目录
一、 三氧化二铝基本信息 二、 三氧化二铝主要用途 三、 产业链结构 四、 主流制备方法 五、 主要生产企业情况 六、 下游蓝宝石生产的工艺 七、 主要蓝宝石生产企业 八、 结论
高纯三氧化二铝产业链情况简介
一、三氧化二铝基本信息
分子式:AL2O3 分子量:102 熔点:2050℃
比重:AL2O32。5-3。2g/cm3
特点:高纯度、超细、粒度分布均匀,白色无味粉末,纯度为99。99%以上的称为高纯 一般可以按以下四种分类方式区分:
(一)按晶型分类
氧化铝是白色晶状粉末,已经证实氧化铝有α、β、γ、δ、η、θ、κ和χ等十一种晶体。不同的制备方法及工艺条件可获得不同结构的纳米氧化铝:χ、β、η和γ型氧化铝,其特点是多孔性,高分散、高活性,属活性氧化铝;κ、δ、θ型氧化铝;α-Al2O3,其比表面低,具有耐高温的惰性,但不属于活性氧化铝,几乎没有催化活性;β-Al2O3、γ-Al2O3的比表面较大,孔隙率高、耐热性强,成型性好,具有较强的表面酸性和一定的表面碱性,被广泛应用作催化剂和催化剂载体等新的绿色化学材料。
(二)按纯度分可以分为 1、 普通型,99。99%以下
2、 4N-4N5,99。99%-99。995% 3、 4N5-5N,99。995%-99。999%
(三)按照粒径尺寸不同可以分为
1、 普通氧化铝,粒径尺寸大于100nm。
2、 纳米氧化铝,粒径100nm以下,基本要求是30nm。 (四)按照物理尺寸和其他一些物理指标 1、饼料 2、粉料 3、晶块料
4、球形颗粒料
二、主要用途
根据氧化铝纯度和粒径的不同,使用场合也不同,概括如下: (1)透明陶瓷:高压钠灯灯管、EP-ROM窗口。 (2)化妆品填料。
(3)单晶、红宝石、蓝宝石、白宝石、钇铝石榴石。
(4)高强度氧化铝陶瓷、C基板、封装材料、刀具、高纯坩埚、绕线轴、轰击靶炉管。 (5)精密抛光材料、玻璃制品、金属制品、半导体材料、塑料、磁带、打磨带。 (6)涂料、橡胶、塑料耐磨增强材料、高级耐水材料。
(7)气相沉积材料、荧光材料、特种玻璃、复合材料和树脂材料。 (8)催化剂、催化载体、分析试剂。 (9)宇航飞机机翼前缘。
一般4N5以上高纯氧化铝系列主要用于LED人造蓝宝石晶体,高级陶瓷,PDP荧光粉及一些高性能材料。作为蓝宝石晶体原料,根据不同的要求可提供粉体,颗粒,块状或者柱状等类型。
4N高纯氧化铝系列主要用于高压钠灯,新型发光材料,特殊陶瓷,高级涂层,三基色,催化剂及一些高性能材料。根据不同的要求可提供粉体,颗粒等类型。
三、产业链结构
铝土矿或纯铝或氢氧化铝 4N-4N8 上述第一类使用 4N8-5N 蓝宝石长晶,典型企业奥瑞德、蓝晶 用作LED衬底 LED 透明陶瓷 蓝宝石晶体材料产业链
高纯氧化铝原料 单晶炉设备和热场耗材 掏、切、磨、抛设备和 辅料、检测分析设备 图形化设备和辅料 四、主流制备方法 生产蓝宝石晶体主要消耗的原料为5N高纯氧化铝粉体,块体。
目前国内生产高纯氧化铝的主流技术有三种:多重结晶法、醇盐水解法、直接水解法。 1, 多重结晶法具体又分为硫酸铝铵热解法和碳酸铝铵热解法。目前国内山东,上海,贵州
等地的厂家,多数采取这种方法。它的缺点就是金属铁、镍、钛、锆等离子以及卤素元素难以去除,纯度最多可以达到4N,基本已经极限了,实际是3个9;从纯度上说,它的缺陷挺大,一般只能用在焰熔法宝石上,要直接拿来做大尺寸蓝宝石晶体原料就很难。无法满足高端要求。
2, 直接水解法即为胆碱法,胆碱法是目前国内规模最大的4N级氧化铝生产方法。目前河北,广州有厂家用的是这种方法。只能做工业宝石和低端蓝宝石。
这种工艺的主要缺陷在于无法再次提纯,原料是什么级别,做出来的氧化铝,就是什么级别,不可能超越原料水平。而且在水解过程中,为了增加反应接触面积,需要把铝材加工成片料或者粉料,这个过程中容易带进Fe,Ti、Ni、Zr等杂质。而这两种杂质含量多少对蓝宝石的品质影响非常大。
3, 醇铝水解法、醇盐水解法即为异丙醇铝法。宣城晶瑞是用的这种方法,目前日本和美国
也主要采取这种工艺生产高纯度氧化铝,产品纯度高达到5个9,主要用于LED蓝宝石长晶行业。这种工艺比较复杂,国内能掌握此技术的很少。 和直接水解法相比,这种工艺的主要优点是:
1)高纯铝和醇类反应充分,不需要加工成粉末,避免加工过程中带入Fe,Ti等杂质引入。
2)可以再次提纯,反应得到的异丙醇铝可以在230-250度下8级塔板精馏,以气态的形式收集高纯异丙醇铝,铁、钛、镍、锆、铅、镁等金属杂质不会气化,留在釜底。冷凝下来的高纯异丙醇铝还可以再次用陶瓷膜分离,游离金属杂质钾,钠,锌等都被除去。 3)粉体在净化室内5n氮气氛围下煅烧减少了污染。
4)块体采用1000吨预压,再等静压,密度可以达到3。7。
几种方法的比较 比较 多重结晶法 包括 硫酸铝铵热解法 优点 工艺较为简单 成本相对较低 无污染 工艺较为简单 纯度高,粒径小 反应温和,无污染 成本相对较低 缺点 金属铁、镍、钛、锆等离子以及卤素元素难以去除,纯度最多可以达到4N,生产周期长,有污染 碳酸铝铵热解法 金属铁、镍、钛、锆等离子以及卤素元素难以去除,纯度最多可以达到4N,生产周期长, 工艺复杂,生产成本高 无法做出4N以上高纯产品 醇铝(盐)水解法 直接水解法 即异丙醇铝法 即胆碱法 五、主要企业情况
高纯氧化铝厂家
1、国内企业主要有以下几家 序号 1 公司名 上海铱铭材料科技有限公司 曾用名 河北鹏达新材料科技有限公司,直接水解法,国内荧光粉市场领域占有量达到75%以上 产能 2000吨5N,5000吨4N? 2 3 大连海蓝光电材料有限公司 宣城晶瑞新材料有限公司 大连瑞尔精细陶瓷有限公司,醇盐水解法 杭州万景新材料股份有限公司,醇铝水解法,成立于2009年12月,2012年投产 2000吨5N? 2000吨5N,其中1000吨粉料,800吨块料, 4 5 6 7 8 9 10 11 12 扬州高能新材料有限公司 淄博信富盟化工有限公司 淄博正森化工有限公司 淄博恒基天力工贸有限公司 淄博鑫美宇氧化铝有限公司 淄博尊宸晶体材料销售有限公司 淄博百大化工有限公司 山东大盛光电科技有限公司 山东晶鑫晶体科技有限公司 醇盐水解法 可能是贸易公司 150吨4N5-5N,准备扩至650吨 150吨4N5 4N5 5N,月产0。9吨 4N5N240吨 4N8 在烟台 由山东三丰集团股份有限公司出资建设(股权代码:100021,股权简称:三丰股份),三万吨晶体 4N 100吨5N 1000吨4N8 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 爱丽化工有限公司 北京华创锐新经贸有限公司 河南省联合磨料磨具 营口兴泰光电材料有限公司 上海钰晶科技有限公司 元瀚科技(TW) 捷斯奥企业有限公司(TW) 深圳晶材化工有限公司 徐州捷创新材料科技有限公司(宏武纳米) 重庆任丙科技有限公司 北京冠金利新材料科技有限公司 无锡拓博达钛白制品有限公司 淄博宏赫化工有限公司 铝醇盐水解法 不能确定是否自己生产 2012年6月投产 5N 5N 5N 4N5 150吨4N8 4N 5N 4N7 5N 4N 4N8投资5000万,2012下半年3000万销售 4N 1500吨5N,1000吨纳米氧化铝 2000吨5N 鸿福晶体科技(安徽)有限公司 自己拉晶,180台拉晶机 淄博宏豪晶体材料有限公司2011年投产一期 27 苏州华泽纳米材料有限公司 子公司成都华泽晶体材料有限公司,投资7000万,参加过2012年4月25日的领军秀 300吨5N 28 29 邯郸曲周县 山东科恒晶体材料科技有限公司 1000吨的一个公司2012年开工建设 号称1200吨 30 31 贵阳一晶相光电科技有限公司 南通泰尔特服装有限公司 号称300吨 不详