一種制備藥用氫氧化鋁的方法與流程

本發明屬于化學領域，具體涉及一種制備藥用氫氧化鋁的方法。

背景技術：

撞擊流的概念首先是由Elperin提出，此后Elperin和Tamir進行了一系列基礎研究和應用研究，其特點是可顯著強化系統相間的熱、質傳遞過程。撞擊流也就是兩股或多股從噴嘴噴射出來的流體在空間某點相互碰撞、混合，混合特征尺寸還有幾個或幾百個微米，所以分子擴散長度被大大地縮短，在短時間內能實現良好的微觀混合。

氫氧化鋁通常為白色粉末，物理性質和化學性質穩定，具有耐熱、無味無毒、不揮發、不吸潮等特點。氫氧化鋁是典型且常用的抗酸藥，具有抗酸、吸著、局部止血和保護潰瘍面等作用。其與胃內的胃酸起中和或緩沖的化學反應，但對胃酸的分泌沒有直接影響，其抗酸作用緩慢而持久。

現有的氫氧化鋁的制備方法有工業制備方法(拜耳法和燒結法)、水熱法、溶膠凝膠法、碳分法、微乳液法、酸堿法、均相沉淀法、離子膜電解法、鋁鹽水解法等，其中工業制備方法(拜耳法和燒結法)合成的氫氧化鋁產物粒度大，主要作為制備鋁鹽的重要原料。而通過水熱法、溶膠凝膠法、碳分法、微乳液法等合成的氫氧化鋁粒度細，白度高，且容易控制。

目前利用撞擊流反應制備藥用氫氧化鋁的方法未見報道，且目前常用的藥用氫氧化鋁的生產方法多是間歇式生產，生產效率低下。

中國專利申請200410067540.8公開了一種納米氫氧化鋁的制備方法，屬無機化合物制備工藝技術領域。本發明方法主要包括有均相沉淀法合成法和非均相沉淀共沸蒸餾法，該方法的特點是采用鋁鹽溶液和堿性溶液為原料，添加少量高分子保護劑如聚乙二醇或聚乙烯醇，在均質乳化反應器中發生均相沉淀反應,根據所需產物粒徑調節攪拌速度，得到的氫氧化鋁懸濁液經冷卻、陳化、抽濾，洗滌，將所得濾餅加入正丁醇共沸溶劑的溶液，進行共沸蒸餾，烘干所得氫氧化鋁膠體，最后制得納米氫氧化鋁粉體。該方法工藝流程簡單，易于操作，但是該方法制得的氫氧化鋁成品純度較低，且未能實現連續化生產，生產效率較低。

因此，針對現有技術中存在的技術問題，有必要提供一種生產效率高，且能夠實現連續化生產的制備工藝。

技術實現要素：

為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供一種制備藥用氫氧化鋁的方法，以解決以上缺陷，該制備方法可實現連續化生產氫氧化鋁，經該制備方法得到的氫氧化鋁具有純度高，雜質少，制酸力高的優點。

本發明提供了一種制備藥用氫氧化鋁的方法，包括以下步驟：

A)將硫酸鋁溶液和碳酸鈉溶液分別通過第一、第二定量泵同時引入液液反應器中，二者經第一、第二壓力霧化噴嘴霧化后，在液液反應器中進行撞擊流反應，并設置反應溫度為40～50℃，反應時間為40～45min；

B)反應生成的氣體經液液反應器中部的氣液分離器進行氣液分離后再經氣液分離器上部的絲網除沫器除去泡沫，最后從液液反應器的頂部排出；

C)將余下的反應生產物從液液反應器的底部經管道引入到剪切乳化機Ⅰ中，通過在線pH計Ⅰ監測反應生成物的pH，使乳化后的反應生成物pH為6～6.5時停止乳化并啟動混合罐，將反應生成物引入混合罐中，其中，剪切乳化機Ⅰ的轉速為2000～2500rpm/min；

D)往混合罐中注入純化水，并通過在線pH計Ⅱ監測反應生成物pH，使反應生成物的pH為7～7.5時停止加注純化水并啟動打料泵，將反應生成物通過打料泵引入板框式過濾機中進行過濾、脫水和洗滌，得氫氧化鋁濾餅；

E)將氫氧化鋁濾餅引入剪切乳化機Ⅱ中再次乳化，乳化后噴霧干燥，即得氫氧化鋁粉體；其中，剪切乳化機Ⅱ的轉速為1000～1500rpm/min，噴霧干燥的溫度為60～80℃，干燥時間為2.5～3h。

優選地，所述硫酸鋁溶液中硫酸鋁的質量百分濃度為20～40％，所述碳酸鈉溶液中碳酸鈉的質量百分濃度為15～20％。

優選地，所述硫酸鋁溶液中硫酸鋁的質量百分濃度為23.5％，所述碳酸鈉溶液中碳酸鈉的質量百分濃度為18.5％。

優選地，所述步驟A)中第一、第二壓力霧化噴嘴的流速為0.150～0.195kg/s。

優選地，所述步驟A)中設置反應時間為45min，反應溫度為45℃。

優選地，所述步驟C)中調節乳化后的反應生成物的pH為6.5，所述步驟D)中調節反應生成物的pH為7.3。

優選地，所述步驟C)中設置剪切乳化機Ⅰ的轉速為2300rpm/min，所述步驟E)中設置剪切乳化機Ⅱ的轉速為1200rpm/min。

優選地，所述步驟E)中所述噴霧干燥溫度為70℃，干燥時間為2.5h。

本發明還提供了一種可連續化生產藥用氫氧化鋁的系統，其包括依次通過管道連接的原料儲罐、液液反應器5、剪切乳化機Ⅰ6、混合罐8、板框式過濾機10以及剪切乳化機Ⅱ11，所述原料儲罐包括硫酸鋁儲罐以及碳酸鈉儲罐，所述硫酸鋁儲罐1、碳酸鈉儲罐2與所述液液反應器之間分別設置有第一定量泵3、第二定量泵4，所述混合罐與所述板框式過濾機之間設置有一打料泵9，所述剪切乳化機Ⅰ、混合罐底部的出口端分別與一在線pH計7連接。

優選地，所述液液反應器包括圓柱形殼體501、設置于圓柱形殼體底部的出料口502、設置于圓柱形殼體頂部的氣體排放口503以及對稱設置于所述圓柱形殼體兩側側壁上的通過管道與外界連通的第一壓力霧化噴嘴504、第二壓力霧化噴嘴505，所述圓柱形殼體內從上到下依次設有一絲網除沫器507和一氣液分離器506。

優選地，所述絲網除沫器水平設置在所述圓柱形殼體內，且所述絲網除沫器的直徑與所述殼體的直徑一致。

優選地，所述殼體內還設有一鐵絲網508，且使所述鐵絲網處于第一、第二壓力霧化噴嘴之間，優選地，所述鐵絲網為圓形，且直徑與殼體一致，其水平設置在所述殼體內。鐵絲網的設置有利于形成分散的超細液珠。該系統工作過程：啟動第一、第二定量泵，將硫酸鋁儲罐以及碳酸鈉儲罐中的硫酸鋁溶液和碳酸鈉溶液計量泵入液液反應器中，兩者經第一、第二壓力霧化噴嘴霧化后，在液液反應器中進行撞擊流反應，設置反應時間和反應溫度，反應生產二氧化碳氣體、氫氧化鋁晶核和硫酸鈉。生成的二氧化碳氣體從液液反應器中先經液液反應器中的氣液分離器實現氣液分離后再通過氣液分離器上部的絲網除沫器除去泡沫(防止排氣管道被堵塞)，最后從管道經液液反應器的氣體排放口排放出去。剩下的反應物在到達液液反應器的最高允許液位時，啟動剪切式乳化機Ⅰ，反應物從液液反應器的底部經管道流入到剪切式乳化機Ⅰ，同時通過在線pH計Ⅰ監測生成物的pH，當反應生成物pH為6～6.5時啟動混合罐，將反應生成物引入混合罐中。接著往混合罐中注入純化水，同時通過在線pH計Ⅰ監測生成物的pH，當反應生成物的pH為7～7.5時啟動打料泵，將反應生成物通過打料泵引入板框式過濾機中進行過濾、脫水和洗滌，得氫氧化鋁濾餅，最后再將氫氧化鋁濾餅引入剪切乳化機Ⅱ中再次乳化，乳化后噴霧干燥，即得氫氧化鋁粉體。在洗滌完濾餅后引入無菌壓縮空氣對板框式過濾機進行吹掃，可避免物料殘留，影響下一批次。

本發明制備方法中，兩相經定量泵壓力輸送，在液液反應器內形成霧化液滴迎面對撞，利用霧化撞擊反應區強化相間傳遞特性，相間或微團間碰撞產生的剪切力可導致微團破碎，增大接觸面積并促進表面更新，從而提高反應速率。

同時，發明人發現，將反應后的生成物經剪切式乳化機Ⅰ乳化破除氫氧化鋁凝膠可能產生的不完全反應包漿(通過在線監測PH檢測是否有完全破除)，然后送至混合罐中加注純化水稀釋乳化液(降低硫酸鈉濃度并最終調節PH值為7～7.5)，能夠大大提高后續洗滌過程中硫酸鈉的洗脫率，其無需對濾餅進行多次打漿脫水，即能夠得到氫氧化鋁含量高達81.3～82.0％的成品。

與現有技術相比，本發明制備方法具有以下優勢：

1)本發明利用撞擊流反應強化相間傳遞特性，液體霧化后通過快速撞擊進行迅速反應的過程不受傳質限制，能夠快速生成大量細小晶核，其次液體霧化后相互反應，增大了接觸面積，使液液反應更加充分，提高了反應的效率。

2)本發明制備方法，實現了氫氧化鋁的可連續生產，提高了生產效率，同時生產得到的氫氧化鋁具有純度高，雜質少，制酸力高的優點。

附圖說明：

圖1為本發明所述的一種可連續化生產藥用氫氧化鋁的系統的結構示意圖；

圖2為本發明液液反應器的結構示意圖。

主要元件符號說明：硫酸鋁儲罐1；碳酸鈉儲罐2；第一定量泵3；第二定量泵4；液液反應器5；殼體501；出料口502；氣體排放口503；第一壓力霧化噴嘴504；第二壓力霧化噴嘴505；氣液分離器506；絲網除沫器507；鐵絲網508；剪切乳化機Ⅰ6；在線在線pH計7；混合罐8；打料泵9；板框式過濾機10；剪切乳化機Ⅱ11。

具體實施方式：

以下通過具體實施方式的描述對本發明作進一步說明，但這并非是對本發明的限制，本領域技術人員根據本發明的基本思想，可以做出各種修改或改進，但是只要不脫離本發明的基本思想，均在本發明的范圍之內。

實施例1、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

A)硫酸鋁溶液的制備：取硫酸鋁100kg在攪拌狀態下，溶解于400kg 50±5℃的純化水中，加入針用活性炭脫色30min，趁熱經袋式過濾器進行一次過濾后經0.45μm微孔過濾器進行二次過濾，過濾完畢裝入精制硫酸鋁儲罐，并使溫度維持在45℃；

B)碳酸鈉溶液的制備：取碳酸鈉92.93kg在攪拌狀態下，溶解于407.07kg50±5℃的純化水中，加入針用活性炭脫色30min，趁熱經袋式過濾器進行一次過濾后經0.45μm微孔過濾器進行二次過濾,過濾完畢裝入精制碳酸鈉儲罐，并使溫度維持在45℃；

C)將上述硫酸鋁溶液和碳酸鈉溶液分別通過第一定量泵、第二定量泵同時引入液液反應器中，二者經第一、第二壓力霧化噴嘴霧化后，在液液反應器中進行撞擊流反應，并設置反應溫度為45℃，反應時間為45min；

D)反應生成的氣體經液液反應器中部的氣液分離器進行氣液分離后再經氣液分離器上部的絲網除沫器除去泡沫，最后從液液反應器的頂部排出；

E)將余下的反應生產物從液液反應器的底部經管道引入到剪切乳化機Ⅰ中，通過在線pH計Ⅰ監測反應生成物的pH，使乳化后的反應生成物pH為6.5時停止乳化并啟動混合罐，將反應生成物引入混合罐中，其中，剪切乳化機Ⅰ的轉速為2300rpm/min；

F)往混合罐中注入純化水，并通過在線pH計Ⅱ監測反應生成物pH，使反應生成物的pH為7.3時停止加注純化水并啟動打料泵，將反應生成物通過打料泵引入板框式過濾機中進行過濾、脫水和洗滌，得氫氧化鋁濾餅；

G)將氫氧化鋁濾餅引入剪切乳化機Ⅱ中再次乳化，乳化后噴霧干燥，即得氫氧化鋁粉體；其中，剪切乳化機Ⅱ的轉速為1200rpm/min，噴霧干燥的溫度為70℃，干燥時間為2.5h。

實施例2、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

按相同的步驟重復實施例1所述制備方法，但步驟E)中調節乳化后的反應生成物的pH為6.0，設置剪切乳化機Ⅰ的轉速為2000rpm/min；所述步驟F)中調節反應生成物的pH為7.0；所述步驟G)中設置剪切乳化機Ⅱ的轉速為1000rpm/min，噴霧干燥的溫度為60℃，干燥時間為2.5h，其余參數及操作如實施例1。

實施例3、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

按相同的步驟重復實施例1所述制備方法，但步驟E)中調節乳化后的反應生成物的pH為6.5，設置剪切乳化機Ⅰ的轉速為2500rpm/min；所述步驟F)中調節反應生成物的pH為7.5；所述步驟G)中設置剪切乳化機Ⅱ的轉速為1500rpm/min，噴霧干燥的溫度為80℃，干燥時間為3.0h，其余參數及操作如實施例1。

對比例1、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

按相同的步驟重復實施例1所述制備方法，但所述步驟E)為將余下的反應生產物從液液反應器的底部經管道引入混合罐中，其余參數及操作如實施例1。

對比例1與實施例1的區別在于：去掉剪切乳化機Ⅰ乳化過程。

對比例2、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

按相同的步驟重復實施例1所述制備方法，但所述步驟F)為將反應生成物通過打料泵引入板框式過濾機中進行過濾、脫水和洗滌，得氫氧化鋁濾餅，其余參數及操作如實施例1。

對比例1與實施例1的區別在于：去掉往混合罐中加入純化水調節pH過程。

對比例3、一種制備藥用氫氧化鋁的方法

按相同的步驟重復實施例1所述制備方法，但步驟G)中去掉再次乳化步驟，將氫氧化鋁濾餅直接噴霧干燥，其余參數及操作如實施例1。

試驗例一、質量評價

取經本發明實施例1～3以及對比例1～3所述制備方法制備得到的氫氧化鋁粉體，按照《中藥藥典》2000版二部對其性狀、制酸力、氫氧化鋁含量等指標進行檢測，檢測結果如表1所示。

表1檢測結果

由表1所知，經本發明實施例1～3所述制備方法制備得到的樣品氫氧化鋁含量高達81.3～82.0％，其具有純度高，雜質少，制酸力高的優點。

經對比例1～4所述制備方法制備得到的樣品各項指標均比實施例1有所降低，尤其從對比例1～2的試驗結果中可以看出，在將反應生成物進行過濾、脫水和除鹽前先進行乳化和稀釋處理有利于增加后續洗滌過程中硫酸鹽的洗脫率，從而提高樣品中氫氧化鋁的含量。