[发明专利]一种新型诱导析晶制备纳米晶勃姆石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型诱导析晶制备纳米晶勃姆石的方法。

背景技术

拜耳法是由拜耳在1889～1892年提出而得名的。100多年来它已经有了许多改进，但仍然习惯地沿用着拜耳法这个名词。拜耳法在处理低硅铝土矿，特别是用在处理三水铝石型铝土矿时，流程简单，作业方便，产品质量高，其经济效果远非其它方法所能媲美。拜耳法流程为：铝矿石经碱处理，制得铝酸钠浆液，分离得赤泥和铝酸钠溶液，铝酸钠溶液经晶种分解分离得氢氧化铝和母液，氢氧化铝熔烧制得氧化铝。

目前，全世界生产的Al₂O₃和Al(OH)₃，有90%以上是用拜耳法生产的。拜耳法包括两个主要过程，一项是Na₂O和Al₂O₃分子比为1.8的铝酸钠溶液在常温下，只要添加Al(OH)₃作晶种，不断搅拌，溶液中的Al₂O₃便可以呈Al(OH)₃徐徐析出，直到其中Na₂O和Al₂O₃的分子比提高到6为止。这也就是铝酸钠溶液的晶种分解过程；另一项是已经析出大部分Al(OH)₃的溶液，在加热时，又可以溶出铝土矿中的Al₂O₃水合物，这也就是利用种分母液溶出铝土矿的过程。

目前，拜耳法氧化铝中间产物种分技术，是采用的三水铝石（即Al(OH)₃）作为晶种对其进行诱导析晶，工业生产氢氧化铝依赖于拜耳法生产设备，而拜耳法生产设备动辄数十亿元的投资，往往使得产品改进工作望而却步。此外，传统拜耳法制得的中间产物Al(OH)₃分解温度低（140°C开始分解），且为微米级尺寸，不适宜作为填料。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种新型诱导析晶制备纳米晶勃姆石的方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：一种新型诱导析晶制备纳米晶勃姆石的方法，以纳米晶勃姆石作为晶种，以偏铝酸钠溶液溶液作为诱导析晶母液，将二者混合后，加热至90~150℃，保温15~60h，制得诱导析晶产物，将诱导析晶产物至少提纯一次，制得颗粒尺寸为20~30nm的纳米晶勃姆石。

本发明的诱导析晶方法可以循环利用，亦即上述诱导析晶步骤循环多次，亦即得到的尺寸增大的纳米晶勃姆石循环作为晶种继续进行诱导析晶，最后得到的纳米晶勃姆石的颗粒尺寸为20纳米到几百纳米。

优选方式之一，纳米晶勃姆石作为晶种的制备方法为：将铝盐溶液和苛性碱溶液按照Al³⁺/OH^–=1/4~1/3的摩尔比进行混合，搅拌均匀后转入高压反应釜中，高压反应釜以5~10℃/h的升温速率升温至105~160℃，并保温1~10h即可。其中，铝盐溶液为AlCl₃·6H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O或Al₂(SO₄)₃·18H₂O，苛性碱溶液为NaOH或KOH溶液；其中，铝盐溶液浓度为0.5mol/L~饱和溶液，苛性碱溶液浓度为1mol/L~饱和溶液。即纳米晶勃姆石晶种可以不经过提纯步骤，直接以固液混合体形式作为晶种。