[发明专利]一种拜尔法铝酸钠溶液制备高白氢氧化铝微粉的方法

说明书

技术领域

本发明属于氢氧化铝微粉制备技术领域，具体涉及一种拜尔法生产高白氢氧化铝微粉的方法。

背景技术

高白氢氧化铝微粉是氧化铝行业的高端产品，附加值高，广泛用作阻燃剂、人造玛瑙石和人造大理石的填料、造纸填料、牙膏填料、制药原料以及化工原料等领域。

仅在阻燃剂领域，氢氧化铝微粉年需求量约70万吨，欧盟、日本、美国等从2006年起禁用卤素阻燃剂，这些国家的安全法规的实施，使氢氧化铝在欧美发达国家的应用越来越广泛，同时，氢氧化铝也可应用于合成橡胶、地毯裱褙、塑料、装饰材料、汽车配件等产品中。我国近年也对建材等产品提出了严格的防火要求，氢氧化铝微粉是无毒环保型阻燃剂，是卤素阻燃剂良好的替代品，氢氧化铝在我国亦将有更为广阔的应用前景。因此，大力发展化学品氢氧化铝微粉，不但可以增加企业产品品种、提高企业效益，而且可以满足国民经济的需求，替代进口产品，具有重大的战略意义。

    目前国内外氢氧化铝微粉的生产方法有以含铝盐为原料的中和沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、醇盐水解法、水热法和以烧结法氧化铝厂铝酸钠溶液为原料的中和法、碳分法和种分法等。烧结法由于能耗高、成本高，经济效益不显著，且烧结法生产氧化铝的企业不断萎缩，因而将来不是生产高白氢氧化铝微粉的主要方法。拜耳法生产氧化铝工艺具有能耗低、成本低等特点，且拜耳法生产氧化铝企业多，应是生产氢氧化铝微粉主要方法；但是，拜耳法铝酸钠溶液氧化铝浓度高，二氧化硅浓度高，且含有大量结构不确定、种类繁多、带有不同颜色的有机物，它们对氢氧化铝粒度、形貌、白度等物理性能的影响规律不确定，通过种分制取的高白氢氧化铝存在颜色深、白度低（<85%）、粒径粗、分布不均匀的问题。

专利CN1433964A公开了一种超微细氢氧化铝的制备方法，采用液相沉淀法，在分散剂的作用下，向铝酸钠溶液中加入硫酸铝溶液配制活性晶种，然后将晶种加入到拜尔法溶液中种分制备氢氧化铝微粉，产品粒度为1~3.5μm。

专利CN1752006A公开了一种高白氢氧化铝的制备方法，将铝酸钠溶液（0.05-2mol/L）和含有二氧化碳的气体接触，在超重力条件下进行碳酸化反应制备氢氧化铝凝胶，然后得到不同晶形的氢氧化铝，主要由碳酸化、过滤、洗涤、干燥过程组成，产品粒度为10nm。

专利1287973A公开了一种种分法制取高白氢氧化铝的工艺，整个生产流程包括三个工序，铝酸钠溶液碳分法制取活性晶种，种分法制取高白氢氧化铝浆液，然后进行分解浆液液固分离，洗涤烘干得到高白氢氧化铝, 产品粒度小于1μm。

以上一些方法都没有针对拜耳法高浓度铝酸钠溶液的净化脱色进行详细研究，制取活性晶种的工艺也不是采用碳酸氢钠，也没有对制取活性晶种后种分过程的变化情况进行深入研究，对于大规模工业化生产缺乏指导意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种拜尔法生产高白氢氧化铝微粉的方法。以拜尔法生产氧化铝过程中的高浓度铝酸钠溶液为原料，通过侧线引出高浓度铝酸钠溶液，经溶液净化脱色、活性晶种的制，高浓度铝酸钠溶液种分等过程制备高白氢氧化铝微粉，同时种分母液返回现有氧化铝生产流程。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的拜尔法铝酸钠溶液制备高白氢氧化铝微粉的方法，该方法包括下述步骤：（1）首先对拜耳法高浓度铝酸钠溶液进行净化脱色；（2）利用净化脱色后的铝酸钠溶液制备高白晶种；（3）将步骤（2）制备好的高白晶种浆液加入步骤（1）净化脱色后的高浓度铝酸钠溶液中，进行晶种分解制取高白高白氢氧化铝微粉；（4）对过滤洗涤后的高白氢氧化铝微粉进行表面改性，防止氢氧化铝微粉在干燥过程中的团聚。

步骤（1）的具体方法为：将高浓度铝酸钠溶液加热到80℃~120℃，强烈机械搅拌，向铝酸钠溶液中加入净化剂，净化剂为氧化钙、氧化镁、煅烧白云石、双氧水中的一种或几种，其中净化剂总量为5-Xg/L，处理时间在0.5-Xh，使溶液中的硅、铁和有机物及一些有色物质被脱除，然后，过滤分离硅渣和不溶物，得到净化脱色的铝酸钠溶液，其中吸光度小于0.30。

步骤（2）中晶种制备所用的引发剂为碳酸氢钠，配制成溶液的浓度范围为100~250g/L的悬浊液；晶种制备所用的铝酸钠溶液为经过脱色净化过的溶液，其溶液组成为Na₂O_k>110g/L、Al₂O₃>140g/L、α_k:1.40~1.68。