[發明專利]一種用氯化鋁溶液生產超細氫氧化鋁、氧化鋁的方法

有效

• 申請號: 201010161844.6
• 申請日: 2010-04-27
• 公開（公告）號: CN101863501A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 魏存弟;郭昭華;蔣引珊;張培萍;楊殿范;孫延彬
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;神華準格爾能源有限責任公司
• 主分類號: C01F7/34
• 分類號: C01F7/34;C01F7/30
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林;劉東方

技術領域

本發明涉及一種用氯化鋁溶液制備超細氫氧化鋁、氧化鋁的方法，尤其適用于用含鐵的氯化鋁溶液生產低鐵含量超細氫氧化鋁、氧化鋁的方法。

背景技術

超細氫氧化鋁，一般是指顆粒均勻，平均粒徑小于1μm的超細粒氫氧化鋁，被廣泛地用于化學、醫藥、催化劑及其載體、橡膠、顏料、造紙、耐火材料、絕緣材料、陶瓷等領域，在國民經濟中有著極其重要的作用。而超細氧化鋁由于具備優異的物理化學性能，也被廣泛地應用于機械、冶金、石油、化工、電子、光學、核反應、航天航空等各個技術領域。

超細氫氧化鋁、氧化鋁的生產大體上可分為物理法和化學法兩種。物理法即機械粉碎法，是用各種粉碎機將原料直接粉碎研磨成超細粉。它具有操作簡單、成本低廉、產量高的特點。但是，其缺點是只能使粒徑細化到一定程度，且所得產品在純度、粒徑分布和粒子外形上不能令人滿意，并且噪音污染大，會產生大量的粉塵，對工作環境和自然環境造成較嚴重的污染，因此應用前景不理想，只能用于小規模的生產。化學法有種分法(或叫改良拜耳法)、碳分法、碳酸鋁銨熱解法、有機鋁法，此外還有硫酸鋁銨熱解法、鋁水中火花放電法、中和法等。其中種分法和碳分法使用最為廣泛。目前超細氫氧化鋁和氧化鋁的生產大都是以鋁土礦為原料，經選礦拜耳法或者堿-石灰燒結法生產超細氫氧化鋁。兩種方法都需采用堿性的偏鋁酸鈉溶液為原料，因此對生產工藝及原料有一定限制。其它方法都存在原料要求高、生產工藝復雜等缺點。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供一種以含鐵的氯化鋁溶液為原料制備超細氫氧化鋁和超細氧化鋁的方法。所述方法包括：

a)加水稀釋或蒸發濃縮調整氯化鋁溶液中AlCl₃的濃度至1.5-2.9mol/L，將氯化鋁溶液經大孔型陽離子樹脂吸附除鐵，使溶液中鐵含量(以氧化鐵計)降至0.3mg/L以下，得氯化鋁精制液；

b)向氯化鋁精制液中加入0.01-6wt％濃度的分散劑溶液混均，得分散液。

c)向分散液通入氨水直到分散液的pH值為8-9，生成氫氧化鋁沉淀，過濾沉淀，分別用水和乙醇洗滌，然后將沉淀在200℃干燥，即得超細氫氧化鋁。

本發明所述步驟a)中，所述氯化鋁溶液可以采用由鹽酸與含鋁礦物或含鋁廢渣反應制得的氯化鋁溶液。

將所述氯化鋁溶液加水稀釋或蒸發濃縮調整氯化鋁溶液中AlCl₃的濃度至1.5-2.9mol/L，將氯化鋁溶液通過大孔型陽離子樹脂柱以除去氯化鋁溶液中的鐵，優選在20℃-90℃下，氯化鋁溶液以1-4倍樹脂體積/小時的速度以下進上出的方式通過樹脂柱，溶液在樹脂空隙中呈活塞狀向上流動。

樹脂柱可采用單柱或雙柱串連的方式。所述步驟a)中大孔型陽離子樹脂優選為D001、732、742、7020H、7120H、JK008或SPC-1樹脂。

本發明方法所述步驟b)中，向氯化鋁精制液中加入分散劑溶液，混勻、得到分散液，優選分散劑溶液的濃度為0.01-6wt％。所述分散劑包括但不限于聚乙二醇(PEG)4000、PEG?6000或聚乙烯醇，能單獨使用也可搭配使用；優選分散劑溶液加入量為化鋁精制液體積的5-20％；

本發明所述步驟c)中，加入分散劑后在攪拌下向分散液中逐步加入氨水，優選氨水的濃度為1-5mol/L，當溶液的pH值達到8-9時，停止加入氨水；氨水與氯化鋁發生中和反應，得到氫氧化鋁沉淀，然后進行真空過濾。過濾后得到的氫氧化鋁沉淀進行2-4次水洗和1-3次醇洗，或者經1-8h老化后再進行2-4次水洗和1-3次乙醇洗滌。洗滌可以除去可溶性鹽，增強分散性。在低于200℃的溫度下進行干燥(可采用真空干燥或噴霧干燥)，得到超細氫氧化鋁產品。濾液為氯化銨溶液，回收它用。

本發明還提供一種制備超細氧化鋁的方法，所述方法包括采用上述方法所制得的超細氫氧化鋁在650-950℃煅燒0.5-4.0小時，得超細γ-氧化鋁，或在1100-1200℃煅燒0.5-4.0小時，得超細α-氧化鋁。

本發明還提供一種大孔型陽離子樹脂的洗脫再生方法，本發明所述洗脫再生方法包括：

1)將上述方法步驟a)中吸附飽和的大孔型陽離子樹脂用水或鹽酸作為洗脫劑進行洗脫，其中鹽酸的濃度為2-10wt％；

2)將步驟1)中洗脫后的大孔型陽離子樹脂用2-10wt％濃度的鹽酸進行再生以恢復樹脂的吸附能力。