[发明专利]制备氢氧化铝的方法以及甲醇和诱导剂的组合在制备氢氧化铝的工艺中的用途

说明书

技术领域

本发明涉及制备氢氧化铝的方法。更具体地，本发明涉及由铝酸钠溶液催化分解制备氢氧化铝的方法。本发明还涉及催化剂甲醇和诱导剂的组合在催化分解铝酸钠溶液制备氢氧化铝的工艺中的用途。

背景技术

在传统的氢氧化铝或氧化铝生产中，铝酸钠溶液的分解过程一般采用碳酸化分解过程或者晶种分解过程。

铝酸钠溶液的碳酸化是在铝酸钠溶液中通入二氧化碳实现的。其优点在于分解率可以达到90％左右；其缺点在于，需要制取石灰和二氧化碳，对铝酸钠溶液的要求高，硅量指数要达到600以上才行，需要耗能很大、氧化铝损失也很大的粗液深度脱硅，并且氢氧化铝处理后的母液基本上是碳酸钠溶液，蒸发阶段要求高，蒸发母液不能参与拜耳法配料，即使是参加烧结法过程配料，也要在烧成阶段消耗大量能量使碳酸盐分解，释放出无用的二氧化碳废气。铝酸钠溶液碳酸化分解流程图见图1。

另一生产氢氧化铝或氧化铝的方法是铝酸钠溶液的晶种分解过程。在该过程中的精液中，Al₂O₃浓度为120～190g/l，苛性比α_k为1.45～1.70，分解初温为50～75℃，分解时间一般为30～72h，分解率为30～55％。该方法的缺点在于，分解温度条件苛刻，分解时间长，分解率低。在该方法中，分解过程中不加催化剂，只在需要产品粒度控制时加五氧化二磷等添加剂，并且其添加剂不能回收重复使用。该方法的优点是，晶种分解过程对铝酸钠溶液的要求低，硅量指数在200～350就可以了，不需要深度脱硅，形成的分解母液是优质的母液，其中的碱以氢氧化钠的形式存在，蒸发要求低，且蒸发后母液可以直接参与拜耳法过程或者是烧结法过程的配料。铝酸钠溶液晶种分解流程图见图2。

上面的两种常用方法各自具有优缺点，因此本领域需要改进上述方法，从而能够由铝酸钠溶液分解制备氢氧化铝进而制备氧化铝，并兼有碳酸化分解和晶种分解的优点，而摒除各自的缺点。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种由铝酸钠溶液催化分解制备氢氧化铝的方法，包括以下步骤：

将铝酸钠溶液、催化剂甲醇和诱导剂组合，以及催化分解铝酸钠溶液，制备氢氧化铝，其中所述诱导剂选自氧化铝、氧化铝水合物以及氢氧化铝。

本发明的第二方面提供了催化剂甲醇和诱导剂的组合在催化分解铝酸钠溶液制备氢氧化铝的工艺中的应用方法，其中同时使用催化剂甲醇和诱导剂进行催化分解，诱导剂选自氧化铝、氧化铝水合物以及氢氧化铝。

具体而言，本发明包括以下内容：

1.一种由铝酸钠溶液催化分解制备氢氧化铝的方法，包括以下步骤：

将铝酸钠溶液、催化剂甲醇和诱导剂组合，以及催化分解铝酸钠溶液，制备氢氧化铝，其中所述诱导剂选自氧化铝、氢氧化铝、氧化铝水合物。

2.如项1所述的方法，其中，将铝酸钠溶液、催化剂甲醇和诱导剂组合的步骤包括将甲醇和诱导剂加入到铝酸钠溶液中，其中催化剂甲醇以铝酸钠溶液体积的30～300％的比例加入，以及诱导剂的加入量为使得所得铝酸钠溶液中诱导剂的含量为1-1000g/l。

3.如项2所述的方法，其中所述铝酸钠溶液来自于使用拜耳法处理铝土矿直接获得的铝酸钠溶液，或者来自于使用烧结法处理铝土矿直接获得的铝酸钠溶液。

4.如项2所述的方法，其中所述铝酸钠溶液是精液或者进行过晶种分解的母液。

5.如项2所述的方法，其中将全部用量的甲醇或诱导剂一次或分多次加入到所述铝酸钠溶液中。

6.如项2-4任一项所述的方法，其中，所述的催化剂甲醇和诱导剂是单独或同时添加的。

7.如项1-3任一项所述的方法，其中，催化分解初温为30～80℃，催化分解终温为20～70℃，催化分解时间为3.1～80h(优选，5-60h)。

8.如项2所述的方法，其中，在将甲醇和诱导剂加入到所述铝酸钠溶液之前，根据需要可以将铝酸钠溶液进行脱硅，也可以不脱硅。

9.如项1所述的方法，其中，所述的催化分解是单重的催化分解，或者是多重的催化分解。

10.如项2所述的方法，其中，在所述铝酸钠溶液中，Al₂O₃浓度为40～200g/l(优选70-200g/l)，苛性比α_k为1.3～4.5(优选1.3-3.5)，Na₂O_c浓度为10～50g/l(优选20-30g/l)，SiO₂浓度为0.2～5g/l。