[发明专利]一种强化铝酸钠溶液分解制备拟薄水铝石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学品氧化铝领域，特别是一种强化铝酸钠溶液分解制备拟薄水铝石的方法。

背景技术

拟薄水铝石是一种结晶度较低的凝胶状薄水铝石，主要用作活性氧化铝的前驱物，拟薄水铝石及其衍生物还可用于制备粘合剂、无机膜、生物陶瓷或用做高效无毒阻燃剂等。已工业化的拟薄水铝石制备方法包括醇铝水解法、碱法(酸沉淀法)和酸法(碱沉淀法)等[朱洪法.催化剂载体制备及应用技术.北京：石油工业出版社，2002.320-321]，其焙烧产物γ-Al₂O₃的孔结构与前驱物的结晶度、粒子大小、聚集状态和形貌密切相关。

铝酸钠溶液的晶种分解是冶金级氧化铝生产过程中的关键工序，但晶种分解产物(以下简称种分产物)为低附加值的三水铝石，因而直接从铝土矿溶出中间体——精制的铝酸钠溶液制备高附加值的拟薄水铝石及其衍生物受到了研究者的重视。US6429172公开了一种从铝酸钠溶液生产拟薄水铝石的方法，将浓度为1.0mol/L、苛化系数为2.5的铝酸钠溶液和1.0mol/L的硫酸铝溶液在不断搅拌下混合13min，并维持温度60℃、PH 9.0，在该工序中使用阳极电泳化处理，混合完成后静置30min制得拟薄水铝石。该方法的主要缺点是工序复杂、生产成本较高。

采用(拟)薄水铝石晶种直接分解铝酸钠溶液制备(拟)薄水铝石的方法在WO9858876、CN1884082A和CN1733607A等专利中均有报道，采用的晶种分别为三水铝石水热处理后得到的薄水铝石、SB粉拟薄水铝石和H₂O₂沉淀铝酸钠溶液制备的拟薄水铝石。CN1186046A还公开了一种通入CO₂降低铝酸钠溶液苛化系数，进而强化从铝酸钠溶液析出薄水铝石的方法。但上述薄水铝石晶种分解铝酸钠溶液过程的产物是附加值较低的薄水铝石，而且分解时间过长；拟薄水铝石晶种分解铝酸钠溶液过程的产物虽然是附加值较高的拟薄水铝石，但又存在着分解率普遍较低的问题。采用添加剂强化铝酸钠溶液分解析出三水铝石是强化拜耳法三水铝石晶种分解过程的重要举措，已有大量文献报道，但迄今有关无机铝盐添加剂强化拟薄水铝石水热分解过程，从铝酸钠溶液高效析出拟薄水铝石的过程还没有报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种工艺简单、可操作性强的强化铝酸钠溶液分解制备拟薄水铝石的方法，在不改变种分产物晶相的前提下，有效地提高铝酸钠溶液的分解率。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的是一种以拟薄水铝石为晶种，氯化铝、硫酸铝和硝酸铝三种无机铝盐中的一种或多种为添加剂，在水热条件下分解铝酸钠溶液制备拟薄水铝石的方法，具体步骤包括：

1)将晶种和添加剂加入到含有60～200g/L-Al₂O₃和苛化系数为1.30～1.80的铝酸钠溶液中进行分解，晶种的加入量和铝酸钠溶液中Al₂O₃的质量比为0.1～3∶1，1升铝酸钠溶液中添加剂的加入量为1～40mg，随后在100～150℃下水热分解3～15h，得种分产物；

2)种分产物经冷却、真空抽滤和蒸馏水充分洗涤至中性后，用乙醇洗涤一次，随后于80～120℃下普通干燥6～12h，得拟薄水铝石。

本发明与现有从铝酸钠溶液晶种分解制备拟薄水铝石的技术相比，具有以下主要优点：可以显著强化铝酸钠溶液晶种分解析出拟薄水铝石的过程，铝酸钠溶液分解率可以提高1.71～15.41％，而采用的晶种原则上可以推广到用任意方法制备的拟薄水铝石产品，显示了其作为拟薄水铝石晶种分解过程补充技术的应用潜力。

具体实施方式

本发明是一种以拟薄水铝石为晶种，通过加入无机铝盐添加剂，在水热条件下强化铝酸钠溶液分解制备拟薄水铝石的方法。具体步骤包括：

1)将拟薄水铝石作为晶种，无机铝盐作为添加剂，加入到含有60～200g/L-Al₂O₃和苛化系数为1.30～1.80的铝酸钠溶液中进行分解，晶种的加入量和铝酸钠溶液中Al₂O₃的质量比为0.1～3∶1，1升铝酸钠溶液中添加剂的加入量为1～40mg，随后在100～150℃的水热条件下分解3～15h，得种分产物，种分产物为拟薄水铝石物相；