[发明专利]氢氧化铝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氢氧化铝的制备方法，尤其涉及一种利用钠长石制备氢氧化铝的方法。

背景技术

氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂，其作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。它可以应用在热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业中。同时，氢氧化铝也是电解铝行业所必需氟化铝的基础原料，氢氧化铝在该行业也得到非常广泛应用。所以，研究氢氧化铝的制备工艺是十分必要的。

钠长石是长石的一种，是常见的长石矿物，为钠的铝硅酸盐（NaAlSi₃O₈）。钠长石中含有丰富的钠、铝、硅等成分，但是由于钠长石化学性质的稳定性，常规方法很难分解，因此，如何利用钠长石制造氢氧化铝是亟待解决的问题。

发明内容

由鉴于此，本发明提供一种利用钠长石制备氢氧化铝的方法，该方法充分利用钠长石中的铝元素，而且可以连续化生产。

一种氢氧化铝的制备方法，包括以下步骤：

钠长石粉分解：将钠长石、萤石、98%的硫酸按照1：1.55～2.57：3.28～4.62的质量比混合，并在100℃～200℃和自生压力下反应得到含有硫酸钙、硫酸钠和硫酸铝的固体残渣和含有氟化硅的气体生成物；

气体的吸收：对所述气体生成物中的氟化硅进行水解，得到水解产物；

固体残渣的浸取：在80℃～100℃下，用质量分数为3%～10％的硫酸溶液在浸取槽中浸取所述固体残渣，过滤得到酸浸液；

吸附：所述酸浸液经过阳离子吸交换树脂柱吸附其中的铝离子，使所述铝离子富集；

洗脱：当所述阳离子交换树脂柱吸附饱和后，用质量分数3%～5%的稀硫酸溶液对吸附饱和的阳离子交换树脂柱进行洗脱；

萃取：将洗脱溶液通到萃取釜中，采用体积比为1：1的P204和磺化煤油进行萃取，并在所述萃取釜中形成上下两层；

氢氧化铝的制备：将所述萃取釜中的下层水相通入到反应釜中，并用氨水中和至pH=7～8，形成氢氧化铝沉淀，陈化、过滤、洗涤以及干燥制得氢氧化铝。

基于上述氢氧化铝的制备方法，所述钠长石分解步骤包括：先在100℃～200℃下对所述钠长石和所述萤石预加热15分钟～30分钟，除去其中的水分，得到干燥的钠长石和萤石原料；再将98%的硫酸加入到所述干燥的钠长石和萤石原料中反应2小时～5小时得到含有硫酸钙、硫酸钠和硫酸铝的固体残渣和含有氟化硅的气体生成物。在该步骤中，所述反应温度可以为100℃、150℃、180℃、200℃，优选为120℃～200℃；所述反应时间优选为2.5小时～4小时。

基于上述氢氧化铝的制备方法，所述气体的吸收步骤包括：采用除尘过滤器过滤所述含有氟化硅的气体生成物；将所述过滤后的气体生成物依次通到一、二级吸收塔中进行水解反应，氟化硅水解得到包括浓相物和氟硅酸溶液的水解产物。

具体地，所述气体生成物经所述一级吸收塔水解后进入一级浓相收集槽中，所述一级浓相收集槽收集的浓相物输送到氨解釜中进行氨解；所述一级浓相收集槽收集的液体溢流到一级吸收循环槽，经泵打回到所述一级吸收塔中继续吸收；由所述一级吸收塔出来的尾气进入所述二级吸收塔继续水解，所述二级吸收塔水解后的液体进入二级浓相吸收槽，所述二级浓相吸收槽收集的浓相物输送到氨解釜中进行氨解；所述二级浓相收集槽收集的液体溢流到二级吸收循环槽，经泵打回到所述二级吸收塔中继续吸收；检测所述一级吸收循环槽、所述二级吸收循环槽中的氟硅酸溶液中的氟离子浓度达到10mol/L时，吸收液达到饱和，将所述吸收液也输送到氨解釜中进行氨解和陈化处理。

基于上述氢氧化铝的制备方法，在所述萃取的过程中，所述萃取温度为80℃，萃取时间为1.5小时～3小时。

基于上述氢氧化铝的制备方法，所述氢氧化铝的制备的步骤包括：将所述下层水相通入到反应釜中用氨水中和至pH≈7形成氢氧化铝，陈化1小时～2小时后通过压滤机过滤、洗涤、干燥制得氢氧化铝。

基于上述氢氧化铝的制备方法，在所述吸附步骤中，吸附后的液体通过泵打回到所述浸取槽中进行循环浸取，以减少资源浪费。

与现有技术相比，本发明中钠长石、萤石和浓硫酸的反应温度为100℃～200℃，反应条件温和，对设备的要求比较低；本发明利用钠长石分解制备氢氧化铝，提供了一种新的制取氢氧化铝的思路，实现了利用钠长石制取氢氧化铝的问题，生产过程无三废产生，能耗低、产出高、回收率高，实现了生产连续化，并使得钠长石的有效成分得到了充分的利用。