[发明专利]一种酸碱电化双串制备纳米大孔低密球形氧化铝的方法

说明书

本发明公开了一种酸碱电化双串制备纳米大孔低密球形氧化铝的方法，属于无机物制备领域，极大地降低除杂难度和提高产品纯度，而且降低了能耗和设备腐蚀程度。本发明利用碱法提纯法得到易溶氢氧化铝，添加盐酸制备高纯三氯化铝溶液后添加高纯铝锭，利用反应放热聚合反应为高纯聚氯化铝溶液，该过程不需加压加热，聚合反应易于进行，随后向生成液添加氨水调整pH值，使溶液中的氢氧化铝逐步析出，待氢氧化铝在溶液中完全沉淀后进行逆流洗涤和液固分离，在此过程添加SAA，可改善过滤物的疏水性能，并在后续烘干煅烧过程生成低密双孔结构大孔容r球形活性氧化铝和原晶纳米易烧结阿尔法氧化铝。

技术领域

本发明属于无机物制备领域，尤其涉及一种酸碱电化双串制备纳米大孔低密球形氧化铝的方法。

背景技术

随着现代科学技术的进步，特别是航天航空技术的高速发展、大规模原子能的利用和海洋开发等新兴工业的出现，工业生产对结构材料提出了越来越高的要求。在许多方面，传统的金属或合金材料已经难以满足实际应用的需要。氧化铝是高科技领域的基础材料之一，由于其具有高熔点、高硬度、绝缘耐热等特性，已被广泛用于宇航、核能、能源、冶金、电子、生物化学、化学工程等多种工程。高纯氧化铝粉体已成为先进无机非金属材料中的一大重要分支，是20世纪以来新材料产业中产量大、产值高、用途广的高端材料产业之一。

酸法生产氧化铝技术几乎是与拜耳法同期提出的氧化铝生产技术，但在100 多年的发展中，拜耳法生产氧化铝已经占到了 95% 的产能。酸法生产氧化铝由于存在诸多问题，在很长一段时期内停滞不前，但作为非铝土矿资源利用的技术储备，酸法的研究从未停止。上世纪60年代是酸法研究的热潮时期，具有代表性的是C.S.I.R.O法和H+法，C.S.I.R.O法是澳大利亚墨尔本的联邦科学与工艺研究组织提出的一种以碱式硫酸铝为中间产物的硫酸法；H+法是法国彼施涅公司提出的采用硫酸和盐酸相结合的方法来处理粘土和煤页岩，并与加拿大铝业公司进行过工业化试验，这一方法曾被认为是最有前途的酸法。

近些年，尤其是 2005 年以后，随着高铝硅比矿石的减少和粉煤灰综合利用的研究，酸法生产氧化铝又逐渐得到了人们的重视，形成一个新的研究热潮。专利CN200710010917.X 公开了硫酸法联合拜耳法处理低铝硅比铝土矿生产氧化铝的方法；专利CN201010161876.6 公开了一种粉煤灰盐酸法生产氧化铝的方法；专利CN201010172151.7 公开了一种盐酸法浸出铝土矿萃取除铁制取氧化铝的方法；专利CN201110452728.4 公开了一种粉煤灰提取氧化铝工艺过程中硫酸铝的后续处理方法；专利 201210102803.9 公开了一种利用低品位铝土矿酸浸制取氧化铝的方法；上述所公开的酸法生产氧化铝的工艺存在以下主要问题：（1）铝盐溶液除杂困难，在高温浓酸条件下溶出，不但铝会溶出，铁、钾、钠、钙、镁、锂、钛以及部分稀有金属都会相应溶出，如何经济有效的除杂成为关键；（2）设备腐蚀磨损严重，尤其是溶出罐、换热器、蒸发器均存在不同程度的腐蚀和磨损；（3）成本较高：各种铝盐（硫酸铝、氯化铝、硝酸铝）分解热耗大，以六水氯化铝热解生产氧化铝为例，其热耗约为氢氧化铝热解生产氧化铝热耗的4倍。

发明内容

本发明提供了一种酸碱电化双串制备纳米大孔低密球形氧化铝的方法，极大地降低除杂难度和提高产品纯度，而且降低了能耗和设备腐蚀程度。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种酸碱电化双串制备纳米大孔低密球形氧化铝的方法，包括以下步骤：

步骤S1：利用碱法提纯得到高纯易溶氢氧化铝，将所述氢氧化铝加入酸中制备铝盐溶液；

步骤S2：向步骤S1制备的铝盐溶液中加入用三层液电解精炼法制得的高纯铝锭反应得到高纯聚氯化铝溶液；

步骤S3：向步骤S2制备得到的高纯聚氯化铝溶液中缓慢加入氨水调整溶液的pH值，使溶液中的氢氧化铝逐步析出，至沉淀完全；