[发明专利]一种生产拟薄水铝石的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及氧化铝生产领域，具体涉及一种生产拟薄水铝石的工艺。

背景技术

拟薄水铝石(pseudoboehmite)是一种组成不确定、结晶不完整、因而性能可控的化学品氧化铝，化学式为γ-AlOOH·nH₂O(n=0.08～0.62)，其晶体结构和薄水铝石(γ-AlOOH)相似，为典型的很薄的皱折片层。拟薄水铝石在400-700℃之间焙烧的产物γ-Al₂O₃广泛用作催化剂载体、催化剂和吸附剂等；而于1100-1200℃间煅烧可得纳米级α-Al₂O₃，广泛用作涂料添加剂、高档陶瓷、石油化工的高效催化剂、亚微米/纳米级研磨材料和抛光材料、化妆品填料和无机膜材料等，是一类具有广阔发展前途的新型材料。

拟薄水铝石的制备包括醇铝水解法、酸性铝盐的碱性中和法、铝酸盐的酸化法、软化学表面活性剂组装法和微乳液法等，无论哪种方法都存在着很大的缺陷，有的成本很高而且工艺参数稍有波动就产生杂相或者生产出其他物质，很难工业化；即使是大家普遍采用的以氧化铝厂中间体铝酸钠溶液为原料的碱法，不但需要严格控温度、浓度、pH值等工艺参数，而且工艺流程复杂，即使这样也得不到不同结晶系列的拟薄水铝石；另外，该法制备的拟薄水铝石是从一定氧化铝浓度的强碱性溶液（即铝酸钠溶液）中提取出来的，产品碱性很强，需要用大量的水洗涤才能达到指标；除此之外，该法还不能进行彻底的碳酸化，母液中始终含有一定量的氧化铝和大量的碳酸钠，这无疑加重了生产流程和负担。

USP3357791以乙醇铝和醋酸为原料高于150℃加热制备了胶体粒子大小的勃姆石或者一水软铝石；USP5194243以纳米级含水氧化铝为原料，要求以苛刻的中间粒径50nm的勃姆石为种子制备勃姆石；USP4797139在控制pH的条件下以低于20-100nm的勃姆石或者α-Al₂O₃为种子生产勃姆石或者陶瓷分体；上述方法或者工艺要么以价格昂贵的乙醇铝为原料，要么需要中间粒径非常小纳米级的勃姆石为种子，这种种子制备时流程很长，而且成本也很高；Filippou等曾提出以115～145℃下的三水铝石水热产物-结晶完好的薄水铝石为晶种，从拜耳法精制铝酸钠溶液种分出薄水铝石，焙烧后生产冶金级氧化铝。初步估计，后者生产氧化铝的总能耗仅为前者的1/4。他们同时认为，在100～250℃之间薄水铝石是唯一的种分产物，得不到拟薄水铝石。

可见现有技术中的拟薄水铝石生产方法具有成本高、工艺参数控制困难、对原料要求苛刻、很难满足不同工业应用中对拟薄水铝石的不同需求等缺陷，很难工业化生产。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种生产拟薄水铝石的工艺，解决了对原料要求苛刻以及产品不能满足工业应用中对拟薄水铝石的不同需求的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种生产拟薄水铝石的工艺，包括如下步骤：

（1）在含铝原料中添加pH值调节剂和/或控制剂，加水进行反应；

（2）室温下混合均匀，搅拌打浆；

（3）混合浆保温并搅拌打浆；

（4）过滤回收产品，过滤后的滤液再回收到步骤（1）进行反应；

（5）产品烘干；

（6）产品粉磨。

在上述技术方案中，所述含铝原料占反应物总重量的90%-99.99%。

在上述技术方案中，所述pH调节剂与含铝原料的摩尔比为0.1:1～1:90。

在上述技术方案中，所述控制剂包括晶粒控制剂、导向控制剂、比表面控制剂和稳定性控制剂中的一种或多种。

在上述技术方案中，所述晶粒控制剂包括钠盐、铵盐、酸或碱中的一种或多种。

在上述技术方案中，所述导向控制剂包括硝酸铝、结晶水的摩尔百分含量为0.08～2.2的水合氧化铝、甲酸或醋酸中的一种。

在上述技术方案中，所述比表面控制剂包括非离子型比表面控制剂、阴离子型比表面控制剂、烷基苯磺酸类比表面控制剂或烷基羧酸类比表面控制剂中的一种。

在上述技术方案中，所述稳定性控制剂包括稀土元素和过渡金属元素。

在上述技术方案中，所述混合浆保温温度为100-400℃，搅拌打浆时间为0.5-30小时。

在上述技术方案中，所述产品烘干温度80-150℃，烘干时间1-8h。