[发明专利]高纯拟薄水铝石的生产方法及生产的高纯拟薄水铝石

说明书

本发明公开了一种高纯拟薄水铝石的生产方法，包括：a.取金属铝，与金属催化剂进行熔炼，所得合金铝与水反应，制取氢气，其中，所述金属铝的纯度不小于99.9wt％；b.铝水反应后对料浆进行分离，将分离得到的悬浮料浆进行干燥，获得拟薄水铝石，任选地拟薄水铝石经过煅烧得到氧化铝；c.对分离料浆后的铝水反应残渣进行处理以便回收使用；本发明还公开了获得的拟薄水铝石；本发明工艺简单，流程短、氢气制备条件易于实现；合金中催化剂镓、铟用量少，原料成本低且容易回收重复使用；本发明既可实现氢气生产的安全、环保、低成本、高效率，又能得到拟薄水铝石的高附加值产品，经济效益显著。

技术领域

本发明涉及以一种高纯拟薄水铝石的制备工艺，通过高纯铝的水解反应实现，副产氢气。

背景技术

拟薄水铝石(γ-AlOOH·nH₂O，n＝0.08～0.62)也称胶态薄水铝石或假软水铝石，其晶相结构与薄水铝石相似，但结晶不完整。拟薄水铝石具有孔容大、比表面积高、胶溶性能好等特点，可作为催化剂载体、催化剂、陶瓷基料等广泛应用于石油化学工业，也是制备γ-Al₂O₃及其系列产物氧化铝的重要前驱体。作为催化剂载体的拟薄水铝石一般需要具有大孔容、大比表面积、低钠含量及合适的孔径分布。

目前拟薄水铝石的生产方法大致可分为两类，即有机醇铝法和酸碱中和法。有机醇铝法以金属铝、氢、乙烯或醇作原料，先合成三乙基铝或醇基铝，然后水解制备拟薄水铝石。此方法得到的产品纯度高、质量较好，但存在生产工艺复杂，有机溶剂易爆炸等问题。酸碱中和法也称为沉淀法，可以分为碱法和酸法。碱法工艺用酸中和碱，既向拜尔法或烧结法制备的铝酸钠溶液中通入二氧化碳(或加入盐酸、硝酸、碳酸氢铵、碳酸氢钠等酸)，在适当条件下反应而成。碱法工艺比较成熟，但由于铝酸钠溶液中含有较高的钠离子，且拟薄水铝石比表面积较大且多孔，使产品中钠含量较高，洗涤工序复杂，洗水量大，每吨拟薄水铝石洗水量可达100吨，洗涤母液中钠含量低，回收利用困难。同时，在制备过程中往往产生拜耳石、诺得石、三水铝石等杂相不易去除，很难得到晶相纯度高的拟薄水铝石。酸法工艺是用碱中和铝酸盐(如硫酸铝、硝酸铝)溶液，沉淀出水合氧化铝的过程。与碱法相比，酸法工艺物耗费用较低，不带入钠离子，简化了洗涤工序。但由于铁等金属离子极易溶解于酸中，酸法会带入较高的铁杂质。而且，酸法制备的拟薄水铝石又存在结晶度低的缺点。近几年，如专利201110021780，介绍了《一种高纯拟薄水铝石的制备方法》，采用纯度大于99.5％的金属铝，与C5-C8及正丁醇先制备出烷基铝，之后再水解制得拟薄水铝石。该方法中采用了较多碳有机溶剂作为烷基铝的制备原料，生产成本高且易产生污染。有人采用高纯金属铝与水的反应水解制取高纯拟薄水铝石，但为解决金属铝的氧化问题，必须加入一定量的低熔点金属，如镓、铟、锡的一种或多种组合。如申请号为201510937351.X，给出了《一种纳米羟基氧化铝粉体的制备技术》，介绍了在氩气保护下，球磨铝粉、镓、铟、锡粉，并添加无机盐，获得铝基材料，在70℃水中反应24小时，获得氢气和AlOOH微球，再通过对微球的后续处理得到纳米羟基氧化铝。该方法中低熔点合金的用量达到4wt％，氯化钠用量超过5wt％。该方法在AlOOH微球的制备过程中，镓、铟、锡未能有效回收，混入到产品中，不仅造成产品成本高昂，同时产品中也含有大量杂质。上述的同类研究均存在成本高、低熔点合金用量大、难以回收、拟薄水铝石制备过程复杂等问题，因此难以产业化。

因此，本发明所要解决的问题是大幅度减少低熔点金属用量，调整铝水反应条件，制取高纯度且结晶相单一的拟薄水铝石产品，同时副产氢气。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更加简便、低成本高纯拟薄水铝石的生产方法及生产的高纯拟薄水铝石，并联产氢气的方法。

为实现上述目的的一个方面，本发明采用以下技术方案，

一种高纯拟薄水铝石的生产方法，包括如下步骤：