Способ получения мелкодисперсного гидроксида алюминия Советский патент 1993 года по МПК C01F7/14 

Изобретение относится к производству гидроксида алюминия.

В основу изобретения положена задача разработать такой способ обработки гидроксида алюминия, который позволил бы получить высокодисперсную затравку без использования традиционных методов измельчения, что обеспечит высокое качество товарного продукта и уменьшит затраты на его получение.

Нагрев гидроксида алюминия до 300 - 800°С со скоростью нагрева 500 - 1500°С/с и последующее смешение полученного частично прокаленного материала со щелочным или щелочно-алюминатным раствором обеспечивает эффективное измельчение исходного гидроксида алюминия и получение мелкокристаллической затравки с высокой затравочной активностью.

Исследования показали, что при нагреве гидроксид алюминия до 300 - 500°С с высокой скоростью образуется глиноземсо- держащий материал, состоящий из аморфного гидроксида алюминия различной

степени дегидратации. Частицы гидроксида алюминия, полученного из алюминатных растворов представлены агрегатами, состоящими из отдельных монокристаллов размером 2 - 5 мкм. В обычных условиях агрегаты имеют прочную структуру и не разрушаются.

При быстром нагреве до 300 - 500°С в местах соединения монокристаллов образуется аморфный гидроксид алюминия типа псевдобемйта, который, в отличие от других форм гидроксидов и оксидов алюминия, хорошо растворяется даже в пересыщенных по оксиду алюминия алюминатных растворах. При этом агрегаты, имеющие первона- чальный размер 40 - 80 мкм и более, рассыпаются на отдельные монокристаллы.

Максимальный эффект достигается при нагреве гидроксида алюминия со скоростью 500 - 1500°С/с до температуры 300 - 500°С.

При снижении температуры ниже 300°С и повышении выше 500°С обработанный материал практически не измельчается.

fe

При снижении скорости нагрева ниже 500°С/с аморфный псевдобемит не образуется и эффект измельчения не наблюдается.

При повышении скорости нагрева выше 1500°С/с образование аморфного псевдо- бемита происходит не только в местах соединения монокристаллов в агрегат, но и монокристаллах. При этом уменьшается выход мелкодисперсной затравки и, соответственно, выход готового продукта.

При уменьшении температуры затравочной суспензии ниже 70°С эффективность измельчения уменьшается. При повышении температуры выше 105°С происходит интенсивное растворение затравки и снижается выход готового продукта.

При уменьшении времени выдержки суспензии меньше 5 часов в затравке остаются не разрушенные агрегаты. Повышение времени выдержки выше 30 ч нецелесообразно, т.к. не сказывается на крупности осадка.

Способ может быть реализован с использованием в качестве растворителя не только алюминатных, но щелочных и других растворов.

Использование пересыщенных алюминатных растворов повышает массовый выход измельченной затравки, т.е. в них практически не растворяются никакие другие формы гидроксида алюминия кроме псевдобемита, хотя возможно использование и других реагентов, например, растворов щелочей и кислот,

Сравнение данных многократных экспериментов дает основание утверждать, что нагрев гидроксида алюминия со скоростью 500 - 1500°С/с до температуры 300 - 500°С/с последующей обработкой полученного материл алюминатным раствором при температуре 70 - 105°С в течение 5 - 30 ч позволяет разрушить агрегаты гидроксида алюминия на отдельные монокристаллы, которые обладают высокой дисперсностью и затравочной активностью.

Заявленный способ получения мелкодисперсного гидроксида алюминия может быть реализован с использованием приме- ° няемого на отечественных заводах оборудования кальцинации в вихревом слое,

Промышленная применимость способа подтвержается нижеприведенными примерами практического осуществления.

П р и м е р 1,0,1 кг гидроксида алюминия со средним размером частиц 62 мкм нагрели до температуры 500°С скоростью 1000°С/с. Обработку гидроксида алюминия производили в лабораторной печи со встроенной в нее фарфоровой трубкой. Скорость нагрева и конечную температуру материала регулировали изменением скорости продувания материала через печь и температурой

печи.

Обработанный материал (75 г) смешивали с 0,2 л алюминатного раствора, содержащего, г/л: NaaOa - 130,9; AlzOa - 137,2. Полученную суспензию выдерживали при

температуре 90°С в течение 10 часов. Средний размер частиц в суспензии составил 5,4 мкм. Анализ фазового состава осадка показал, что он состоит из гиббсита. После выдержки суспензию смешивали с 0,8 л

алюминатного раствора, охлаждали до температуры 60°С и выдержали при перемешивании в течение 48 ч.

Выход мелкодисперсного гидроксида алюминия составил 198,2 г, Средний размер

частиц в конечном осадке - 5,4 мкм.

Результаты опытов в пределах заявленных режимов, их оптимальных и запредельных значений представлены в таблице. б Как следует из данных, приведенных в

таблице, максимальный эффект в измельчении затравки и наименьший размер частиц гидроксидэ алюминия достигается при нагреве его до температуры 300 - 500 С со скоростью 500 - 1500°С/с, смешении обработанного материала с алюминатным раствором при температуре 70 - 105°С и выдержке полученной суспензии в течение 5 - 30 ч.

Формула изобретения Способ получения мелкодисперсного гидроксида алюминия, включающий смешение8 затравочного гидроксида алюминия с

а/боминатным раствором, выдержку полученной суспензии при перемешивании, отделение гидроксида алюминия от маточного раствора, отличающийся тем, что затравочный гидроксид алюминия перед

смешением с алюминатным раствором нагревают до 300 - 500°С со скоростью 500 - 1500°С/с, полученную суспензию выдерживают при температуре 70 - 105°С в течение 5-30 ч.

Использование: в производстве глинозема. Сущность: затравочный гидроксид алюминия нагревают до 3000 - 500°С со скоростью 500 - 15000°С/с. Вводят его в алюминатный раствор и выдерживают при температуре 70-105°С в течение 5-30 ч, 1 табл.