[發(fā)明專利]鋁溶膠的生產(chǎn)方法和鋁溶膠

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911052209.1
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN112744846B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周麗娜;羅一斌;劉中清;舒興田
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號: C01F7/34
• 分類號: C01F7/34;B01J21/04;B01J29/40;B01J35/10;B01J37/00
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 劉國平;顧映芬

本發(fā)明公開了一種鋁溶膠的生產(chǎn)方法和鋁溶膠，該方法包括以下步驟：(1)將鋁源與第一堿源進(jìn)行第一接觸，得到pH為3?5的第一反應(yīng)液；(2)將所述第一反應(yīng)液進(jìn)行一次升溫老化；(3)將步驟(2)得到的加熱后的溶液與第二堿源進(jìn)行第二接觸，得到pH為3?4.5的第二反應(yīng)液；(4)將所述第二反應(yīng)液進(jìn)行二次升溫老化；所述一次升溫老化和二次升溫老化在不大于100℃的溫度下進(jìn)行。本發(fā)明提供的方法生產(chǎn)成本低，整個(gè)生產(chǎn)過程條件溫和，制備的鋁溶膠產(chǎn)品質(zhì)量好，且鋁溶膠中Al元素主要以Al₁₃形式存在。將本發(fā)明提供的鋁溶膠作為粘結(jié)劑用于催化劑中，有利于進(jìn)一步提高催化劑的催化性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁溶膠制備領(lǐng)域，具體涉及一種鋁溶膠生產(chǎn)方法和該生產(chǎn)方法制得的鋁溶膠。

背景技術(shù)

鋁溶膠是帶正電的水合氧化鋁微細(xì)粒子均勻分散在水中的膠體溶液。目前，鋁溶膠在工業(yè)上被廣泛用作催化劑粘結(jié)劑和水處理絮凝劑。根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，鋁溶膠的命名方式也有所不同，例如：用于催化劑粘結(jié)劑時(shí)，一般稱為鋁溶膠；用于絮凝劑時(shí)，則被稱為聚合氯化鋁或堿式氯化鋁，但其結(jié)構(gòu)通式均可表達(dá)為：[Al₂(OH)_nCl_6-n·xH₂O]_m(n＝1-5，m0)。

鋁溶膠的性質(zhì)一般可以用鋁含量、以及鋁氯比(即，鋁元素與氯元素的比例，可以采用重量比，也可以采用摩爾比)或堿基度來表示，堿基度是指聚合氯化鋁中氫氧根與鋁的摩爾比。

鋁溶膠的制備方法多種多樣，常用的制備方法主要有：金屬鋁法、有機(jī)醇鹽水解法、電解法、無機(jī)鹽原料法和粉體分散法等，其中，采用金屬鋁與鹽酸制備鋁溶膠的金屬鋁法依然是主要的生產(chǎn)方法。

US4028216A最早詳細(xì)介紹了金屬鋁溶膠的制備方法，此法工藝流程簡單，易于操作，但是由于該方法是由氫氧化鋁電解制得鋁溶膠，因而生產(chǎn)成本太高，需要消耗大量的電能，同時(shí)在制備的過程中產(chǎn)生的氫氣也帶來了安全隱患，并且使用的鹽酸會腐蝕設(shè)備。

有機(jī)醇鹽水解法可以制得純度高、比表面大、粒徑分布均勻的溶膠。此方法適用于制備純度要求高的氧化鋁粉體。但是，此方法制備過程中的最大困難是原料對水敏感，水解反應(yīng)非常迅速，容易形成沉淀，并且原料價(jià)格昂貴、易燃、有毒、不易保存，給工業(yè)化帶來困難。

CN1177653A報(bào)道了采用電解法來制備鋁溶膠，此法通過以低電壓大電流的電化學(xué)方法合成聚合氯化鋁，采用價(jià)格低廉的普通陰離子膜，降低了產(chǎn)品的制備成本，比較環(huán)保。但是，電解水耗能過大，初始費(fèi)用高(重復(fù)單元中需要電極)，可能產(chǎn)生氯氣，存在安全隱患。

無機(jī)鹽原料法使用的原料價(jià)格低廉，方法簡單，降低了鋁溶膠的生產(chǎn)成本，但是溶膠的純度較低。

粉體分散法制備氧化鋁溶膠省去了水解步驟，過程簡單，且原料均為工業(yè)產(chǎn)品，價(jià)格便宜，便于儲存，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。但是，原料中常含有雜質(zhì)，制備的鋁溶膠的純度相對較低。

當(dāng)今工業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)過程中的環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，越來越注重反應(yīng)過程的原子經(jīng)濟(jì)性，因而尋求一種新的低成本和高效的鋁溶膠生產(chǎn)方法變得越發(fā)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種原料利用率高的鋁溶膠生產(chǎn)方法和該生產(chǎn)方法制得的鋁溶膠，該方法生產(chǎn)成本低，整個(gè)生產(chǎn)過程條件溫和，而且制備的鋁溶膠產(chǎn)品質(zhì)量好。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種鋁溶膠的生產(chǎn)方法，該方法包括以下步驟：

(1)將鋁源與第一堿源進(jìn)行第一接觸，得到第一反應(yīng)液，所述第一反應(yīng)液的pH為3-5；

(2)將所述第一反應(yīng)液進(jìn)行一次升溫老化；

(3)將步驟(2)得到的加熱后的溶液與第二堿源進(jìn)行第二接觸，得到第二反應(yīng)液，所述第二反應(yīng)液的pH為3-4.5；