專利名稱：超細(xì)氫氧化鋁的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氫氧化鋁的制備方法，特別涉及一種用鋁酸鈉溶液在超重力碳化反應(yīng)條件下制備不同晶型超細(xì)氫氧化鋁的方法。
背景技術(shù)：
氫氧化鋁是目前世界上用量最大的無機(jī)阻燃劑，它以無毒、無鹵、低煙的阻燃特點(diǎn)，在塑料、建材、高分子材料、電子等許多行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。納米級(jí)活性氫氧化鋁阻燃劑是合成材料無鹵阻燃劑之一，它具有阻燃、消煙、填充三大功能，在燃燒時(shí)無二次污染，并且超細(xì)氫氧化鋁比表面積更大，表面能更高，阻燃效果更好，作為添加劑不影響材料的力學(xué)性能和加工特性，而且具有補(bǔ)償性能。氫氧化鋁的超細(xì)化、開發(fā)高性能的增效劑、開發(fā)高效的表面處理劑，是氫氧化鋁阻燃劑的發(fā)展方向。
擬薄水鋁石(纖維狀氫氧化鋁)是氫氧化鋁的系列產(chǎn)品之一，由軟水鋁石衍生而得，是一種膠態(tài)的結(jié)晶不夠完整的假水軟石，含有一個(gè)結(jié)晶水分子的氧化鋁晶體。其產(chǎn)品無毒、無臭、無味，白色膠狀(濕品)或粉末(干品)，晶相純度高，成型性能好，具有觸變性凝膠的特點(diǎn)。主要用做生產(chǎn)催化劑載體、活性氧化鋁原料或分子篩等的成型粘膠劑，廣泛地應(yīng)用于催化、精密陶瓷、耐火材料等領(lǐng)域。
目前國(guó)內(nèi)主要采用工業(yè)氫氧化鋁經(jīng)酸溶后用氨水或其它堿再沉淀的工藝路線來制備氫氧化鋁。這種方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜、需防腐蝕設(shè)備和消耗昂貴的化工原料。國(guó)外以其它工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物有機(jī)鋁化合物水解制備的成本則低得多。鑒于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的擬薄水鋁石在價(jià)格上無法與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)，所以研究開發(fā)廉價(jià)的制備路線和方法是非常有價(jià)值的。中國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)為CN85100161A的“碳酸法工藝(CO2法)生產(chǎn)擬薄水鋁石”，利用中間產(chǎn)物-工業(yè)鋁酸鈉溶液為原料，用高濃度CO2氣體做沉淀劑，在低溫低濃度下快速碳酸化成膠而得到擬薄水鋁石，碳酸化成膠過程可以間斷和連續(xù)化進(jìn)行，所得的產(chǎn)品純度高，膠溶性好。但碳分時(shí)間長(zhǎng)，原料液Al2O3含量約40克時(shí)，采用間斷碳酸化成膠時(shí)，通CO2氣體速度2～8克CO2/克Al2O3.小時(shí)，時(shí)間10～30分鐘；采用連續(xù)碳酸化成膠時(shí)，通CO2氣體速度1～6克CO2/克Al2O3.小時(shí)，碳酸化過程時(shí)間為30～90分鐘。又如，中國(guó)專利公開號(hào)為CN1116185A的“超微顆粒的制備方法”，公開了一種在旋轉(zhuǎn)填料床超重力場(chǎng)條件下一步法直接制備超細(xì)氫氧化鋁的方法，可以得到顆粒約為30～100nm的超細(xì)氫氧化鋁。但此種方法得到的氫氧化鋁顆粒無固定的晶型，粒度分布不均勻，且難以得到平均粒徑小于30nm的顆粒。還有中國(guó)專利公告號(hào)為CN1092145C的“超細(xì)氫氧化鋁的制備方法”，公開了一種在旋轉(zhuǎn)填料床超重力條件下的碳分分解及水熱處理兩道工序制備超細(xì)氫氧化鋁的方法，該方法的碳分分解反應(yīng)在旋轉(zhuǎn)床的多孔填料層中進(jìn)行，可以得到平均粒徑可小至1～5nm，長(zhǎng)徑比達(dá)5～100的纖維狀氫氧化鋁顆粒。但存在因超細(xì)顆粒體系的特殊性而致使RPB裝置容易堵塞的缺陷。
國(guó)際在高純超細(xì)納米粉末方面的研究有的已處于領(lǐng)先地位，還有一些國(guó)家的研究正在進(jìn)行之中并取得了一系列成果。近年來我國(guó)在這方面也開展了一些研究工作，但多處于實(shí)驗(yàn)研究階段。中國(guó)對(duì)高純超細(xì)氧化鋁的需求逐年上升，據(jù)最新統(tǒng)計(jì)顯示，2002年中國(guó)氧化鋁進(jìn)口達(dá)457萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)36.6％，目前，中國(guó)是全球最大的氫氧化鋁和氧化鋁進(jìn)口國(guó)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種既成本低廉又易于工業(yè)化生產(chǎn)且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、可靠，無堵塞，無污染，產(chǎn)品性能優(yōu)良的制備不同晶型超細(xì)氫氧化鋁的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種超細(xì)氫氧化鋁的制備方法，將鋁酸鈉NaAlO2溶液和含二氧化碳的氣體接觸，在超重力條件下以碳化反應(yīng)方式制備擬薄水鋁石凝膠，然后再得到不同晶型的超細(xì)氫氧化鋁，主要由碳化、過濾、洗滌、干燥步驟組成，其中1)控制鋁酸鈉NaAlO2溶液濃度為0.05～2mol/L；2)在鋁酸鈉NaAlO2溶液中加入質(zhì)量含量為1～2％的有機(jī)高分子分散劑；3)于反應(yīng)器中投入上述混合物，開機(jī)運(yùn)行反應(yīng)器，待反應(yīng)器內(nèi)液體流量穩(wěn)定后，向反應(yīng)器內(nèi)通入含濃度的CO2氣體，控制反應(yīng)器轉(zhuǎn)速為200～3000rpm，氣液比為0.5～20，碳化反應(yīng)溫度控制在0～100℃，定時(shí)記錄溫度和pH值，使pH值達(dá)到9～12時(shí)停止通入CO2氣體，降低反應(yīng)器轉(zhuǎn)速再循環(huán)一段時(shí)間，得氫氧化鋁前驅(qū)體；4)繼續(xù)將上述產(chǎn)品作適合不同晶型的進(jìn)一步處理，如是否需要老化的步驟；上述的反應(yīng)器為旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器，主要包括轉(zhuǎn)子、設(shè)置于轉(zhuǎn)子中央的分布器以及進(jìn)液口、進(jìn)氣口、廢氣排口、出料口。
為實(shí)現(xiàn)最佳效果，其進(jìn)一步的措施是所述旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器為螺旋通道型RBHC反應(yīng)器，它設(shè)一螺旋線形通道，通道不裝填料。
所述有機(jī)高分子分散劑為聚乙二醇或土溫80或十二烷基苯黃酸鈉。
所述不同晶型的進(jìn)一步處理是將氫氧化鋁前驅(qū)體先進(jìn)行固液分離，然后在濾餅中加入適量蒸餾水，在75～100℃保持老化2～6h，產(chǎn)品再經(jīng)過濾、洗滌和加入異丁醇，于80～100℃干燥，得到晶型為纖維狀超細(xì)氫氧化鋁。
所述不同晶型的進(jìn)一步處理是控制鋁酸鈉NaAlO2溶液濃度為0.05～1.2mol/L，向反應(yīng)器內(nèi)通入的CO2氣體為含濃度不低于90％，氣液比為1～20，pH值為10～11，碳化反應(yīng)溫度控制在15～50℃。
所述不同晶型的進(jìn)一步處理是將氫氧化鋁前驅(qū)體先進(jìn)行固液分離，然后將產(chǎn)品經(jīng)過濾、洗滌和干燥，得到晶型為顆粒狀的超細(xì)氫氧化鋁。
所述不同晶型的進(jìn)一步處理是控制鋁酸鈉NaAlO2溶液濃度為0.1～2mol/L，向反應(yīng)器內(nèi)通入的CO2氣體為含濃度不高于30％，控制反應(yīng)器轉(zhuǎn)速為400～2000rpm，氣液比為0.5～10，pH值為11～12，碳化反應(yīng)溫度控制在50～80℃。
本發(fā)明利用中間產(chǎn)物NaAlO2溶液及CO2廢氣作反應(yīng)原料，采用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床RBHC作超重力碳化反應(yīng)為主要工藝制備納米級(jí)超細(xì)氫氧化鋁的方法，主要解決了旋轉(zhuǎn)填充床RPB作超重力碳化反應(yīng)時(shí)易于堵塞設(shè)備的缺陷，可分別制備出晶型不同的納米纖維狀氫氧化鋁和納米級(jí)超細(xì)顆粒狀氫氧化鋁，刷新了該領(lǐng)域制備所得產(chǎn)品在孔容、比表面、平均孔徑的新記錄，該記錄為我國(guó)超細(xì)氫氧化鋁和氧化鋁的生產(chǎn)開辟了一條全新的途徑。它適合用碳分法與水熱處理并應(yīng)用超重力裝置的制備多種超細(xì)氫氧化鋁。
對(duì)比現(xiàn)有制備超細(xì)氫氧化鋁方法，本發(fā)明還具有1、采用RBHC超重力反應(yīng)器的NaAlO2-CO2碳化反應(yīng)制備方法，能對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整、控制并制備出三水氧化鋁雜晶含量低、平均粒徑在5-10nm、長(zhǎng)約幾百納米的纖維狀擬薄水鋁石。
2、能通過超重力碳化反應(yīng)操作條件和老化工藝對(duì)影響擬薄水鋁石型態(tài)和顆粒大小的碳化反應(yīng)過程中的溶液濃度、終點(diǎn)PH值和老化過程條件進(jìn)行控制。
3、螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床RBHC不僅能制備出粒徑均勻、質(zhì)量好的納米纖維狀擬薄水鋁石，而且與傳統(tǒng)攪拌釜反應(yīng)器相比，極大地提高了CO2氣體吸收率，縮短了碳化時(shí)間達(dá)50％以上，生產(chǎn)效率更高。4、制備的納米纖維狀擬薄水鋁石具有比表面積大(可達(dá)351.6m2/g)、平均孔徑大(可達(dá)28.4nm)和孔容大(2.41ml/g)的特點(diǎn)，而具有該特點(diǎn)的納米纖維狀的擬薄水鋁石可用于制備出性能更好的一類加氫催化劑，可用于處理重質(zhì)油和渣油；還可研制出新型重整催化劑。
5、具有原材料來源廣、成本低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，無污染，產(chǎn)品性能好，設(shè)備體積小、操作強(qiáng)度低、體積傳質(zhì)系數(shù)大，且不易堵塞的優(yōu)點(diǎn)。
6、本發(fā)明可分別制備出晶型不同的納米纖維狀超細(xì)擬薄水鋁石和納米顆粒狀超細(xì)氫氧化鋁，纖維狀擬薄水鋁石在一定溫度下煅燒制備納米纖維狀γ-Al2O3，在催化領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。納米級(jí)超細(xì)氫氧化鋁是很好的無機(jī)阻燃劑，它可在防火阻燃方面得到很好的應(yīng)用。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。


圖1為本發(fā)明偏鋁酸鈉RBHC超重力碳化反應(yīng)制備不同晶型的氫氧化鋁工藝流程圖。
圖2為本發(fā)明碳化反應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器RBHC結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3為本發(fā)明碳化反應(yīng)用的RBHC超重力反應(yīng)器螺旋線形通道轉(zhuǎn)子的示意圖。
圖4為本發(fā)明的纖維狀超細(xì)氫氧化鋁的電鏡TEM照片。
圖5為本發(fā)明的顆粒狀超細(xì)氫氧化鋁的電鏡TEM照片。
具體實(shí)施例方式
參見附圖，本發(fā)明的超細(xì)氫氧化鋁的制備方法，將鋁酸鈉NaAlO2溶液和含二氧化碳的氣體接觸，在超重力條件下以碳化反應(yīng)方式制備氫氧化鋁凝膠，然后再得到不同晶型的超細(xì)氫氧化鋁，主要由碳化、過濾、洗滌、干燥步驟組成，其中分纖維狀和顆粒狀兩種不同晶型的產(chǎn)品。
由附圖1、2、3所示，本發(fā)明包括碳化反應(yīng)及產(chǎn)品的固液分離等后處理工序，采用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床RBHC超重力反應(yīng)器4取代傳統(tǒng)的攪拌槽作為碳化反應(yīng)的反應(yīng)器。將CO2氣體與鋁酸鈉溶液分別由進(jìn)氣口3、9和進(jìn)液管口8通入旋轉(zhuǎn)床，在旋轉(zhuǎn)床的螺旋通道中進(jìn)行氣-液-固多相的傳質(zhì)-反應(yīng)過程，即碳化反應(yīng)，反應(yīng)后的乳濁液由旋轉(zhuǎn)床底部出料口14、16排出。從底部出料口14、16排出的乳濁液，經(jīng)循環(huán)槽13從液體進(jìn)料口返回到旋轉(zhuǎn)床繼續(xù)進(jìn)行碳化反應(yīng)，直至乳濁液的pH值變?yōu)?～12，表明碳化反應(yīng)完全，料漿經(jīng)老化水熱處理或過濾、干燥等后處理工序，得到納米級(jí)超細(xì)氫氧化鋁。
1、纖維狀超細(xì)氫氧化鋁即擬薄水鋁石產(chǎn)品的制備，主要由螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力條件下的碳分分解和水熱處理工序組成，其具體步聚為設(shè)螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器的轉(zhuǎn)速為200～3000rpm，氣液比為1～20，將含濃度不低于90％的CO2氣體與濃度為0.05～1.2mol/L的NaAlO2溶液分別由進(jìn)氣口和進(jìn)液管通入反應(yīng)器的轉(zhuǎn)子內(nèi)，并加入質(zhì)量含量為1～2％的有機(jī)高分子分散劑，在反應(yīng)器轉(zhuǎn)子的螺旋通道內(nèi)進(jìn)行氣-液-固多相傳質(zhì)反應(yīng)，即碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)溫度控制在0～50℃，定時(shí)記錄溫度和pH值，使pH值達(dá)到10～11時(shí)停止通入CO2氣體，降低反應(yīng)器4轉(zhuǎn)速再循環(huán)一段時(shí)間，得氫氧化鋁前驅(qū)體；繼續(xù)將上述產(chǎn)品作適合纖維狀晶型的進(jìn)一步處理是將氫氧化鋁前驅(qū)體先進(jìn)行固液分離，分離后的乳濁液由旋轉(zhuǎn)床底部出料口14、16排出；然后在分離后的濾餅中加入適量蒸餾水，在75～100℃保持老化2～6h，產(chǎn)品再經(jīng)過濾、洗滌和加入異丁醇，于80～100℃干燥，得到晶型為纖維狀超細(xì)氫氧化鋁。分離母液和部分洗滌液可回收氫氧化鈉溶液。
成膠機(jī)理鋁酸鈉溶液中通入CO2氣體，首先是CO2氣體與多余的氫氧化鈉反應(yīng)，即，導(dǎo)致溶液的苛性比下降從而使溶液失去穩(wěn)定性，鋁酸鈉溶液與CO2氣體發(fā)生中和反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，即。以上制備方法的最佳工藝參數(shù)為碳化反應(yīng)溫度15～50℃，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為400～2000rpm，CO2濃度為95％以上，氣液比為1～10，鋁酸鈉溶液的濃度小于1mol/L。在碳分分解過程中可加入1.5％有機(jī)高分子聚合物作為分散劑，在濾餅中加入異丁醇共沸溶劑，進(jìn)行共沸蒸餾干燥，使顆粒分散、細(xì)化而不團(tuán)聚，粒徑分布均勻。
采用本發(fā)明方法制得的超細(xì)高純氫氧化鋁平均粒徑約5nm，長(zhǎng)200～300nm，纖維狀，且粒度分布均勻，見圖4，三水氫氧化鋁的含量都在3％以內(nèi)。
2、顆粒狀超細(xì)氫氧化鋁產(chǎn)品的制備，主要由螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力條件下的一步直接法完成制備，其具體步聚為設(shè)螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器的轉(zhuǎn)速為200～3000rpm，氣(以標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的凈二氧化碳計(jì))液比為1～20，將含濃度不高于30％的CO2氣體與濃度為0.05～2mol/L的NaAlO2溶液分別由進(jìn)氣口和進(jìn)液管通入反應(yīng)器的轉(zhuǎn)子內(nèi)，并加入質(zhì)量含量為1～2％的有機(jī)高分子分散劑，在反應(yīng)器轉(zhuǎn)子的螺旋通道內(nèi)進(jìn)行氣-液-固多相傳質(zhì)反應(yīng)，即碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)溫度控制在0～100℃，定時(shí)記錄溫度和pH值，使pH值達(dá)到11～12時(shí)停止通入CO2氣體，降低反應(yīng)器4轉(zhuǎn)速再循環(huán)一段時(shí)間，得氫氧化鋁前驅(qū)體；繼續(xù)將上述產(chǎn)品作適合顆粒狀晶型的進(jìn)一步處理是將氫氧化鋁前驅(qū)體先進(jìn)行固液分離，然后將產(chǎn)品經(jīng)過濾、洗滌和干燥，得到晶型為顆粒狀的超細(xì)氫氧化鋁。
氫氧化鋁的成膠機(jī)理碳酸化分解的實(shí)質(zhì)是把二氧化碳通入偏鋁酸鈉溶液中，二氧化碳與溶液中的苛性堿發(fā)生中和反應(yīng)因此，反應(yīng)過程中偏鋁酸鈉溶液的穩(wěn)定性隨著溶液苛性比值的急劇降低而被破壞，溶液隨即發(fā)生如下水解反應(yīng)，析出氫氧化鋁沉淀上述制備方法的最佳工藝參數(shù)為碳化反應(yīng)溫度為50～80℃，旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為400～2000rpm，二氧化碳含量小于30％，氣(以標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的凈二氧化碳計(jì))液比為0.5～5。在碳分分解過程中添加分散劑，且多種分散劑效果一樣。
采用本發(fā)明方法制得平均粒徑約10nm的顆粒狀超細(xì)氫氧化鋁，且粒度分布均勻見圖5。
實(shí)施例1采用本發(fā)明工藝流程如圖1，提取一定體積的鋁酸鈉溶液過濾除雜后稀釋至0.4mol/L，置于循環(huán)槽13中，鋁酸鈉溶液通過水泵12、閥11、流體流量計(jì)10從螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床的進(jìn)液口8，經(jīng)分布器15，進(jìn)入轉(zhuǎn)子5的螺旋通道內(nèi)；高濃度的CO2氣體從鋼瓶氣源減壓后，經(jīng)氣閥1、氣體流量計(jì)2從進(jìn)氣口3和9到螺旋通道外側(cè)通入旋轉(zhuǎn)床RBHC的轉(zhuǎn)子5的螺旋通道內(nèi)，氣液體積流量比為3，CO2氣體與鋁酸鈉溶液在旋轉(zhuǎn)著的螺旋通道內(nèi)逆向接觸進(jìn)行碳化反應(yīng)，碳化反應(yīng)過程中添加1～2％質(zhì)量的有機(jī)高分子分散劑，生成納米級(jí)氫氧化鋁超細(xì)顆粒，剩余氣體從螺旋通道的中央向廢氣排口7經(jīng)閥6排出；控制轉(zhuǎn)子5旋轉(zhuǎn)速度為1200rpm，未反應(yīng)完全的液體由旋轉(zhuǎn)床底部出料口14、16排出后又再次進(jìn)入循環(huán)槽13，不斷地通過泵循環(huán)與CO2在旋轉(zhuǎn)床內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，控制整個(gè)反應(yīng)溫度在20～30℃，當(dāng)凝膠的pH值為10.5時(shí)，碳分分解完全，凝膠經(jīng)過濾、洗滌后加入去離子水，置于97℃的水域中加熱老化0.5h，經(jīng)過濾、洗滌和加入異丁醇100℃干燥后，取樣做透射電鏡分析，從TEM照片可以看出產(chǎn)品平均粒徑約為5nm，長(zhǎng)200～300nm的纖維狀超細(xì)氫氧化鋁，見圖4。
實(shí)施例2本實(shí)施例2除與實(shí)施例1相同外，其與實(shí)施例1不同的變化是鋁酸鈉溶液濃度為0.2mol/L，通入高濃度的CO2氣體，轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)速為1000rpm，碳化反應(yīng)完全后凝膠經(jīng)過濾、洗滌后加入去離子水，置于97℃的水域中加熱老化6h，經(jīng)過濾、洗滌和加入異丁醇100℃干燥后得到纖維狀超細(xì)氫氧化鋁。
實(shí)施例3本實(shí)施例3除與實(shí)施例1相同外，其與實(shí)施例1不同的變化是鋁酸鈉溶液為0.2mol/L，通入高濃度的CO2氣體，轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)速為1000rpm，控制氣液體積流量比為3，碳化反應(yīng)完全后凝膠經(jīng)過濾、洗滌后加入去離子水，置于97℃的水域中加熱老化4h，經(jīng)過濾、洗滌和加入異丁醇80℃干燥后得到粒徑為5～10nm，長(zhǎng)200～300nm的纖維狀超細(xì)氫氧化鋁。
實(shí)施例4本實(shí)施例4除與實(shí)施例1相同外，其與實(shí)施例1不同的變化是配置1.2mol/L的鋁酸鈉溶液，通入含30％CO2和70％空氣的混合氣體，控制氣液體積流量比為2，整個(gè)碳化溫度為50～60℃，碳分分解反應(yīng)終點(diǎn)的pH值為11～12。所得的凝膠不需水熱老化處理，經(jīng)過濾、洗滌和干燥后，最終可得到平均粒徑約為10nm顆粒狀的超細(xì)氫氧化鋁，見圖5。
實(shí)施例5本實(shí)施例5除與實(shí)施例1相同外，其與實(shí)施例1不同的變化是配置0.8mol/L的鋁酸鈉溶液，通入含20％CO2和80％空氣的混合氣體，控制氣液體積流量比為2，轉(zhuǎn)子5的轉(zhuǎn)速為800rpm，整個(gè)碳化溫度為50～60℃，碳分分解反應(yīng)終點(diǎn)的pH值為11～12。所得的凝膠經(jīng)過濾、洗滌和干燥后，最終可得到平均粒徑約為10nm顆粒狀的超細(xì)氫氧化鋁。
實(shí)施例6本實(shí)施例6除與實(shí)施例1相同外，其與實(shí)施例1不同的變化是配置0.6mol/L的鋁酸鈉溶液，通入含10％CO2和90％空氣的混合氣體，控制氣液體積流量比為5，不加表面活性劑，整個(gè)碳化溫度為60～70℃，碳分分解反應(yīng)終點(diǎn)的pH值為11～12。所得的凝膠經(jīng)過濾、洗滌和干燥后，最終可得到平均粒徑約為30nm顆粒狀的超細(xì)氫氧化鋁。
以上僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的上述構(gòu)思，本領(lǐng)域的熟練人員還可對(duì)此作出各種修改和變換。例如，工藝參數(shù)的調(diào)整，反應(yīng)器操作條件的改變、老化工藝的調(diào)整變化等等。然而，類似的這種變換和修改均屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種超細(xì)氫氧化鋁的制備方法，將鋁酸鈉NaAlO2溶液和含二氧化碳的氣體接觸，在超重力條件下以碳化反應(yīng)方式制備擬薄水鋁石凝膠，然后再得到不同晶型的超細(xì)氫氧化鋁，主要由碳化、過濾、洗滌、干燥步驟組成，其特征在于1)控制鋁酸鈉NaAlO2溶液濃度為0.05～2mol/L；2)在鋁酸鈉NaAlO2溶液中加入質(zhì)量含量為1～2％的有機(jī)高分子分散劑；3)于反應(yīng)器(4)中投入上述混合物，開機(jī)運(yùn)行反應(yīng)器(4)，待反應(yīng)器(4)內(nèi)液體流量穩(wěn)定后，向反應(yīng)器(4)內(nèi)通入含濃度的CO2氣體，控制反應(yīng)器(4)轉(zhuǎn)速為200～3000rpm，氣液比為0.5～20，碳化反應(yīng)溫度控制在0～100℃，定時(shí)記錄溫度和pH值，使pH值達(dá)到9～12時(shí)停止通入CO2氣體，降低反應(yīng)器(4)轉(zhuǎn)速再循環(huán)一段時(shí)間，得氫氧化鋁前驅(qū)體；4)繼續(xù)將上述產(chǎn)品作適合不同晶型的進(jìn)一步處理，如是否需要老化的步驟；上述的反應(yīng)器(4)為旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器(4)，主要包括轉(zhuǎn)子(5)、設(shè)置于轉(zhuǎn)子(5)中央的分布器(15)以及進(jìn)液口(8)、進(jìn)氣口(3、9)、廢氣排口(7)、出料口(14、16)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)氫氧化鋁的制備方法，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器(4)為螺旋通道型RBHC反應(yīng)器，它設(shè)一螺旋線形通道，通道不裝填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)氫氧化鋁的制備方法，其特征在于所述有機(jī)高分子分散劑為聚乙二醇或土溫80或十二烷基苯黃酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)氫氧化鋁的制備方法，其特征在于所述不同晶型的進(jìn)一步處理是將氫氧化鋁前驅(qū)體先進(jìn)行固液分離，然后在濾餅中加入適量蒸餾水，在75～100℃保持老化2～6h，產(chǎn)品再經(jīng)過濾、洗滌和加入異丁醇，于80～100℃干燥，得到晶型為纖維狀超細(xì)氫氧化鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種超細(xì)氫氧化鋁的制備方法，其特征在于所述不同晶型的進(jìn)一步處理是控制鋁酸鈉NaAlO2溶液濃度為0.05～1.2mol/L，向反應(yīng)器(4)內(nèi)通入的CO2氣體為含濃度不低于90％，氣液比為1～20，pH值為10～11，碳化反應(yīng)溫度控制在15～50℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超細(xì)氫氧化鋁的制備方法，其特征在于所述不同晶型的進(jìn)一步處理是將氫氧化鋁前驅(qū)體先進(jìn)行固液分離，然后將產(chǎn)品經(jīng)過濾、洗滌和干燥，得到晶型為顆粒狀的超細(xì)氫氧化鋁。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種超細(xì)氫氧化鋁的制備方法，其特征在于所述不同晶型的進(jìn)一步處理是控制鋁酸鈉NaAlO2溶液濃度為0.1～2mol/L，向反應(yīng)器(4)內(nèi)通入的CO2氣體為含濃度不高于30％，控制反應(yīng)器(4)轉(zhuǎn)速為400～2000rpm，氣液比為0.5～10，pH值為11～12，碳化反應(yīng)溫度控制在50～80℃。
全文摘要
一種超細(xì)氫氧化鋁的制備方法，將鋁酸鈉NaAlO
文檔編號(hào)C01F7/00GK1752006SQ20051003229
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者周繼承, 李友鳳, 廖立民, 謝放華, 趙虹 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)