专利名称：一种制备氧化铝溶胶的方法
技术领域：
本发明涉及化合物制备和工业废物回收利用技术领域，特别涉及一种制备氧化铝溶胶的方法。
背景技术：
氧化铝溶胶是一种无机高分子多价聚合物，其分子式为Al2 (OH) Cl6_n，可视为介于三氯化铝和氢氧化铝之间的一种水解产物，因此又称为碱式氯化铝。氧化铝溶胶的制备是通过盐酸与金属铝粒在一定条件下发生放热反应，铝在盐酸中溶解、水解聚合而成，化学反应式如下:2A1+ (6-n) HCl+nH20 = Al2 (OH) Cl6_n+3H2氧化铝溶胶主要用作催化裂化催化剂的粘接剂，它既能增强催化剂的抗磨性能，又能提高其活化性。此外，氧化铝溶胶还可用于制备氧化铝纤维、静电处理剂、防渗剂、水处理剂等。现有制备方法中使用金属铝生产的话，不仅成本较高，并且制备过程中产生氢气，存在安全隐患；而使用有机铝作为原料制备铝溶胶，原料价格昂贵、易燃、有毒，不易保存，给工业化带来困难。 而铝灰是铝电解工业产生的固体废物，一般每生产I吨铝要产生30 50千克铝渣铝灰。铝灰中通常都含有金属铝、铝的氧化物、氮化物和碳化物、盐，其他金属氧化物(如SiO2, MgO)以及一些其他成分。铝灰中含有很多直接或间接危害环境的元素或化合物(如Al4C3和AlN遇水会分别产生CH4和NH3)，如果直接将其填埋会对环境造成严重威胁。因此铝灰的回收和利用已经成为世界性的问题。
发明内容
本发明提供一种从铝灰中制备氧化铝溶胶的方法，不但解决了氧化铝溶胶制备原料昂贵的问题，并且为无害化处理铝灰提供了新的途径。本发明的技术方案是:一种制备氧化铝溶胶的方法，包括步骤:A、将铝灰添加到浓度为10-30%的盐酸中，保持70-100°C，持续搅拌2_10h，陈化4-20h后进行过滤，所述铝灰与盐酸的质量比为1: 5至1: 9;B、往过滤后得到的滤液中滴加浓度为1% -10%的氨水和助剂，保持温度为80-100°C，所述助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸树脂、磷酸铝、磷酸镁中的至少一种；调节PH值至8-9搅拌30min，陈化6_12h后得到氧化铝溶胶。优选的,所述招灰的添加速度为l_5g/min。优选的，所述助剂添加比例为所述滤液质量的0.1-0.3%。本发明提供的从铝灰中制备氧化铝溶胶的方法，具有如下优点:1、处理铝灰:将铝灰做为制备氧化铝溶胶的原料，消耗工业固体废物铝灰，解决铝灰难处理难填埋的环境问题；并变废为宝，降低氧化铝溶胶的制备成本；
2、工艺简洁:铝灰与盐酸混合，将铝灰中的金属铝与酸反应变成铝离子，经水解、聚合形成复杂的多价阳离子后，再添加氨水和助剂调节PH值，控制铝离子的水解，防止形成氢氧化铝沉淀；加入的各种助剂则提高铝胶粒的分散性，防止团聚，使得到的氧化铝溶胶稳定、透明。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明技术方案做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例1A、先配制浓度为30%的盐酸，按质量比为1: 8的比例，往盐酸中以2g/min的速度缓慢添加铝灰，保持60-80°C，持续搅拌反应5h，然后陈化9h，再进行过滤得到滤液；B、不断搅拌滤液，往滤液中滴加浓度为8%氨水，并往滤液中添加占滤液质量百分比0.2%的助剂，保持温度为80-90°C，调节PH值至8-9后，继续搅拌30min，经陈化12h后得到稳定的氧化铝溶胶。助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸树脂、磷酸铝、磷酸镁中的至少一种。实施例2A、先配制浓度为20%的盐酸，按质量比为1: 7的比例，往盐酸中以4g/min的速度缓慢添加铝灰，保持70-80°C，持续搅拌反应3h，然后陈化llh，再进行过滤得到滤液；B、不断搅拌滤液，往滤液中滴加浓度为6%氨水，并往滤液中添加占滤液质量百分比0.15%的助剂，保持温度为80-90°C，调节PH值至8_9后，继续搅拌30min，经陈化9h后得到稳定的氧化铝溶胶。助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸树脂、磷酸铝、磷酸镁中的至少一种。 实施例3A、先配制浓度为25%的盐酸，按质量比为1: 9的比例，往盐酸中以5g/min的速度缓慢添加铝灰，保持60-70°C，持续搅拌反应2h，然后陈化12h，再进行过滤得到滤液；B、不断搅拌滤液，往滤液中滴加浓度为6%氨水，并往滤液中添加占滤液质量百分比0.3%的助剂，保持温度为80-90°C，调节PH值至8-9后，继续搅拌30min，经陈化8h后得到稳定的氧化铝溶胶。助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸树脂、磷酸铝、磷酸镁中的至少一种。实施例4A、先配制浓度为10%的盐酸，按质量比为1: 5的比例，往盐酸中以lg/min的速度缓慢添加铝灰，保持70-90°C，持续搅拌反应4h，然后陈化16h，再进行过滤得到滤液；B、不断搅拌滤液，往滤液中滴加浓度为9%氨水，并往滤液中添加占滤液质量百分比0.25%的助剂，保持温度为80-90°C，调节PH值至8_9后，继续搅拌30min，经陈化12h后得到稳定的氧化铝溶胶。助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸树脂、磷酸铝、磷酸镁中的至少一种。实施例5A、先配制浓度为30%的盐酸，按质量比为1: 8的比例，往盐酸中以3g/min的速度缓慢添加铝灰，保持75-85°C，持续搅拌反应10h，然后陈化20h，再进行过滤得到滤液；
B、不断搅拌滤液，往滤液中滴加浓度为10%氨水，并往滤液中添加占滤液质量百分比0.2%的助剂，保持温度为70-90°C，调节PH值至8-9后，继续搅拌30min，经陈化6h后得到稳定的氧化铝溶胶。助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸树脂、磷酸铝、磷酸镁中的至少一种。实施例6A、先配制浓度为15%的盐酸，按质量比为1: 6的比例，往盐酸中以4g/min的速度缓慢添加铝灰，保持85-100°C，持续搅拌反应8h，然后陈化20h，再进行过滤得到滤液；B、不断搅拌滤液，往滤液中滴加浓度为10%氨水，并往滤液中添加占滤液质量百分比0.2%的助剂，保持温度为70-90°C，调节PH值至8-9后，继续搅拌30min，经陈化6h后得到稳定的氧化铝溶胶。助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸树脂、磷酸铝、磷酸镁中的至少一种。 以上对本发明实施例提供的一种制备氧化铝溶胶的方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，仅用于帮助理解本发明核心思想；不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种制备氧化铝溶胶的方法，其特征在于，包括步骤: A、将铝灰添加到浓度为10-30%的盐酸中，保持70-100°C，持续搅拌2_10h，陈化4_20h后进行过滤，所述铝灰与盐酸的质量比为1: 5至1: 9; B、往过滤后得到的滤液中滴加浓度为1%-10%的氨水和助剂，保持温度为80-100°C,所述助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸树脂、磷酸铝、磷酸镁中的至少一种；调节PH值至8-9搅拌30min，陈化6_12h后得到氧化铝溶胶。
2.根据权利要求1所述的一种制备氧化铝溶胶的方法，其特征在于，所述铝灰的添加速度为l_5g/min。
3.根据权利要求1所述的一种制备氧化铝溶胶的方法，其特征在于，所述助剂添加比例为所述滤液质 量的0.1-0.3%。
全文摘要
本发明公开了一种制备氧化铝溶胶的方法，包括步骤将铝灰添加到浓度为10-30％的盐酸中，保持70-100℃，持续搅拌2-10h，陈化4-20h后进行过滤，所述铝灰与盐酸的质量比为1∶5至1∶9；往过滤后得到的滤液中滴加浓度为1％-10％的氨水和助剂，保持温度为80-100℃，所述助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、丙烯酸树脂、磷酸铝、磷酸镁中的至少一种；调节PH值至8-9搅拌30min，陈化6-12h后得到氧化铝溶胶。本发明将铝灰作为制备氧化铝溶胶的原料，消耗工业固体废物铝灰，解决铝灰难处理难填埋的环境问题；并变废为宝，降低氧化铝溶胶的制备成本。
文档编号C01F7/02GK103204526SQ20121001118
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月15日 优先权日2012年1月15日
发明者不公告发明人 申请人:湖南晟通科技集团有限公司