[发明专利]一种用氯化铝溶液生产超细氢氧化铝、氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用氯化铝溶液制备超细氢氧化铝、氧化铝的方法，尤其适用于用含铁的氯化铝溶液生产低铁含量超细氢氧化铝、氧化铝的方法。

背景技术

超细氢氧化铝，一般是指颗粒均匀，平均粒径小于1μm的超细粒氢氧化铝，被广泛地用于化学、医药、催化剂及其载体、橡胶、颜料、造纸、耐火材料、绝缘材料、陶瓷等领域，在国民经济中有着极其重要的作用。而超细氧化铝由于具备优异的物理化学性能，也被广泛地应用于机械、冶金、石油、化工、电子、光学、核反应、航天航空等各个技术领域。

超细氢氧化铝、氧化铝的生产大体上可分为物理法和化学法两种。物理法即机械粉碎法，是用各种粉碎机将原料直接粉碎研磨成超细粉。它具有操作简单、成本低廉、产量高的特点。但是，其缺点是只能使粒径细化到一定程度，且所得产品在纯度、粒径分布和粒子外形上不能令人满意，并且噪音污染大，会产生大量的粉尘，对工作环境和自然环境造成较严重的污染，因此应用前景不理想，只能用于小规模的生产。化学法有种分法(或叫改良拜耳法)、碳分法、碳酸铝铵热解法、有机铝法，此外还有硫酸铝铵热解法、铝水中火花放电法、中和法等。其中种分法和碳分法使用最为广泛。目前超细氢氧化铝和氧化铝的生产大都是以铝土矿为原料，经选矿拜耳法或者碱-石灰烧结法生产超细氢氧化铝。两种方法都需采用碱性的偏铝酸钠溶液为原料，因此对生产工艺及原料有一定限制。其它方法都存在原料要求高、生产工艺复杂等缺点。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种以含铁的氯化铝溶液为原料制备超细氢氧化铝和超细氧化铝的方法。所述方法包括：

a)加水稀释或蒸发浓缩调整氯化铝溶液中AlCl₃的浓度至1.5-2.9mol/L，将氯化铝溶液经大孔型阳离子树脂吸附除铁，使溶液中铁含量(以氧化铁计)降至0.3mg/L以下，得氯化铝精制液；

b)向氯化铝精制液中加入0.01-6wt％浓度的分散剂溶液混均，得分散液。

c)向分散液通入氨水直到分散液的pH值为8-9，生成氢氧化铝沉淀，过滤沉淀，分别用水和乙醇洗涤，然后将沉淀在200℃干燥，即得超细氢氧化铝。

本发明所述步骤a)中，所述氯化铝溶液可以采用由盐酸与含铝矿物或含铝废渣反应制得的氯化铝溶液。

将所述氯化铝溶液加水稀释或蒸发浓缩调整氯化铝溶液中AlCl₃的浓度至1.5-2.9mol/L，将氯化铝溶液通过大孔型阳离子树脂柱以除去氯化铝溶液中的铁，优选在20℃-90℃下，氯化铝溶液以1-4倍树脂体积/小时的速度以下进上出的方式通过树脂柱，溶液在树脂空隙中呈活塞状向上流动。

树脂柱可采用单柱或双柱串连的方式。所述步骤a)中大孔型阳离子树脂优选为D001、732、742、7020H、7120H、JK008或SPC-1树脂。

本发明方法所述步骤b)中，向氯化铝精制液中加入分散剂溶液，混匀、得到分散液，优选分散剂溶液的浓度为0.01-6wt％。所述分散剂包括但不限于聚乙二醇(PEG)4000、PEG 6000或聚乙烯醇，能单独使用也可搭配使用；优选分散剂溶液加入量为化铝精制液体积的5-20％；

本发明所述步骤c)中，加入分散剂后在搅拌下向分散液中逐步加入氨水，优选氨水的浓度为1-5mol/L，当溶液的pH值达到8-9时，停止加入氨水；氨水与氯化铝发生中和反应，得到氢氧化铝沉淀，然后进行真空过滤。过滤后得到的氢氧化铝沉淀进行2-4次水洗和1-3次醇洗，或者经1-8h老化后再进行2-4次水洗和1-3次乙醇洗涤。洗涤可以除去可溶性盐，增强分散性。在低于200℃的温度下进行干燥(可采用真空干燥或喷雾干燥)，得到超细氢氧化铝产品。滤液为氯化铵溶液，回收它用。

本发明还提供一种制备超细氧化铝的方法，所述方法包括采用上述方法所制得的超细氢氧化铝在650-950℃煅烧0.5-4.0小时，得超细γ-氧化铝，或在1100-1200℃煅烧0.5-4.0小时，得超细α-氧化铝。

本发明还提供一种大孔型阳离子树脂的洗脱再生方法，本发明所述洗脱再生方法包括：

1)将上述方法步骤a)中吸附饱和的大孔型阳离子树脂用水或盐酸作为洗脱剂进行洗脱，其中盐酸的浓度为2-10wt％；

2)将步骤1)中洗脱后的大孔型阳离子树脂用2-10wt％浓度的盐酸进行再生以恢复树脂的吸附能力。