專利名稱：一種制備氧化鋁溶膠的方法
技術領域：
本發明涉及化合物制備和工業廢物回收利用技術領域，特別涉及一種制備氧化鋁溶膠的方法。
背景技術：
氧化鋁溶膠是一種無機高分子多價聚合物，其分子式為Al2 (OH) Cl6_n，可視為介于三氯化鋁和氫氧化鋁之間的一種水解產物，因此又稱為堿式氯化鋁。氧化鋁溶膠的制備是通過鹽酸與金屬鋁粒在一定條件下發生放熱反應，鋁在鹽酸中溶解、水解聚合而成，化學反應式如下:2A1+ (6-n) HCl+nH20 = Al2 (OH) Cl6_n+3H2氧化鋁溶膠主要用作催化裂化催化劑的粘接劑，它既能增強催化劑的抗磨性能，又能提高其活化性。此外，氧化鋁溶膠還可用于制備氧化鋁纖維、靜電處理劑、防滲劑、水處理劑等。現有制備方法中使用金屬鋁生產的話，不僅成本較高，并且制備過程中產生氫氣，存在安全隱患；而使用有機鋁作為原料制備鋁溶膠，原料價格昂貴、易燃、有毒，不易保存，給工業化帶來困難。 而鋁灰是鋁電解工業產生的固體廢物，一般每生產I噸鋁要產生30 50千克鋁渣鋁灰。鋁灰中通常都含有金屬鋁、鋁的氧化物、氮化物和碳化物、鹽，其他金屬氧化物(如SiO2, MgO)以及一些其他成分。鋁灰中含有很多直接或間接危害環境的元素或化合物(如Al4C3和AlN遇水會分別產生CH4和NH3)，如果直接將其填埋會對環境造成嚴重威脅。因此鋁灰的回收和利用已經成為世界性的問題。
發明內容
本發明提供一種從鋁灰中制備氧化鋁溶膠的方法，不但解決了氧化鋁溶膠制備原料昂貴的問題，并且為無害化處理鋁灰提供了新的途徑。本發明的技術方案是:一種制備氧化鋁溶膠的方法，包括步驟:A、將鋁灰添加到濃度為10-30%的鹽酸中，保持70-100°C，持續攪拌2_10h，陳化4-20h后進行過濾，所述鋁灰與鹽酸的質量比為1: 5至1: 9;B、往過濾后得到的濾液中滴加濃度為1% -10%的氨水和助劑，保持溫度為80-100°C，所述助劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸樹脂、磷酸鋁、磷酸鎂中的至少一種；調節PH值至8-9攪拌30min，陳化6_12h后得到氧化鋁溶膠。優選的,所述招灰的添加速度為l_5g/min。優選的，所述助劑添加比例為所述濾液質量的0.1-0.3%。本發明提供的從鋁灰中制備氧化鋁溶膠的方法，具有如下優點:1、處理鋁灰:將鋁灰做為制備氧化鋁溶膠的原料，消耗工業固體廢物鋁灰，解決鋁灰難處理難填埋的環境問題；并變廢為寶，降低氧化鋁溶膠的制備成本；
2、工藝簡潔:鋁灰與鹽酸混合，將鋁灰中的金屬鋁與酸反應變成鋁離子，經水解、聚合形成復雜的多價陽離子后，再添加氨水和助劑調節PH值，控制鋁離子的水解，防止形成氫氧化鋁沉淀；加入的各種助劑則提高鋁膠粒的分散性，防止團聚，使得到的氧化鋁溶膠穩定、透明。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明技術方案做進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。實施例1A、先配制濃度為30%的鹽酸，按質量比為1: 8的比例，往鹽酸中以2g/min的速度緩慢添加鋁灰，保持60-80°C，持續攪拌反應5h，然后陳化9h，再進行過濾得到濾液；B、不斷攪拌濾液，往濾液中滴加濃度為8%氨水，并往濾液中添加占濾液質量百分比0.2%的助劑，保持溫度為80-90°C，調節PH值至8-9后，繼續攪拌30min，經陳化12h后得到穩定的氧化鋁溶膠。助劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸樹脂、磷酸鋁、磷酸鎂中的至少一種。實施例2A、先配制濃度為20%的鹽酸，按質量比為1: 7的比例，往鹽酸中以4g/min的速度緩慢添加鋁灰，保持70-80°C，持續攪拌反應3h，然后陳化llh，再進行過濾得到濾液；B、不斷攪拌濾液，往濾液中滴加濃度為6%氨水，并往濾液中添加占濾液質量百分比0.15%的助劑，保持溫度為80-90°C，調節PH值至8_9后，繼續攪拌30min，經陳化9h后得到穩定的氧化鋁溶膠。助劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸樹脂、磷酸鋁、磷酸鎂中的至少一種。 實施例3A、先配制濃度為25%的鹽酸，按質量比為1: 9的比例，往鹽酸中以5g/min的速度緩慢添加鋁灰，保持60-70°C，持續攪拌反應2h，然后陳化12h，再進行過濾得到濾液；B、不斷攪拌濾液，往濾液中滴加濃度為6%氨水，并往濾液中添加占濾液質量百分比0.3%的助劑，保持溫度為80-90°C，調節PH值至8-9后，繼續攪拌30min，經陳化8h后得到穩定的氧化鋁溶膠。助劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸樹脂、磷酸鋁、磷酸鎂中的至少一種。實施例4A、先配制濃度為10%的鹽酸，按質量比為1: 5的比例，往鹽酸中以lg/min的速度緩慢添加鋁灰，保持70-90°C，持續攪拌反應4h，然后陳化16h，再進行過濾得到濾液；B、不斷攪拌濾液，往濾液中滴加濃度為9%氨水，并往濾液中添加占濾液質量百分比0.25%的助劑，保持溫度為80-90°C，調節PH值至8_9后，繼續攪拌30min，經陳化12h后得到穩定的氧化鋁溶膠。助劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸樹脂、磷酸鋁、磷酸鎂中的至少一種。實施例5A、先配制濃度為30%的鹽酸，按質量比為1: 8的比例，往鹽酸中以3g/min的速度緩慢添加鋁灰，保持75-85°C，持續攪拌反應10h，然后陳化20h，再進行過濾得到濾液；
B、不斷攪拌濾液，往濾液中滴加濃度為10%氨水，并往濾液中添加占濾液質量百分比0.2%的助劑，保持溫度為70-90°C，調節PH值至8-9后，繼續攪拌30min，經陳化6h后得到穩定的氧化鋁溶膠。助劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸樹脂、磷酸鋁、磷酸鎂中的至少一種。實施例6A、先配制濃度為15%的鹽酸，按質量比為1: 6的比例，往鹽酸中以4g/min的速度緩慢添加鋁灰，保持85-100°C，持續攪拌反應8h，然后陳化20h，再進行過濾得到濾液；B、不斷攪拌濾液，往濾液中滴加濃度為10%氨水，并往濾液中添加占濾液質量百分比0.2%的助劑，保持溫度為70-90°C，調節PH值至8-9后，繼續攪拌30min，經陳化6h后得到穩定的氧化鋁溶膠。助劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸樹脂、磷酸鋁、磷酸鎂中的至少一種。 以上對本發明實施例提供的一種制備氧化鋁溶膠的方法進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，僅用于幫助理解本發明核心思想；不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種制備氧化鋁溶膠的方法，其特征在于，包括步驟: A、將鋁灰添加到濃度為10-30%的鹽酸中，保持70-100°C，持續攪拌2_10h，陳化4_20h后進行過濾，所述鋁灰與鹽酸的質量比為1: 5至1: 9; B、往過濾后得到的濾液中滴加濃度為1%-10%的氨水和助劑，保持溫度為80-100°C,所述助劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸樹脂、磷酸鋁、磷酸鎂中的至少一種；調節PH值至8-9攪拌30min，陳化6_12h后得到氧化鋁溶膠。
2.根據權利要求1所述的一種制備氧化鋁溶膠的方法，其特征在于，所述鋁灰的添加速度為l_5g/min。
3.根據權利要求1所述的一種制備氧化鋁溶膠的方法，其特征在于，所述助劑添加比例為所述濾液質 量的0.1-0.3%。
全文摘要
本發明公開了一種制備氧化鋁溶膠的方法，包括步驟將鋁灰添加到濃度為10-30％的鹽酸中，保持70-100℃，持續攪拌2-10h，陳化4-20h后進行過濾，所述鋁灰與鹽酸的質量比為1∶5至1∶9；往過濾后得到的濾液中滴加濃度為1％-10％的氨水和助劑，保持溫度為80-100℃，所述助劑為聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸樹脂、磷酸鋁、磷酸鎂中的至少一種；調節PH值至8-9攪拌30min，陳化6-12h后得到氧化鋁溶膠。本發明將鋁灰作為制備氧化鋁溶膠的原料，消耗工業固體廢物鋁灰，解決鋁灰難處理難填埋的環境問題；并變廢為寶，降低氧化鋁溶膠的制備成本。
文檔編號C01F7/02GK103204526SQ20121001118
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月15日 優先權日2012年1月15日
發明者不公告發明人 申請人:湖南晟通科技集團有限公司