作為眾多陶瓷大家族的一員，氧化鋁陶瓷形態很多，各種行業都有，有躋身于高端制造業，也有行伍于大宗工建基，而功能陶瓷作為其家族中的佼佼者，廣泛用于高端制造業，大家都抱怨其出場費很貴很貴，但是卻忽略了其背后生產過程，今天小編帶領大家來認識一下高品質氧化鋁到底都貴在哪里。
1.出生貴
與其它材料一樣，遍布于世界各地的礦石，而我們氧化鋁礦主要分布下面4個區域
第一步是探礦，并不是所有的礦都能開采，而鋁土礦有一個評價標注Al/Si比值，以定于其是“富礦”，還是“貧礦”。遺憾的是我們目前鋁礦雖然儲量不少，但是品相都中下，60%的鋁土礦都是要從國外進口。
全球鋁土礦分布狀況
2.加工貴
目前全球主流的生產工藝稱為拜爾法，主要流程如下：
氧化鋁的生產過程需要消耗大量的石灰，堿液以及產出很多含有堿性的”赤泥”的廢渣，環保處理比較麻煩，環保法令的強化，很多技術落后，能耗高廠家逐漸被淘汰，這也導致了價格高漲。
3.提純貴
如下使我國鋁土礦成分分析，原礦的Al2O3含量都>50%。
講道理這個純度幾乎發揮不了氧化鋁特殊功能，而是礦物自身的一些功能(比如比表面積大，相對低價)可用在一些行業，比如干燥劑，吸油紙等這樣行業，所以氧化鋁陶瓷需要進一步的提純。提純是一個精細化工的過程，雖然小數點后面差個2位，但是需要付出的成本確是巨量的，這也是高純氧化鋁高價的一個原因。反過來，我們如果知道了其中的關鍵也會減少我們買到以次充好的”高純氧化鋁”。
4.氧化鋁提純過程中的雜質元素
① Si雜質
Si以硅酸酸鹽形式存在于鋁土礦中。他會與氧化鋁同樣被堿溶解。所以拜爾法中第一步提出就是脫硅，未去除Si的鋁酸鈉溶液(粗液)中SiO2的含量大概在4~6g/L。硅指數在20~30之間，脫硅后硅含量可以降至0。12g/L~0。1g/(硅指數1000~1200)。
進一步提純可到0.024g/L。此處敲黑板：純度越高，工藝越復雜，價格自然高。
② Fe/S雜質
鋁土礦中存在一部分赤鐵礦(Fe2O3)，黃鐵礦(FeS2)生產過程中大部分Fe2O3以沉淀形式存在于赤泥中及少量粒度<3微米的微粒懸浮存在，大多數含量都在20~30mg/L。一般做法是在分餾槽體上增加磁鐵進行吸附/過濾后可達4~5mg/L同樣也有一部分鐵會Fe/S化合物形式。這個東西會隨著過程控波動(溫度，稀釋等)因素沉降都氧化鋁顆粒上。他是最終氧化鋁中鐵含量的主要來源。
感受一下統計數據，當氧化鋁中鐵含量>0.02%氧化鋁的質量就會下降。
③ Ti/Ca/Mg雜質
Ti多與鐵礦的伴生，一般是脫硅的步驟中同時完成:
2CaO+TiO2+2H2O—>2CaO*TiO2*2H2O，這個物質是不溶于水的。
Ca/Mg主要是在脫硅過程中引入的石灰石，它們在脫硅步驟中就可以去除。
④ Na/K雜質
主要來自于堿液中，它一直以鋁酸鈉/鉀的形式存在于母液中。但是沉降過程中也會有少數Na/K吸附于Al(OH)3中。
⑤ C(有機物)雜質
主要是腐殖酸以及瀝青混合于鋁土礦中，這些物質在堿性環境下會陸續被過濾掉或者形成草酸鈉/碳酸鈉溶解于母液中。目前主要的方法是燃燒氧化或者濕法氧化。
“便宜的”赤泥的處理方式 (左) &“昂貴的”赤泥處理方式（右）
5.如何鑒別高純氧化鋁真偽？
上述的工藝的純度理論極限在99.99%，假若你要購買4N的氧化鋁，可問下它的生產工藝是什么？如果是拜爾法那你就要慎重考慮。市面上還有其它99.9%，99%，95%等等各種純度。如果你能確認它是那個工廠生產的基本也就是可以斷定真假。原因也很簡單，每家的工藝/產線規劃都是不同的，低純度的工藝絕不會生產出高純的氧化鋁。
如下三盤粉末，哪個純度是99.9%氧化鋁？哪個是摻雜石灰石的氧化鋁粉末？
6。如何獲得4N/5N氧化鋁？
電子行業對氧化鋁的純度要求極高，大多數4N起跳的。主流加工方式如下:
>1 鋁水解法
鋁粉與高純水放在反應釜內反應
Al+H2O—>Al(OH)3à過濾蒸發得到固體Al(OH)3à煅燒成Al2O3。
看似簡單的方法，但是在制成中很難控制制程中引入雜質。其純度可達99.99%。
>2醇鋁水解法。
鋁醇反應
Al+ROHàAl(OR)3+H20à蒸餾形成高純度Al(OR)3à2次高純過濾àAl(OR)3+H2OàAl(OH)3àAl2O3。
這個過程復雜，但是純度可以達到99.999%級別。
重中之重！
據統計我國每年對4N/5N級別的氧化鋁進口需求量9000~17000T。
目前國內產能大概在4N級別在5000T，5N級別在6000T。也就是說，大概4N有64%的缺口，5N有73%的缺口。
文末彩蛋:
不同純度的氧化鋁價格千差萬別，怎么確保的純度是合格的？面對這花樣繁多的檢測手段，費用也是千差萬別的，如何選擇合適的檢測手法，敬請關注小編后續一一為你解答。
作者：青鳥飛魚
作者：粉體圈
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