CN103449485B - 一种利用射流器连续生产拟薄水铝石的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用射流器连续生产拟薄水铝石的方法，属于铝石制备技术领域。所述方法包括：将偏铝酸钠溶液连续地加入到射流器中，并将空气和二氧化碳的混合气体通入到射流器中，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合；控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量，使反应生成的料浆温度为25～55℃，pH值为9.5～11；料浆经过老化、过滤、水洗至中性及干燥处理，得到拟薄水铝石。本发明方法所制备的拟薄水铝石，比表面积大、孔容、胶溶合理，具有连续生产、工艺简单、生产效率高、产品质量稳定、设备投资少、操作维护简便、运行可靠、能耗低及劳动强度小等特点，特别适用于普通拟薄水铝石或超细氢氧化铝、氧化铝的生产。
Description
技术领域
本发明涉及铝石制备技术领域，特别涉及一种利用射流器连续生产拟薄水铝石的方法。
背景技术
拟薄水铝石又称一水合氧化铝、假一水软铝石，无毒、无味、无臭、白色胶体状(湿品)或粉末(干品)，晶相纯度高、胶溶性能好，粘结性强，具有比表面高、孔容大等特点，其含水态为触变性凝胶。
拟薄水铝石的生产方法有多种：目前国外常采用醇铝法，产品质量高且孔结构很容易控制，但是生产成本高，存在环境污染；目前国内最经济、应用最广的是酸法或碱法。工业上拟薄水铝石的生产方法主要包括如下三种：
(1)铝盐和碱的中和：
AlCl3+3NH3OH——>Al(OH)3+3NH4Cl
(2)铝盐和偏铝酸钠的复分解反应法：
Al2(SO4)3+6NaAlO2+12H2O——>8Al(OH)3+3Na2SO4
(3)偏铝酸钠和酸的中和，如碳化法：
2NaAlO2+CO2+3H2O——>2Al(OH)3+Na2CO3
其中，碳化法生产拟薄水铝石的过程如下：以低温低浓度的工业铝酸钠溶液为原料，快速通入高浓度CO2气体作为沉淀剂中和成胶，控制成胶温度及终点的pH值，然后经升温、老化、洗涤、干燥，得到普通拟薄水铝石产品。
碳化法制备拟薄水铝石可以依托氧化铝厂，原料来源广泛、生产成本低，生产中的废液可以返回氧化铝生产流程再利用，基本无废料排出，环境污染小，由此得到了广泛的应用。但是，碳化法制备拟薄水铝石的过程多为间断生产，设备投资大、人员劳动强度大、生产率低，产品质量波动大。
发明内容
为了解决现有碳化法制备拟薄水铝石的间断生产，劳动强度大、生产率低，以及产品质量波动大等问题，本发明提供了一种利用射流器连续生产拟薄水铝石的方法，包括：将偏铝酸钠溶液连续地加入到射流器中，并将空气和二氧化碳的混合气体通入到所述射流器中，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合；控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量，所述混合气体和偏铝酸钠溶液的流量比值为10～100，使反应生成的料浆温度为50～55℃，pH值为10.5～11；将料浆经过老化、过滤、水洗至中性及干燥处理，得到拟薄水铝石；所述偏铝酸钠溶液的氧化铝浓度为64.7～80g/L；所述混合气体中二氧化碳的体积百分数为80％～100％，所述混合气体的压力为0.1MPa～0.3MPa。
所述将料浆经过老化、过滤、水洗至中性及干燥处理的步骤具体包括：
将料浆通入老化槽升温，控制老化温度不低于90℃；
将老化升温后的料浆过滤，滤饼水洗至中性；
将水洗后的滤饼进行干燥处理。
所述干燥处理的干燥温度为100～120℃。
所述射流器为单个射流器或由多个射流器串联构成。
本发明的方法具有连续生产、工艺简单、生产效率高、产品质量稳定、设备投资少、操作维护简便、运行可靠、能耗低及劳动强度小等特点，特别适用于普通拟薄水铝石或超细氢氧化铝、氧化铝的生产。通过本发明方法所制备的拟薄水铝石的比表面积大、孔容、胶溶均能够达到普通拟薄水铝石的质量标准。
附图说明
图1是本发明实施例的利用射流器连续生产拟薄水铝石的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明技术方案作进一步描述。
参见图1，本发明实施例提供了一种利用射流器连续生产拟薄水铝石的方法，该方法包括如下步骤：
步骤101：将偏铝酸钠溶液连续地加入到射流器中，并将空气和二氧化碳的混合气体通入到该射流器中，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合，实现偏铝酸钠溶液与二氧化碳气体的快速反应，产生多而细腻的气泡；
本实施例中，偏铝酸钠溶液的氧化铝浓度为15～80g/L；混合气体中二氧化碳的体积百分数为30％～100％，混合气体的压力为0.1MPa～0.3MPa；在具体生产实践中，可以根据偏铝酸钠溶液的浓度，选择使用1个或多个射流器串联，通常低浓度时单个射流器可满足流量要求，氧化铝浓度大于40g/L时可以考虑使用多个射流器串联。
步骤102：控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量比值在10～100，使反应生成的料浆温度为25～55℃，pH值为9.5～11，停止成胶；
步骤103：将料浆经过老化、过滤、水洗至中性及干燥处理，得到拟薄水铝石；
本实施例中，先将料浆通入老化槽升温，控制老化温度不低于90℃；将老化升温后的料浆过滤，滤饼水洗至中性；再将水洗后的滤饼进行干燥处理，干燥温度为100～120℃，最终得到拟薄水铝石。
为了更加清楚地阐述本发明实施例的利用射流器连续生产拟薄水铝石的方法，下面通过几个典型的应用实施例来进一步说明。
实施例1
将氧化铝浓度为15.9g/L的偏铝酸钠溶液通过泵连续地加入到射流器中，同时通入空气和二氧化碳的混合气体至该射流器中，混合气体中二氧化碳的体积百分数为30％，混合气体的压力为0.3MPa，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合，产生多而细腻的气泡；控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量比值为10，使反应生成的料浆温度为25℃及pH值为9.5时，停止成胶；将反应所得的料浆通过道输送至老化槽，料浆在老化槽内升温，老化温度为90℃；将老化后的料浆过滤，滤饼水洗至中性；将水洗后的滤饼进行烘干处理，烘干温度为100℃，最终得到普通拟薄水铝石产品，其物化性质见下表1。
实施例2
将氧化铝浓度为25.2g/L的偏铝酸钠溶液通过泵连续地加入到射流器中，同时通入空气和二氧化碳的混合气体至该射流器中，混合气体中二氧化碳的体积百分数为40％，混合气体的压力为0.2MPa，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合，产生多而细腻的气泡；控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量比值为30，使反应生成的料浆温度为30℃及pH值为9.5时，停止成胶；将反应所得的料浆通过管道输送至老化槽，料浆在老化槽内升温，老化温度为95℃；将老化后的料浆过滤，滤饼水洗至中性；将水洗后的滤饼进行烘干处理，烘干温度为102℃，最终得到普通拟薄水铝石产品，其物化性质见下表1。
实施例3
将氧化铝浓度为33.6g/L的偏铝酸钠溶液通过泵连续地加入到射流器中，同时通入空气和二氧化碳的混合气体至该射流器中，混合气体中二氧化碳的体积百分数为50％，混合气体的压力为0.15MPa，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合，产生多而细腻的气泡；控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量比值为40，使反应生成的料浆温度为35℃及pH值为10时，停止成胶；将反应所得的料浆通过管道输送至老化槽，浆料在老化槽内升温，老化温度为100℃；将老化后的料浆过滤，滤饼水洗至中性；将水洗后的滤饼进行烘干处理，烘干温度为105℃，最终得到普通拟薄水铝石产品，其物化性质见下表1。
实施例4
将氧化铝浓度为40.4g/L的偏铝酸钠溶液通过泵连续地加入到射流器中，同时通入空气和二氧化碳的混合气体至该射流器中，混合气体中二氧化碳的体积百分数为60％，混合气体的压力为0.15MPa，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合，产生多而细腻的气泡；控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量比值为50，使反应生成的料浆温度为40℃及pH值为10时，停止成胶；将反应所得的料浆通过管道输送至老化槽，料浆在老化槽内升温，老化温度为100℃；将老化后的料浆过滤，滤饼水洗至中性；将水洗后的滤饼进行烘干处理，烘干温度为110℃，最终得到普通拟薄水铝石产品，其物化性质见下表1。
实施例5
将氧化铝浓度为55.3g/L的偏铝酸钠溶液通过泵连续地加入到射流器中，同时通入空气和二氧化碳的混合气体至该射流器中，混合气体中二氧化碳的体积百分数为70％，混合气体的压力为0.14MPa，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合，产生多而细腻的气泡；控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量比值为60，使反应生成的料浆温度为45℃和pH值为11时，停止成胶；将反应所得的料浆通过管道输送至老化槽，料浆在老化槽内升温，老化温度为102℃；将老化后的料浆过滤，滤饼水洗至中性；将水洗后的滤饼进行烘干处理，烘干温度为115℃，最终得到普通拟薄水铝石产品，其物化性质见下表1。
实施例6
将氧化铝浓度为64.7g/L的偏铝酸钠溶液通过泵连续地加入到射流器中，同时通入空气和二氧化碳的混合气体至该射流器中，混合气体中二氧化碳的体积百分数为80％，混合气体的压力为0.13MPa，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合，产生多而细腻的气泡；控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量比值为80，使反应生成的料浆温度为50℃及pH值为11时，停止成胶；将反应所得的料浆通过管道输送至老化槽，料浆在老化槽内升温，老化温度为95℃；将老化后的料浆过滤，滤饼水洗至中性；将水洗后的滤饼进行烘干处理，烘干温度为120℃，最终得到普通拟薄水铝石产品，其物化性质见下表1。
实施例7
将氧化铝浓度为73.5g/L的偏铝酸钠溶液通过泵连续地加入到射流器中，同时通入空气和二氧化碳的混合气体至该射流器中，混合气体中二氧化碳的体积百分数为100％，混合气体的压力为0.12MPa，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合，产生多而细腻的气泡；控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量比值为90，使反应生成的料浆温度为55℃及pH值为11时，停止成胶；将反应所得的料浆通过管道输送至老化槽，料浆在老化槽内升温，老化温度为97℃；将老化后的料浆过滤，滤饼水洗至中性；将水洗后的滤饼进行烘干处理，烘干温度为120℃，最终得到普通拟薄水铝石产品，其物化性质见下表1。
实施例8
将氧化铝浓度为80g/L的偏铝酸钠溶液通过泵连续地加入到射流器中，同时通入空气和二氧化碳的混合气体至该射流器中，混合气体中二氧化碳的体积百分数为100％，混合气体的压力为0.1MPa，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合，产生多而细腻的气泡；控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量比值为100，使反应生成的料浆温度为55℃及pH值为10.5时，停止成胶；将反应所得的料浆通过管道输送至老化槽，料浆在老化槽内升温，老化温度为94℃；将老化后的料浆过滤，滤饼水洗至中性；将水洗后的滤饼进行烘干处理，烘干温度为120℃，最终得到普通拟薄水铝石产品，其物化性质见下表1。
表1
| 性质 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
| 胶溶，％ | 95.2 | 97.0 | 96.2 | 98.3 | 95.7 | 95.4 | 96.2 | 98.21 |
| 比表面，m2/g | 320.92 | 337.45 | 350.18 | 348.24 | 293 | 311.66 | 394.52 | 362.14 |
| 孔容，ml/L | 0.31 | 0.30 | 0.33 | 0.35 | 0.32 | 0.30 | 0.33 | 0.30 |
由表1可以看出，通过本实施例的方法所制备的拟薄水铝石，比表面积大，孔容、胶溶均能够达到普通拟薄水铝石的质量标准。表1中孔容和比表面积的分析，可以采用低温液氮吸附法来完成。(注：普通拟薄水铝石质量标准Q/ChalcoA020—2004中，胶溶≥95％，比表面≥250m2/g，孔容≥0.3ml/L)
本实施例通过泵连续地将偏铝酸钠溶液加入到射流器中，克服了拟薄水铝石间断生产的缺陷，具有连续生产、工艺简单、设备投资少、操作维护简便、运行可靠、能耗低及劳动强度小等特点，提高了劳动生成率，稳定了产品质量，特别适用于普通拟薄水铝石或超细氢氧化铝、氧化铝的生产。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种利用射流器连续生产拟薄水铝石的方法，其特征在于，包括：
将偏铝酸钠溶液连续地加入到射流器中，并将空气和二氧化碳的混合气体通入到所述射流器中，使偏铝酸钠溶液形成强劲的液流与二氧化碳气体进行充分混合；控制混合气体和偏铝酸钠溶液的流量，所述混合气体和偏铝酸钠溶液的流量比值为10～100，使反应生成的料浆温度为50～55℃，pH值为10.5～11；料浆经过老化、过滤、水洗至中性及干燥处理，得到拟薄水铝石；所述偏铝酸钠溶液的氧化铝浓度为64.7～80g/L；所述混合气体中二氧化碳的体积百分数为80％～100％，所述混合气体的压力为0.1MPa～0.3MPa。
2.如权利要求1所述的利用射流器连续生产拟薄水铝石的方法，其特征在于，所述将料浆经过老化、过滤、水洗至中性及干燥处理的步骤具体包括：
将料浆通入老化槽升温，控制老化温度不低于90℃；
将老化升温后的料浆过滤，滤饼水洗至中性；
将水洗后的滤饼进行干燥处理。
3.如权利要求2所述的利用射流器连续生产拟薄水铝石的方法，其特征在于，所述干燥处理的干燥温度为100～120℃。
4.如权利要求1所述的利用射流器连续生产拟薄水铝石的方法，其特征在于，所述射流器为单个射流器或由多个射流器串联构成。
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| US4492682A (en) * | 1982-01-29 | 1985-01-08 | Rhone-Poulenc Specialites Chimiques | Preparation of ultrapure boehmites and/or pseudo-boehmites |
| CN85100161A (zh) * | 1985-04-01 | 1986-07-30 | 山东省铝厂 | 碳酸化工艺(co2法)生产拟薄水铝石 |
| CN1583568A (zh) * | 2004-06-03 | 2005-02-23 | 山东铝业股份有限公司 | 拟薄水铝石的制备方法 |
| CN101172631A (zh) * | 2007-11-09 | 2008-05-07 | 中国铝业股份有限公司 | 拟薄水铝石的制备方法 |
-
2013
- 2013-08-23 CN CN201310373875.1A patent/CN103449485B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4492682A (en) * | 1982-01-29 | 1985-01-08 | Rhone-Poulenc Specialites Chimiques | Preparation of ultrapure boehmites and/or pseudo-boehmites |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李少侯.射流溶气法.《造纸机白水回流技术》.轻工业出版社,1985,第24-25页. * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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