不同纯度和粒径的高纯氧化铝具有迥异的物理、化学性能，其应用领域也各不相同，当氧化铝的纯度达到一定程度时，会具有比普通氧化铝更加优越的性能，例如卓越的硬度、优秀的电绝缘性、超级耐磨损性和高耐腐蚀性等。我们通常所说的高纯氧化铝（HighPurityAlumina--HPA）一般是指纯度为99.99%（4N）以上的氧化铝。

部分高纯氧化铝应用领域

左：a 右:b

a.LED用蓝宝石衬底（技术成熟、器件质量较好）

b.锂电隔膜涂覆材料（增强隔膜的热稳定性和机械性能，实现锂电池更高的安全性和更长的循环寿命）

左：a 右：b

a.蓝宝石窗口材料（高抗压强度、坚硬耐腐蚀，可用于观察真空腔或包含高温等离子体的腔内部）

b.消费电子（防爆、耐刮擦、还有宝石般的美感）

高纯氧化铝（HPA）的制备方法

HPA常用的工艺路线有改良拜耳法、无机铝盐热分解法、醇铝水解法、水热合成法等，其中醇铝水解法是一种常见的高品质HPA粉体合成方法：在催化剂体系下，有机醇和金属铝反应生成醇铝溶液，然后进行水解，所得高纯氢氧化铝烧结后得到高纯氧化铝。传统的生产HPA过程需要采用昂贵的原料（例如高纯金属铝、异丙醇等）及高能耗（电解铝的生产），这并不利于成本控制及低碳排放要求。

近来，出现了从高岭土（化学式为Al2O3·SiO2·2H2O，其中Al2O3含量达到39.50%，是地球上重要铝资源之一）中生产HPA工艺技术方向，这些技术被认为成本更低、能耗更低且工艺更简单。

传统上，HPA是由铝金属生产的；如今高岭土也能产出HPA

①AltechChemicals的HCl浸出法

使用盐酸工艺从高岭土矿石原料（来源于澳大利亚的高质量高岭土矿床）中提取高纯度氧化铝。据悉，这项技术使用低杂质高岭土代替昂贵的铝金属，可以三分之一的成本生产高纯度氧化铝。

↓↓醇铝水解①与直接法②制备HPA对比

AltechChemicals已获得澳大利亚专利局(IPAustralia)颁发的创新专利授权证书，用于从高岭土（铝土）生产高纯度氧化铝(4N)的工艺。授予的专利涵盖使用盐酸从包括高岭土在内的所有类型的铝粘土生产氧化铝，包括以下步骤：

1、处理高岭土或含铝材料以减小粒度并增加氧化铝含量
2、煅烧高岭土或含铝材料

3、用盐酸浸出含铝材料

4、固液分离得到母液

5、向母液通入氯化氢气体，析出结晶AlCl3·6H2O

6、AlCl3·6H2O沉淀分离

7、AlCl3·6H2O溶于水，重复结晶过程

8、AlCl3·6H2O焙烧煅烧得到氧化铝。

AltechChemicals工艺成功的关键在于天然低杂质的高品质高岭土矿床，以及严格的工艺控制。

除了AltechChemicals外，FYI、PureAlumina、Orbite等公司也是使用了类似的工艺路线来实现高岭土直接生产高纯度氧化铝。

②Halcyon公司的格里芬工艺

Halcyon是一家澳大利亚私营矿物勘探和加工工程公司，专注于使用其创新的生产方法--GriffinProcess格里芬工艺⽣产高纯氧化铝(HPA)和高纯二氧化硅。其主要原料高岭土、硫酸和硫酸铵。

③AlphaHPA公司的溶剂萃取法

溶剂萃取长期以来一直是一种提取和提纯金属的方法。AlphaHPA在HPAFirst项目中应用了其专有的许可溶剂萃取和精炼技术，可以从普通工业原料中提取和纯化铝，以生产4N、5N高纯氧化铝。

相关阅读：

科普：铝土矿是如何变成氧化铝的？

粉体圈编辑：Alpha

本文为粉体圈原创作品，未经许可，不得转载，也不得歪曲、篡改或复制本文内容，否则本公司将依法追究法律责任。