[发明专利]一种制备低钠勃姆石的生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，具体涉及一种制备低钠勃姆石的生产工艺。

背景技术

勃姆石是铝的一种氢氧化物(γ-AlOOH)，是α、β、γ、ρ、κ、δ、η、σ、χ以及θ等十二种晶型和各种先进氧化铝陶瓷的重要前驱体，以低钠勃姆石为原料可以制备出各种低钠的氧化铝产物。低钠氧化铝在众多行业都有非常广泛的应用。氧化铝产品中Na₂O的含量会对产品在吸附、催化、等离子喷溅、除砷等方面产生直接影响，钠含量高时危害较大。因此，Na₂O含量成为表征高温氧化铝质量品级的重要技术指标。

此外，氧化钠还会在高温煅烧时与氧化铝反应生成β-Al₂O₃即Na₂O·11Al₂O₃，由分子式可以看出，一个Na₂O可以结合11个Al₂O₃，严重影响α-Al₂O₃的转化率，除此之外还会造成α-Al₂O₃晶粒变粗，比表面积减小，晶型不规则，降低耐火度等一系列不良影响。杂质钠在氧化铝中有三种赋存形式，分别为：附着碱、晶间碱和结晶碱。其中，附着碱可用水或酸洗掉，但晶间碱及结晶碱却很难用常规方法除去。对于晶间碱来说，只有扩大氧化铝晶体的内表面积，使晶体中形成大量微孔才能使内部的碱较好地溶出；而结晶碱则必须要经过晶格重组的过程才能降低其钠含量。现在工业生产中常常使用添加除钠剂的方法来降低产品中的钠含量，除钠剂与Na₂O在高温下反应可以生成一些易挥发的化合物，这种方法虽然可以将氧化铝中的钠含量从0.4%~0.5%降低到0.03%~0.05%，但脱钠剂的加入同样会使产物中增加新的杂质，难以去除，并且对晶粒大小和形状也会产生一定的影响。

申请专利号CN201310448806.2的中国专利公开了一种工业氧化铝高温脱钠的方法，该方法是将工业氧化铝原料、盐酸及氯化铵按质量比100：（3~10）：（3~8）投放于容器内，同时添加相应的水，充分混合后得到带有Cl^-的工业氧化铝；将带有Cl^-的工业氧化铝进行煅烧；将煅烧得到的工业氧化铝冷却到室温后，在超声波场条件下进行酸洗脱钠；将酸洗-超声波处理后的氧化铝用纯水洗涤1~2h,洗到pH=7.0，洗涤温度60~90℃，烘干检测。可以看出，该法中盐酸的加入容易腐蚀设备，污染环境，且需要进行高温煅烧过程，能量消耗大。

申请专利号CN201410677271.0的中国专利公开了一种工业氧化铝离子交换脱钠的方法，属于氧化铝提纯技术领域，包括以下步骤：（1）在常温下将1000质量分工业氧化铝、1-8质量分聚氧乙烯（7）壬基酚醚、10-100质量分水溶性铝盐、2-20质量分氟化铵、1-10质量分分散剂和200-2000质量分去离子水混合；（2）将步骤（1）制得的混合料研磨成颗粒，直至工业氧化铝颗粒的中位粒径不超过3微米；（3）将步骤（2）制得的料浆煮沸，搅拌回流1-3小时；（4）过滤步骤（3）的料浆得第一滤饼和第一滤液，第一滤饼用去离子水洗涤后烘干，制得低钠氧化铝。该法添加了较多的外加剂，引进了新的杂质，且工业氧化铝颗粒要求细小，中位粒径不超过3微米，操作过程复杂，要求高，不适合工业量产。

发明内容

本发明公开了一种制备低钠勃姆石的生产工艺：以普通的工业氧化铝为原料，在反应釜中通入CO₂使压力达到1MPa，保压一定时间来制备低钠勃姆石。通过该法制备出的勃姆石钠含量低，以此为原料可以制备出各种所需的低钠氧化铝产物，是一种优良的氧化铝前驱体。

具体生产工艺的步骤为：

（1）将工业氧化铝粉与蒸馏水混合调浆，水料比为2:1，搅拌均匀后倒入转速为500rpm的反应釜中，通入CO₂，充放气三次以排除其他气体的干扰，使釜内压力保持1MPa，保压0.5~2h后将所得浆液取出；

（2）所得浆液用蒸馏水反复抽滤洗涤，至滤液的pH=7，以去除可溶性杂质；

（3）抽滤后的滤饼放入烘干箱中，于110℃下烘干12h，制得所需的低钠勃姆石。

本发明的显著优点

（1）本发明产物为低钠勃姆石，以低钠勃姆石为前驱体进行后续处理可以获得各种低钠氧化铝产物；