氢氧化铝及其制造方法技术

本发明专利技术以酸不溶残渣量和固定钠量皆少的氢氧化钠为目的。通过添加晶种的ＣＯ↓［２］气体分解法，使铝酸钠溶液析出氢氧化铝，以便提供出酸不溶残渣量低而且固定钠含量也低的氢氧化铝。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氢氧化铝及其制造方法本专利技术涉及氢氧化铝，具备过去所不具有特性的氢氧化铝，尤其是涉及适于水处理剂用原料的氢氧化铝。作为氢氧化铝的工业制法，主要方法是拜尔法，通过用氢氧化钠溶液加热处理处理铝矾土形成铝酸钠溶液，以前利用向其中通入CO2使之以氢氧化铝析出，而近来不通入CO2，却加入氢氧化铝作为晶种，借助于搅拌析出氢氧化铝，以制造氢氧化铝。氢氧化铝煅烧成氧化铝，并将其在各种用途上加以使用，但是在氢氧化铝化合物用途之中，最大的用途是作为硫酸铝或聚氯化铝与无机水处理剂的原料。作为同作该种原料的氢氧化铝，其重要的必要条件是其在无机酸中的溶解性这个特性。即，从反应收率上讲，不溶残渣越少越好，若有残渣则必须设置反应后除渣工序，而且如果溶解反应速度太快，由于具有暴沸的危险性，所以希望那种具有粒度不太小而且溶解反应快的特性的氢氧化铝。此外，有时还必须降低氢氧化铝中的杂质含量，需要作为杂质中最多杂质的钠含量极少的氢氧化铝。但是，过去尚不存在同时能满足氢氧化铝的溶解性和低杂质含量这两个特性的氢氧化铝。因此，本专利技术目的在于提供一种具有在酸中不溶残渣少而且钠-->杂质含量低的这一与过去通常相反特性的氢氧化铝。本专利技术人等为达到上述目的而进行精心，深入的研究，结果完成了本专利技术。即，作为固定钠(Fix-Na2O)含量低于0.22重量％、用以下规定的硫酸溶解率测定法测得硫酸不溶性残渣含量低于0.12重量％为特征的氢氧化铝及其制造法，提出了一种氢氧化铝制造方法，其特征在于：将铝矾土、钙化合物、钠化合物和煤混合，粉碎后烧结，然后加入水、氢氧化钠或铝酸钠中至少一种水或溶液，提取出烧结物的可溶部分，分离残渣，进一步脱硅处理后，制备铝酸钠溶液，向该溶液中加入氢氧化铝细粉作为晶种，并通入CO2，使之析出氢氧化铝。其中，上述的硫酸溶解率测定法如下：将195克经过110℃下干燥2小时的氢氧化铝与250克蒸馏水和375克浓硫酸混合，边搅拌(转速为240转/分)边在105-107℃下溶解60分钟。然后，用1升热水稀释溶解液，并用C型定性滤纸过滤，再用1升热水洗涤。滤纸和残渣在100℃下干燥30分钟后称重，扣除过滤之前事先测定的干滤纸重量，算出残渣重量Xg，将(Xg/195)×100作为硫酸不溶残渣量(重量％)。另外，上述的固定钠(Fix-Na2O)含量为：从氢氧化铝所含杂质中的全部钠换算成Na2O值，即从总钠(T-Na2O)中，扣除按下述条件由氢氧化铝中溶出的可溶性Na量换算成NaO得到的数值，即可溶性钠(W-Na2O)，而求得的Na2O量。即按式：(Fix-Na2O)＝(T-Na2O)-(W-Na2O)求出的数值。总钠(T-Na2O)量按以下方法求出。即，将1.000克氢氧化钠试样准确称量在100ml烧杯中。-->在该烧杯中加入10ml稀硫酸溶液(将特级试剂硫酸以(1∶1)蒸馏水配制的)。在不冒硫酸白烟的温度(250℃左右)将加料的烧杯加热15分钟。然后将干固试样用水移入250ml容量瓶中，水冷却到20℃。水冷后，准确加入25ml的0.2mgLi/ml锂内部标准溶液，再补加蒸馏水使总量定容在250ml。接着，按JIS H1901-1977所规定的方法，用火焰光度计测定Na量，并换算成Na2O，以作为T-Na2O。以下说明可溶性钠(W-Na2O)定量测定法。在100ml烧杯中称取5克(准确到1mg)氢氧化铝，加入50ml 50～60℃温水，于80～90℃温度下保温2小时。然后，用5B滤纸过滤烧杯内容物，用温水洗涤4次。将此滤液冷却到20℃，加入10ml的0.2mgLi/ml锂内部标准溶液，再用蒸馏水使总量达到100ml， 按JIS H1901-1977规定的方法用火焰光度计测定Na量，并换算成Na2O，作为W-Na2O。本专利技术的氢氧化铝是三水铝矿Al(OH)3(Al2O3·3H2O)。以下说明作为本专利技术氢氧化铝特征的特性。首先，Fix-Na2O值为0.22重量％以下，稳定制出的下限值为约0.03重量％。其次，硫酸不溶残渣量为0.12重量％，可以制出该下限值接近0重量％的产品。此外，作为本专利技术氢氧化铝最大特征的特性是初级粒子和次级粒子兼备。利用安德列阿什滴移管法测得的次级粒直径d50为18～110μm，在RRS粒度曲线图上作图时等分数n值为4-9，本专利技术氢氧化铝的次级粒子粒度齐全。以下说明本专利技术的制造方法。作为原料使用铝矾土、钙化合物、钠化合物和煤。钙化合物指钙的氧化物、氢氧化物和碳酸盐等；钠化合物是指钠的氢氧化物-->和碳酸盐。二者使用石灰石和碳酸钠的情况下，按重量比1.5～1.8∶2∶0.1∶0.2的比例将原料铝矾土、石灰石、碳酸钠和煤混合，将其粉碎至1～5mm范围内，用回转窑等于1200～1300℃烧结1-2小时，然后加入水、氢氧化钠或铝酸钠中的至少一种水或溶液，在90～100℃下提取出烧结物的可溶部分，分离残渣，再于150～200℃下处理30分～1小时，使硅成分以硅铝酸钠形式析出完成脱硅处理，以制出铝酸钠溶液。向此铝酸钠溶液中加入氢氧化铝晶种，其目的将加以说明。作为晶种使用的氢氧化铝，其优选的平均粒径小于3μm；若高于3μm，则必须加大晶种加入量，同时所析出氢氧化铝的硫酸不溶残渣量也增大，因而不好。晶种的加入量若以下式，即由所定义的晶种率表示时，优选的是0.15-15％。晶种率低于0.15％时，不能稳定地制出Fix-Na2O低而且硫酸不溶残渣量也低的氢氧化铝，而晶种率超过15％时，由于即使高于该量再加入也不会产生符合该比例的效果而无良好的经济性，因此不好。加入上述的晶种后，在下述条件下通入二氧化碳，使之分解析出氢氧化铝。通气溶液的铝酸钠溶液，优选的是，换算成Al2O3，含有相当于70-90克Al2O3/升，而在NaOH中优选的是含有90-110克A12O3/升的浓度；用二氧化碳分解时的优选的温度为50-95℃，更好的是60-90℃。Fix-Na2O量具有随温度增高而减小的趋势，而硫酸不-->溶残渣量具有随温度降低而减小的倾向。二氧化碳气，用空气稀释成CO2气浓度达20-40％，在相当于1升上述铝酸钠溶液中通入上述气体的优选通气量为0.3-3NL(标准升)/分。若不足0.3NL/分，则欲获得高析出率耗时长；反之若超过3NL/分，则给稳定操作带来障碍，因而都不好。二氧化碳气的通入时间，一般优选的是1-5小时范围内。本专利技术的制造方法与加入晶种的拜尔法相比，由于本专利技术反应时间短且析出率高达70-90重量％，所以单位容积反应槽的氢氧化铝生产率高。而作为现在主流方法的加入晶种使之循环的拜尔法，析出率为40-60重量％。本专利技术若使析出率处于80重量％以下，则氢氧化铝中杂质硅含量，按SiO2计为0.04重量％以下。虽然随着析出率的提高按SiO2计的硅杂质含量具有增高的趋势，但是当析出率处于50重量％以下时并未发现按该比例增加，至达到80重量％以下之前微增，而超过80重量％时急剧增加。氢氧化铝中杂质硅含量虽然受到上述析出率的很大影响，但是当析出率一定时还受到析出温度的影响，析出温度越高，杂质硅含量越大。以下就制造本专利技术的氢氧化铝的上述制造方法中所用的条件进行说明。晶种率高者为好，例如当d50＝2μm晶种的晶种率为0.5重量％时，若析出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氢氧化铝，其特征在于固定钠（ＦｉＸ－Ｎａ↓［２］Ｏ）含量为０．２２重量％以下，按下述硫酸溶解率测定法测得的硫酸不溶残渣量低于０．１２重量％。 硫酸溶解率测定法：将于１１０℃下干燥２小时的１９５克氢氧化铝与２５０克蒸馏水和３７５克浓硫酸混合，边搅拌（转速为２４０转／分）边于１０５～１０７℃溶解６０分钟。然后１升热水稀释溶解液，经Ｃ型定性滤纸过滤，再用１升热水洗涤。将滤纸及残渣于１００℃下干燥３０分钟后称重，扣除过滤前事先测定过的干燥滤纸重量，求出残渣重量Ｘｇ，将（Ｘｇ／１９５）×１００定义为硫酸不溶残渣量（重量％）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1995-5-26 128468/951.一种氢氧化铝，其特征在于固定钠(Fix-Na2O)含量为0.22重量％以下，按下述硫酸溶解率测定法测得的硫酸不溶残渣量低于0.12重量％。硫酸溶解率测定法：将于110℃下干燥2小时的195克氢氧化铝与250克蒸馏水和375克浓硫酸混合，边搅拌(转速为240转/分)边于105～107℃溶解60分钟。然后1升热水稀释溶解液，经C型定性滤纸过滤，再用1升热水洗涤。将滤纸及残渣于100℃下干燥30分钟后称重，扣除过滤前事先测定过的干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈本英俊，石川功，大西孝幸，川合康夫，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]