專利名稱：：一種擬薄水鋁石的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種擬薄水鋁石的制備方法，特別涉及一種降低水耗的擬薄水鋁石的制備方法。
背景技術(shù)：
：氧化鋁是用不同的生產(chǎn)方法是從鋁土礦中提取出來的白色粉末。拜爾法是生產(chǎn)氧化鋁最廣泛采用的工藝。拜爾法氧化鋁生產(chǎn)過程主要包括預(yù)脫硅、溶出過程，赤泥洗滌、過濾過程，晶種分解過程和氫氧化鋁過濾洗滌、焙燒等主要的生產(chǎn)工序。鋁土礦、石灰和堿液按一定的比例制成原礦漿，在原礦漿進(jìn)入溶出之前進(jìn)行預(yù)脫硅，然后在高壓條件下溶出礦石中的氧化鋁水合物，制得鋁酸鈉溶液；所得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)過赤泥洗滌、過濾過程后，進(jìn)行晶種分解過程，晶種分解就是在降溫、加晶種、攪拌的條件下，使鋁酸鈉溶液分解，獲得具有一定性能的氫氧化鋁產(chǎn)品，同時得到分子比較高的種分母液，氫氧化鋁用熱水反向洗滌獲得種分洗液；種分母液和種分洗液返回生產(chǎn)系統(tǒng)作為溶出鋁土礦的循環(huán)母液；最后氧化鋁經(jīng)過焙燒，分解形成氧化鋁。擬薄水鋁石又稱假勃姆石(Pseudoboehmite)或稱假一水軟鋁石，是一種半結(jié)晶狀物質(zhì)，它是制造活性氧化鋁的重要中間產(chǎn)品。擬薄水鋁石具有膠溶性能好、粘結(jié)性強(qiáng)、凝膠觸變性等特點(diǎn)，廣泛用于化工催化、石油加氫精制、合成氯、汽車尾氣凈化等的催化劑中，在催化劑制造過程中起著粘接劑及提供活性組份的重要作用，是催化劑不可或缺的主要原料之一。制取擬薄水鋁石方法很多，但主要以沉淀法為主，沉淀法分為酸法和堿法兩大類酸法是以堿為沉淀劑，從酸化鋁鹽溶液中沉淀出水合氧化鋁，該法生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜、生產(chǎn)成本高；堿法是以酸為沉淀劑，從鋁酸鈉溶液中沉淀出水合氧化鋁，主要有硝酸法和碳化法，碳化法包括鋁酸鈉溶液碳酸化成漿液、漿液升溫到老化溫度、漿液老化、過濾分離、洗滌和干燥的步驟。由于碳化法具有工藝簡單、成本較低、與氧化鋁生產(chǎn)流程易于嫁接的特點(diǎn)，而被廣泛采用。但是由于擬薄水鋁石特殊的生產(chǎn)工藝，造成擬薄水鋁石粒度極細(xì)，達(dá)到或接近膠體顆粒粒度，這些細(xì)粒子在堿性漿液中都可成為膠核，由于具有很大的比表面積、界面吉布斯自由能，在膠核表面上的一層A102—又會吸引溶液中的正電離子Na+。在靜電引力、分子間力和氫鍵共同作用下形成的雙電層結(jié)構(gòu)，將Na+牢固地吸附在固體表面，一般的水洗是無法洗脫的，其次由于水化離子團(tuán)之間包裹了大量的堿性溶液，在過濾時，水化離子團(tuán)極易變形，使過濾通道不暢，阻力增大，引起洗滌困難。正是由于生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品性質(zhì)的特殊性，使得擬薄水鋁石的洗滌過程不符合通常的稀釋規(guī)律。這是擬薄水鋁石與其它眾多氫氧化鋁類產(chǎn)品相比，洗滌難度較大的原因之一。擬薄水鋁石的分離濾餅中所攜帶堿可分為附液帶入的附著堿以及難以去除的吸附堿、化合堿、結(jié)晶夾堿等兩種。前者由于分離濾餅含水量高，帶入堿必然較多，這部分堿的去除相對比較容易；而后者則因物料呈半結(jié)晶狀、粒度細(xì)吸附堿能力強(qiáng)，加之特殊的分解工藝，不可避免地伴隨析出較多的絲鈉鋁石(Na20A12032C02nH20)復(fù)鹽，這是擬薄水鋁石與其它眾多氫氧化鋁類產(chǎn)品相比，洗滌難度較大的另一個重要原因。針對這一問題，目前所采用的措施是加大洗水量、提高洗滌溫度、增加攪拌強(qiáng)度和控制濾餅水份等，但從實(shí)施的效果來看并不明顯，提高洗滌溫度和增加攪拌強(qiáng)度會造成成本升高，而控制較低的濾餅水份，就必然要延長壓榨和吹風(fēng)時間，這會使設(shè)備的利用率降低，延長生產(chǎn)周期。加大洗水量就必然會使用大量的洗滌水，進(jìn)入所嫁接的氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，破壞了氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)中的水平衡，增加了蒸發(fā)費(fèi)用和廢水量，同時也會造成成本的升高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種擬薄水鋁石的制備方法，目的是降低擬薄水鋁石制備中的水耗。本發(fā)明的擬薄水鋁石的制備方法，包括鋁酸鈉溶液碳酸化成漿液、漿液升溫到老化溫度、漿液老化、過濾分離、洗滌和干燥的步驟，其中，所述方法中還包括向所述漿液中加入拜爾法氧化鋁生產(chǎn)中的種分母液或種分洗液。可在鋁酸鈉溶液碳酸化成漿液時、漿液升溫過程中、漿液升溫到老化溫度時或所述漿液老化過程中加入種分母液或種分洗液，優(yōu)選為在漿液升溫到老化溫度時或所述漿液老化過程中加入種分母液或種分洗液。所述種分母液的成份為以Na20T計(jì)大于等于100g/L和以Al203計(jì)大于等于40g/L;所述種分母液的浮游物小于等于O.5g/L。所述種分洗液的成份為以Na20T計(jì)大于等于20g/L和以Al203計(jì)大于等于lg/L;所述種分洗液的浮游物小于等于O.5g/L。所述漿液和所述種分母液的體積比可為l:(0.05-0.6)。所述漿液和所述種分洗液的體積比可為l:(0.1-0.9)。所述種分母液或種分洗液的溫度為所述老化溫度。所述漿液老化過程中加入種分母液或種分洗液結(jié)束，繼續(xù)老化10-60分鐘。也可以用與所述種分母液和種分洗液成分相同的溶液替代種分母液和種分洗液。本發(fā)明的擬薄水鋁石的制備方法可使擬薄水鋁石的水耗降低到20噸水/噸擬薄水鋁石，降水效果十分明顯；擬薄水鋁石指標(biāo)未發(fā)生根本性變化。無需新增任何設(shè)備及流程，成本低具體實(shí)施例方式本發(fā)明的擬薄水鋁石的制備方法所用的種分母液和種分洗液均為拜耳法氧化鋁生產(chǎn)過程中獲得的。Na20T等于100g/L，Al203等于40g/L的種分母液、Na20T等于20g/L和Al203等于lg/L的種分洗液即可，Na2Or大于100g/L，Al203大于40g/L的種分母液、Na2Or大于20g/L和Al203大于lg/L的種分洗液也可使用，并能獲得相同的結(jié)果。Na20T表示鋁酸鈉溶液總堿濃度，以氧化鈉計(jì)。下述實(shí)施例以Na20T等于100g/L，Al203等于40g/L的種分母液；Na20T等于20g/L和Al203等于1g/L的種分洗液為例，詳細(xì)闡明本發(fā)明的擬薄水鋁石的制備方法。種分母液和種分洗液在使用前經(jīng)過過濾，過濾后的種分母液和種分洗液浮游物《0.5g/L。對比例、Al203濃度為105g/L、ak。=l.45的鋁酸鈉溶液3L，加入蒸餾水或去離子水稀釋到八1203濃度為45g/L，溫度冷卻到33-35'C，過濾凈化除去雜質(zhì)。向上述處理過的鋁酸鈉溶液中通入濃度為35-38%的(]02氣體進(jìn)行快速碳酸化成漿液，通氣時間為12.5分鐘。取上述漿液40n^蒸汽直接提溫至85。C，老化3小時。最后過濾分離，濾餅用9(TC蒸餾水洗滌后置于溫度8(TC烘箱內(nèi)烘干，得到擬薄水鋁石。擬薄水鋁石的性能指標(biāo)及水耗如表l所示。表l.擬薄水鋁石的性能指標(biāo)及水耗<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例l、Al203濃度為105g/L、ak。=l.45的鋁酸鈉溶液3L，加入蒸餾水或去離子水稀釋到八1203濃度為45g/L，溫度冷卻到33-35'C，過濾凈化除去雜質(zhì)。向上述處理過的鋁酸鈉溶液中通入濃度為35-38%的(]02氣體進(jìn)行快速碳酸化成漿液，通氣時間為12.5分鐘。取上述漿液40n^蒸汽直接提溫至85。C，按漿液體積(m3):種分母液體積(m3)=1:(0.05-0.6)加入溫度為85"C的過濾后的種分母液，老化3小時。最后過濾分離，濾餅用9(TC蒸餾水洗滌后置于溫度80°C烘箱內(nèi)烘干，得到擬薄水鋁石。上述方法中按漿液體積(m3):種分母液體積(m3)=1:0.l加入種分母液制備的擬薄水鋁石命名為第一種擬薄水鋁石。上述方法中按漿液體積(m3):種分母液體積(m3)=1:0.6加入種分母液制備的擬薄水鋁石命名為第二種擬薄水鋁石。上述方法中按漿液體積(m3):種分母液體積(m3)=1:0.05加入種分母液制備的擬薄水鋁石命名為第三種擬薄水鋁石。三種擬薄水鋁石的性能指標(biāo)及水耗如表2所示。表2.實(shí)施例l的擬薄水鋁石的性能指標(biāo)及水耗第一種擬薄水鋁石灼減Si02Na20比表面(%)(%)(%)(m2/g)32.250.1320.138261.4孔容膠溶指數(shù)雜相水耗(mL/g)(%)(%)(噸水/擬薄水鋁石)0.345597.811.417.84第二種擬薄水鋁石灼減Si02Na20比表面(%)(%)(%)(m2/g)31.350.1580.245260.1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實(shí)施例3、Al203濃度為105g/L、ak。=l.45的鋁酸鈉溶液3L，加入蒸餾水或去離子水稀釋到八1203濃度為45g/L，溫度冷卻到33-35'C，過濾凈化除去雜質(zhì)。向上述處理過的鋁酸鈉溶液中通入濃度為35-38%的(]02氣體進(jìn)行快速碳酸化成漿液，通氣時間為12.5分鐘。取上述漿液40n^蒸汽直接提溫至85。C，老化3小時，取老化液40m3，按老化液體積(m3):種分母液體積(m3)=1:(0.05-0.6)加入溫度為85。C的過濾后的種分母液，85。C老化10分鐘。最后過濾分離，濾餅用9(TC蒸餾水洗滌后置于溫度8(TC烘箱內(nèi)烘干，得到擬薄水鋁石。上述方法中按漿液體積(m3):種分母液體積(m3)=1:0.l加入種分母液制備的擬薄水鋁石命名為第七種擬薄水鋁石。上述方法中按漿液體積(m3):種分母液體積(m3)=1:0.6加入種分母液制備的擬薄水鋁石命名為第八種擬薄水鋁石。上述方法中按漿液體積(m"5):種分母液體積(m"5)=1:0.05加入種分母液制備的擬薄水鋁石命名為第九種擬薄水鋁石。三種擬薄水鋁石的性能指標(biāo)及水耗如表4所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例4、Al203濃度為105g/L、ak。=l.45的鋁酸鈉溶液3L，加入蒸餾水或去離子水稀釋到八1203濃度為45g/L，溫度冷卻到33-35'C，過濾凈化除去雜質(zhì)。向上述處理過的鋁酸鈉溶液中通入濃度為35-38%的(]02氣體進(jìn)行快速碳酸化成漿液，通氣時間為12.5分鐘。取上述漿液40n^蒸汽直接提溫至85。C，老化3小時，取老化液40m3，按老化液體積(m":種分洗液體積(m"=1:(0.1-0.9)，加入溫度為85。C的過濾后的種分洗液，85°C老化60分鐘。最后過濾分離，濾餅用9(TC蒸餾水洗滌后置于溫度8(TC烘箱內(nèi)烘干，得到擬薄水鋁石。上述方法中按漿液體積(m3):種分洗液體積(m3)=1:0.5加入種分洗液制備的擬薄水鋁石命名為第十種擬薄水鋁石。上述方法中按漿液體積(m3):種分洗液體積(m3)=1:0.l加入種分洗液制備的擬薄水鋁石命名為第十一種擬薄水鋁石。上述方法中按漿液體積(m3):種分洗液體積(m3)=1:0.9加入種分洗液制備的擬薄水鋁石命名為第十二種擬薄水鋁石。三種擬薄水鋁石的性能指標(biāo)及水耗如表5所示。表5.實(shí)施例4的擬薄水鋁石的性能指標(biāo)及水耗第十種擬薄水鋁石灼減Si02Na20比表面(%)(%)(%)(m2/g)30.560.1480.232259.3孔容膠溶指數(shù)雜相水耗(mL/g)(%)(%)(噸水/擬薄水鋁石)0.312696.870.819.60第十一種擬薄水鋁石灼減Si02Na20比表面(%)(%)(%)(m2/g)33.190.1190.272275.1孔容膠溶指數(shù)雜相水耗(mL/g)(%)(%)(噸水/擬薄水鋁石)0.361597.242.020.08第十二種擬薄水鋁石灼減Si02Na20比表面(%)(%)(%)(m2/g)31.510.1460.280278.7孔容膠溶指數(shù)雜相水耗(mL/g)(%)(%)(噸水/擬薄水鋁石)0.343598.970.320.16以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.擬薄水鋁石的制備方法，包括鋁酸鈉溶液碳酸化成漿液、漿液升溫到老化溫度、漿液老化、過濾分離、洗滌和干燥的步驟，其特征在于所述方法中還包括向所述漿液中加入拜爾法氧化鋁生產(chǎn)中的種分母液或種分洗液。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的擬薄水鋁石的制備方法，其特征在于所述漿液升溫到老化溫度時或所述漿液老化過程中加入所述種分母液或所述種分洗液。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的擬薄水鋁石的制備方法，其特征在于所述種分母液的成份以Na20T計(jì)大于等于100g/L和以A1203計(jì)大于等于40g/L;所述種分母液的浮游物小于等于0.5g/L。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的擬薄水鋁石的制備方法，其特征在于所述種分洗液的成份為以Na20T計(jì)大于等于20g/L和以A1203計(jì)大于等于lg/L;所述種分洗液的浮游物小于等于0.5g/L。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擬薄水鋁石的制備方法，其特征在于所述漿液和所述種分母液的體積比為l:(0.05-0.6)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的擬薄水鋁石的制備方法，其特征在于所述漿液和所述種分洗液的體積比為l:(0.1-0.9)。7.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的擬薄水鋁石的制備方法，其特征在于所述種分母液或種分洗液的溫度為所述老化溫度。8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的擬薄水鋁石的制備方法，其特征在于所述漿液老化過程中加入種分母液或種分洗液結(jié)束，繼續(xù)老化10-60分鐘。全文摘要本發(fā)明公開了一種擬薄水鋁石的制備方法，包括鋁酸鈉溶液碳酸化成漿液、漿液升溫到老化溫度、漿液老化、過濾分離、洗滌和干燥的步驟，其中，所述方法中還包括向所述漿液中加入種分母液或種分洗液。加入所述種分母液或種分洗液的時間為所述漿液升溫到老化溫度時或所述漿液老化過程中。本發(fā)明的擬薄水鋁石的制備方法可使擬薄水鋁石的水耗降低到20噸水/噸擬薄水鋁石，降水效果十分明顯；擬薄水鋁石指標(biāo)未發(fā)生根本性變化。文檔編號C01F7/00GK101665262SQ20091030854公開日2010年3月10日申請日期2009年10月21日優(yōu)先權(quán)日2009年10月21日發(fā)明者劉延?xùn)|,李衛(wèi)濤,李鵬飛,東王,趙言培申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司