[发明专利]一种高性能活性氧化铝球的制备方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种高性能活性氧化铝球的制备方法，特别指具有较高比表面积、孔容、强度及低磨耗率的活性氧化铝球的制备方法。

背景技术

氧化铝作为重要的化工产品，已知的Al₂O₃结晶形态有8种，包括χ-、η-、γ-、δ-、κ-、θ-、ρ-和α-Al₂O₃，它们的分子式可以写成Al₂O₃·nH₂O，其中n代表氧化铝所含结晶水的数量，结晶水含量在0-0.6之间。由于它们的堆积密度、孔容、孔径大小及分布、比表面积以及表面酸性各不相同，在工业上有不同的应用。在无特殊说明情况下，工业上使用的活性氧化铝一般指γ-Al₂O₃。

活性氧化铝为纯氧化铝制品，内部具有丰富的互相连通的孔道，并具有较大的孔容和比表面积，是一种多孔、高分散度的固体物料。活性氧化铝既有良好的吸附性能，又有良好的耐压、耐磨损和耐热性能，被广泛用于石油化工、化肥和钢铁等行业。活性氧化铝的形状一般呈球状、柱状或粉状。其中，球形活性氧化铝在使用过程中具有粒度均匀、机械强度大、床层压降小、装填方便、再生简单等优势，在工业上的使用量最大。

球形氧化铝的制备方式主要有：混捏挤出成球、转盘成球、喷雾成球、热油柱成球、油氨柱成球。从活性氧化铝的产量、成本、性能控制等多方面考虑，以转盘成球的产量最大。转盘成球法主要是采用普通氢氧化铝作为原料，在高温炉中快速脱水生成ρ-氧化铝。来自焙烧流程的ρ-氧化铝，在成球盘上经过喷水、滚动一定时间，形成一定粒度的活性氧化铝生球，生球物料进入熟化箱静置，充分熟化焙烧后得到最终产品。

活性氧化铝的孔道、孔容和比表面积直接决定了其吸附、催化等性能，强度和磨耗率则影响活性氧化铝的使用寿命。品质越高的氧化铝，对其孔道、孔容、比表面积、强度以及磨耗率等制备要求越高。在工业生产中，作为活性氧化铝的主要生产原料，ρ-氧化铝遇水变硬，但比表面积、孔容都较小，转盘成球制备的活性氧化铝球强度较高但比表面积、孔容不高。而采用具有高比表面积、孔容的拟薄水铝石为原料，可以制备较大比表面积与孔容的活性氧化铝。但拟薄水铝石在工业生产中遇水会变成无粘结性的胶状物，采用转盘成球困难，而采用挤出成球法制备的氧化铝球强度较差，成本较高，且产量较低。单纯的将拟薄水铝石与ρ-氧化铝物理混合，在水作用下，拟薄水铝石极易形成大颗粒胶状物，使得转盘成球制备的氧化铝球出现明显的脱壳现象，严重影响氧化铝球的产品质量。如何制备即具有高比表面积、孔容，又具有高强度、低磨耗率的活性氧化铝球，成为工业生产急需解决的关键问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的一个目的是提供一种高性能活性氧化铝球的制备方法，该制备方法中将ρ-氧化铝和拟薄水铝石作为主要生产原料，配合成型机，制备得到的活性氧化铝球具有高比表面积、孔容，又具有高强度和低磨损率，通过控制制备方法中的工艺参数，使制得的活性氧化铝球具有了更好的性能。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种高性能活性氧化铝球的制备方法，包括如下步骤：将70-95重量份的ρ-氧化铝和5-30重量份的拟薄水铝石混合均匀后，放置于成球盘中，转盘成球法成球，成球过程中喷淋占固体原料25-35％粘结剂，所述粘结剂为有机酸的水溶液或无机酸的水溶液或有机酸和无机酸的混合物的水溶液。

拟薄水铝石，又名一水合氧化铝、假一水软铝石，无毒、无味、无臭，具有比表面积高、孔容大等特点。

优选的，所述粘结剂为有机酸的脱盐水溶液或无机酸的脱盐水溶液或有机酸和无机酸的混合物的脱盐水溶液。

脱盐水是指将所含的强电解质除去或减少到一定程度的水，其中的含盐量应为1-5毫克/升，又称去离子水或纯水。

如果使用的水中含有一定量的盐分，会对制备的氧化铝球的比表面积、强度和耐磨性产生不利影响，所以，一般使用去离子水。

转盘成球法是指将粉料置于转动的成球盘中，喷淋适量的水或粘结剂，润湿的粉料互相粘附，滚动中逐渐长大为球形颗粒。其中成球盘又叫圆盘造粒剂、成球机和盘式造粒机，是一种通过成球盘的圆盘倾斜转动，将在成球盘内的物料滚动成球和颗粒的设备。