在高純氧化鋁中，雜質(zhì)元素大多以K?O、Na?O、CaO、SiO?、MgO、Fe?O?、CuO等氧化物的形式存在。由于高純氧化鋁的物理化學(xué)性質(zhì)會(huì)因雜質(zhì)元素的存在受到嚴(yán)重影響，如：三氧化二鐵會(huì)導(dǎo)致發(fā)光材料的發(fā)光性能降低，二氧化硅會(huì)導(dǎo)致氧化鋁燒結(jié)性能的變差等，從而使高純氧化鋁在應(yīng)用領(lǐng)域中大大受限。所以制備高純氧化鋁的工藝研究越來(lái)越受各國(guó)家科研工作者的重視。任忠勝通過(guò)微細(xì)過(guò)濾和深層過(guò)濾的方法，有效地降低了Fe、Ca、Mg等雜質(zhì)的含量。

1、Fe雜質(zhì)的去除

Fe雜質(zhì)大多以二價(jià)或者三價(jià)的氧化物形式存在于主體產(chǎn)品中，各科研者對(duì)不同物質(zhì)中Fe雜質(zhì)的去除均有一定研究，如：鋁土礦、鋁酸鹽-堿性溶液等。

鋁土礦是在熱帶或亞熱帶氣候下形成的，廣泛地存在于玄武巖、石灰?guī)r等各種巖石和片巖中，包含的常見(jiàn)的雜質(zhì)為鐵酸鹽、針鐵礦、石英、硅線石、剛玉、二氧化鈦等。優(yōu)質(zhì)的鋁土礦Al?O?含量最小為40%，SiO?含量最大為15%;低質(zhì)的鋁土礦雜質(zhì)主要是石英、三氧化二鐵和氧化鈣。A Aziz等在采用硫酸浸出法回收鋁土礦中氧化鋁的過(guò)程中，選用純度為68%的乙醇(C?H5-OH)幾乎完全除下了Fe雜質(zhì)，但是乙醇價(jià)格昂貴，為了使該工藝更加經(jīng)濟(jì)，可以通過(guò)冷凝回收法對(duì)乙醇進(jìn)行二次利用。

脫除鋁酸鹽。堿性溶液中Fe雜質(zhì)最常用的純化方法是添加亞硫酸鈉的氧化鈣來(lái)處理，之前也有人采用氨基亞甲基萃取體系替代苯酚的衍生物來(lái)萃取Fe雜質(zhì)。GuseinovER選用萃取劑2-羥基-5-烷基(C8-C9)芐基二乙醇胺成功地從鋁酸鹽-堿性溶液中萃取了Fe雜質(zhì)，而且該技術(shù)在實(shí)際的氧化鋁生產(chǎn)車間已經(jīng)得到了測(cè)試。

由于Fe含量較高的硫酸鋁銨制備的氧化鋁純度較低，不能滿足高純產(chǎn)品的要求且對(duì)其應(yīng)用有極大的限制，所以必須除去原料中的Fe。現(xiàn)階段比較常用的方法包括：沉淀法、有機(jī)伯胺萃取法和重結(jié)晶法。沉淀法可以通過(guò)加入助劑MnO?、KMnO4、K?[Fe(CN)6]或K4Fe(CN)6·3H?O來(lái)實(shí)現(xiàn)，它的優(yōu)點(diǎn)是成本低，操作簡(jiǎn)便;缺點(diǎn)是鋁離子損失量大，過(guò)程中加入助劑引入了新的雜質(zhì)。有機(jī)伯胺萃取法操作麻煩，萃取劑用量大且成本高，反萃取復(fù)雜，所以難以在工業(yè)上應(yīng)用。

重結(jié)晶法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，成本低。陸建剛采用該法獲得了符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的硫酸鋁銨。劉萍對(duì)該方法的提純進(jìn)行了改進(jìn)如下：為了提高過(guò)濾效果，將過(guò)濾介質(zhì)濾布改為高分子PE微孔管;為了使晶體取出更方便，將長(zhǎng)方形槽改為帶手柄的半圓形槽;為了促進(jìn)雜質(zhì)分離添加了助劑。綜合考慮，本課題最終選擇多次重結(jié)晶的方法對(duì)原料進(jìn)行提純。

2、Si雜質(zhì)的去除

Si雜質(zhì)由于不活潑，較難除去。祁光霞等在恒溫130℃下，將粉煤灰與氫氧化鈉溶液混合反應(yīng)1 h，對(duì)粉煤灰進(jìn)行預(yù)脫Si，脫Si效率達(dá)30.0%。孫應(yīng)龍等通過(guò)正交試驗(yàn)研究了氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、灰堿比、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)脫Si效率影響，結(jié)果時(shí)間、堿液濃度、灰堿比、反應(yīng)溫度對(duì)脫Si效率的影響依次增強(qiáng)，并且在最佳條件下脫Si效率達(dá)38.6%。董菲等綜合利用了預(yù)脫Si和堿石灰燒結(jié)法的核心技術(shù)，并提出了有關(guān)脫Si工藝裝備適用情況的寶貴建議。

和曉才認(rèn)為焙燒后樣品中的雜質(zhì)Si、Fe會(huì)暴露出來(lái)，再利用超聲波對(duì)其進(jìn)行反復(fù)酸洗、水洗，最終制備的氫氧化鋁Si、Fe含量均小于0.001%。并且建議采用活性炭柱或微孔鈦過(guò)濾膜將原料進(jìn)行過(guò)濾以除雜。賴浚等對(duì)高純氧化鋁制備過(guò)程中的鋁酸鈉溶液雜質(zhì)Si、Fe的脫除進(jìn)行了研究，用氧化鈣作脫硅劑，使之與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣再和鋁酸鈉反應(yīng)生成鋁酸三鈣，硅酸根離子再和鋁酸三鈣反應(yīng)生成難溶的水化石榴石，最終以沉淀形式析出，脫Si率可達(dá)到98%。另外，電廠采用氫氧化鋁吸附法、反滲透法、微泡浮選法、電凝聚法等進(jìn)行Si雜質(zhì)的脫除。

以上方法中，有的會(huì)引入Na、Ca等雜質(zhì)元素，有的適用于微量Si的脫除，不適于痕量Si的深度脫除，所以研究一種有效除去痕量Si的方法十分必要。

3、Ca雜質(zhì)的去除

Ca雜質(zhì)主要可通過(guò)萃取劑萃取、化學(xué)沉淀、鹽析結(jié)晶、離子交換、螯合劑螯合等種方法被脫除。

萃取劑萃取首先可以利用硫酸鈣的難溶性，使Ca?+以CaSO4的形式沉淀析出，再結(jié)合其他方法(如：溶劑萃取、等)進(jìn)行二次脫除。萃取劑P?O4，又名磷酸二院基醋、D2EHPA，價(jià)格便宜，是一種酸性萃取劑，對(duì)金屬離子的萃取順序由大到小依次為：Fe3+、Zn2+、Cu2+、CO2+、M92+、Mn2+、Ca2+。謝紅艷采用P?O4對(duì)含鈣鎂錳的混合液進(jìn)行萃取，鈣離子明顯下降，但不能達(dá)到高純的要求。趙紅濤等對(duì)磷石膏中的Ca雜質(zhì)行了深度脫除，經(jīng)過(guò)研究磷石膏中的可溶性雜質(zhì)及不可溶性雜質(zhì)均可被有機(jī)溶劑磷酸三丁酯有效地萃取，最終獲得純度大于99%的硫酸鈣顆粒。

李軍旗等利用草酸鹽使鈣離子以沉淀形式析出，鈣離子脫除率較理想。

戴志峰等利用離子交換樹(shù)脂的高效選擇性將碳酸氫鋰體系中的鈣鎂離子有效地脫除。

原油中Ca主要以螯合脫Ca的方法進(jìn)行脫Ca，王清等對(duì)幾種脫鈣劑的脫Ca效果進(jìn)行了比較性研究并分析了原因，其中HEDP的脫Ca效果優(yōu)于EDTA，是最佳的脫鈣劑。HEDP又名羥基乙叉二磷酸，可與Ca2+形成六圓環(huán)的螯合物，具有很好的阻垢效果，與聚羧酸型阻垢分散劑配合使用效果更佳，通常使用濃度1～10 mg/L。

4、Na雜質(zhì)的去除

制備氧化鋁常用的脫除鈉雜質(zhì)的方法有：洗滌法、水熱處理法和添加硼酸法等。路文采用洗脫法對(duì)硫酸鋁銨晶體進(jìn)行脫鈉，他認(rèn)為將硫酸鋁銨晶體加熱至150-200℃，晶體中會(huì)出現(xiàn)鼓泡現(xiàn)象，從而有利于鈉雜質(zhì)的洗脫。李加宏比較研究了在氧化鋁制備過(guò)程中水熱處理脫鈉法與添加硼酸脫鈉法，由于水熱法所得的氧化鋁純度高于添加硼酸法，最終選擇采用水熱法脫鈉。和曉才在煅燒氫氧化鋁的過(guò)程中，添加適量硼酸，使其與鈉雜質(zhì)反應(yīng)生成偏硼酸鈉，再對(duì)氧化鋁進(jìn)行酸洗干燥處理，最后得到了鈉含量小于0.001%的氧化鋁。

另外，高純的氫氧化鉀(KOH)廣泛地用于各種工業(yè)領(lǐng)域(例如：鉀化合物、藥物和合成樹(shù)脂的制造，半導(dǎo)體加工，電子領(lǐng)域等)，特別是在電子領(lǐng)域其具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。它的制備原料是工業(yè)級(jí)的氯化鉀，因含有鈉離子雜質(zhì)而大大影響其性能。一般情況下，通過(guò)重結(jié)晶的方法來(lái)除去鈉離子。Yoon H等提出了一種氧化鈉錳和六氰合鐵酸鉀的電化學(xué)系統(tǒng)，它可以選擇性地去除原料氯化鉀中約36%的鈉離子，非常利于高純氫氧化鉀的工業(yè)生產(chǎn)，而且這種電化學(xué)電池系統(tǒng)使用不僅適用于海水淡化，而且也適用于資源回收。

這為雜質(zhì)離子的除雜提供了一條新思路，可以將選擇離子分離系統(tǒng)應(yīng)用于其他雜質(zhì)離子的去除過(guò)程，如果選擇性去除鈉離子雜質(zhì)，可以使用己知選擇性插入和脫嵌鈉離子的鈉離子電池材料。