

义翔铝业公司生产的微钠氧化铝，Na2O含量控制在0.1%以内，稳定在0.05%左右，仅为国标GB 24487-2009-T要求的1/10，微钠氧化铝作为白刚玉的生产原料，生产的微钠白刚玉氧化钠含量在0.01-0.09%之间（普通白刚玉中的氧化钠含量在0.2—0.4%之间），在冶炼过程中可减少90% 的β- 氧化铝，普通白刚玉含β-相含量在6%左右，微钠白刚玉β-相含量在0.5%以下。

微钠氧化铝作为高温α氧化铝的生产原料，生产的微钠α氧化铝流动性好、纯度高、結晶形貌极易成型，并且实现了无矿化煅烧，生产控制简单。

5、微钠氧化铝应用

5.1微钠高温α氧化铝

微钠高温α氧化铝的生产方法一般有以下几种：①轻烧氢氧化铝水洗去除碱;②氢氧化铝或氧化铝添加矿化剂焙烧除碱;③用无机酸或盐去除碱。这些方法有环境污染，生产成本高的弊端。

高温α氧化铝应用特点：一是流动性好;二是纯度高，结晶形貌极易成型;三是无矿化煅烧，生产控制简单。

义翔铝业公司的微钠氧化铝应用于生产高温α氧化铝，已实现无矿化煅烧，环保节能，每吨可节省50m3天然气。

5.2微钠白刚玉

微钠白刚玉是指：含氧化钠量在0.01-0.09%之间的白刚玉。它的原料是经过深加工的微钠氧化铝。微钠白刚玉是白刚玉中一种含氧化钠量较低的产品。普通白刚玉中的氧化钠含量在0.2—0.4%之间。

微钠白刚玉的主相是α-Al2O3。氧化钠对于白刚玉是一种有害杂质，它与氧化铝在熔融状态下生成β-Al2O3，生成量随氧化钠含量的增加而增大。微钠刚玉Na2O含量降低，α-Al2O3相升高，从而提高了产品的熔点、颗粒密度、体积密度、抗折强度、耐压强度、真密度、硬度，可满足高档耐火、陶瓷行业的使用，拓宽了使用范围，为上述行业往高精尖方面的发展提供了可靠的质量保证。

6、结语

义翔铝业公司通过对微钠氧化铝的研究，实现了规模化生产，产品应用于下游刚玉和陶瓷等企业后，获得了良好的市场评价，颇受下游客户的青睐。该产品为企业赢得了市场的同时，也创造了不菲的经济效益，不失为新的市场形势和产业格局下企业生存发展的新思路。

参考文献：

[1]三门峡义翔铝业公司研发中心，微钠氧化铝市场应用报告。