[发明专利]用铝-空气电池放电过程制造粒径均匀高纯氢氧化铝方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制造技术领域，特别涉及一种用铝-空气电池放电过程制造粒径均匀的高纯氢氧化铝的方法。

背景技术

氢氧化铝作为无机阻燃添加剂有着广泛的应用。此外，还可用作人造大理石填料以及药用辅料等。目前，氢氧化铝的工业制造方法包括：1)拜耳法。用氢氧化钠溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣(赤泥)分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种，经长时间搅拌，铝酸钠分解析出氢氧化铝；2)碱石灰烧结法。该法适用于高硅的铝土矿。将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠、铁酸钠、硅酸钙和钛酸钠组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙等形成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石，提纯溶液。把二氧化碳气体通入精制铝酸钠溶液，加入晶种搅拌，得到氢氧化铝；3)拜尔‐烧结联合法。上述方法制造的氢氧化铝往往纯度低，而且粒径很不均匀。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种用铝-空气电池放电过程制造粒径均匀高纯氢氧化铝的方法。

本发明的技术方案概述如下：

用铝-空气电池放电过程制造粒径均匀高纯氢氧化铝的方法，包括如下步骤：

1)选择铝-空气电池，所述铝-空气电池包括有电池反应室6，电池反应室6的电池反应室腔体侧壁5上设置有作为正极的空气电极3，电池反应室6内设置有电解液4和作为负极的铝合金电极2，空气电极3和导线1-2连接，铝合金电极2与导线1-1连接；

2)启动铝-空气电池进行放电，使铝-空气电池对外输出电能，在电池反应室内的电解液中有沉淀物生成；

3)分离沉淀物；

4)用蒸馏水对沉淀物进行反复清洗，去除其中的杂质，至清洗液的pH值至中性；

5)对沉淀物进行干燥处理，得到粒径均匀的高纯氢氧化铝材料。

铝-空气电池中电池反应室6的个数为1-10000个；当铝-空气电池中电池反应室6的个数超过1个时，相邻的电池反应室之间通过电串联或电并联的方式进行连接。

位于电池反应室腔体侧壁5上的空气电极3的个数为1-100个；当位于电池反应室腔体侧壁5上的空气电极的数量超过1个时，空气电极之间通过电串联或电并联的方式进行连接。

电池反应室内铝合金电极的个数为1-100个；当电池反应室内铝合金电极的数量超过1个时，铝合金电极之间通过电串联或电并联的方式进行连接。

铝合金电极为铝合金板或盛在金属网篮10内的铝合金材料2-1；铝合金材料的形状为片状、块状、条状和粒状至少一种。

步骤3)中分离沉淀物的方法为在线分离或者线下分离。

在线分离是将铝-空气电池中的电池反应室6的出口通过液流管道8依次与分离装置7、循环泵9、储液罐12和电池反应室6的进口连接。

分离装置7为沉降器或离心分离器。

本发明的方法制造的氢氧化铝材料不仅粒径均匀、细小，而且纯度高。此外，在制造氢氧化铝的过程中，铝‐空气电池还同时对外输出电能。本发明可实现废物利用，并大幅度降低铝‐空气电池的运行成本。

附图说明

图1为铝-空气电池结构剖视示意图。图中，电池反应室6内设置有1个铝合金电极2，2个相互并联的空气电极3分别位于不同电池反应室侧壁5上。

图2为第二种铝-空气电池结构剖视示意图。图中，电池反应室6内设置有1个铝合金电极2，1个空气电极3位于电池反应室侧壁5上。

图3为第三种铝-空气电池结构剖视示意图。图中，电池反应室6内设置有2个相互并联的铝合金电极2，2个相互并联的空气电极3分别位于电池反应室腔体的不同侧壁5上。

图4为第四种铝-空气电池结构剖视示意图。图中，电池反应室6内设置有铝合金电极2，铝合金电极2由盛在金属网篮10内的粒状铝合金材料2-1构成。

图5为第五种铝-空气电池结构剖视示意图。图中，3个电池反应室6之间为电串联连接。

图6为第六种铝-空气电池结构剖视示意图。图中，电池反应室6内设置有二个铝合金电极2，二个铝合金电极2之间通过导线14相互串联。

图7为在线分离沉淀物装置示意图，图中铝-空气电池中的电池反应室6的出口通过液流管道8依次与分离装置7、循环泵9、储液罐12和电池反应室6的进口连接,电控装置11通过信号传输13对铝-空气电池进行控制。