Способ получения порошка гидроксида алюминия (варианты) и способ получения оксида алюминия



Способ получения порошка гидроксида алюминия (варианты) и способ получения оксида алюминия
Способ получения порошка гидроксида алюминия (варианты) и способ получения оксида алюминия

 


Владельцы патента RU 2432318:

ООО "Компания КАТАХИМ" (RU)

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для получения порошка гидроксида алюминия и оксида алюминия. По первому варианту гидраргиллит подвергают термохимической и/или механохимической активации. Продукт активации промывают на фильтр-прессе при рН менее 9, затем добавляют воду к промытому продукту активации до соотношения твердое:жидкое, равного 1:(8-10). Полученную суспензию подвергают распылительной сушке при 170-200°С. По второму варианту продукт активации подвергают пластификации при рН, равном 2-3, и температуре 140-160°С, затем к продукту пластификации добавляют воду до соотношения в суспензии твердое : жидкое, равного 1:(7,5-15), и суспензию подают на распылительную сушку при температуре 180-210°С. Порошок гидроксида алюминия, полученный любым вышеуказанным способом, прокаливают при температуре 450-650°С. Изобретения позволяют получать продукты различного фазового состава. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 табл., 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности к производству катализаторов нефтепереработки и нефтехимии, в том числе катализаторов гидрооблагораживания нефтяных фракций. Носителем этих катализаторов является оксид алюминия, предпочтительно γ-модификации, реже η-модификации. Предшественником γ-Al2O3 является моногидрат оксида алюминия бемитной или псевдобемитной структуры:

Al2O3×XH2O (где х≥1).

Предшественником η-Al2O3 является тригидрат оксида алюминия байеритной структуры Al2O3×3H2O.

Производство в промышленных объемах γ-Al2O3 и предшественника бемита Al2O3×ХН3О, а также η-Al2O3 и предшественника Al2O3×3Н3О байеритной формы включает способ переосаждения тригидрата оксида алюминия (в форме гидраргиллита, или гиббсита), характеризующийся большим расходом химически очищенной воды (до 250 м3/т продукта) и большим объемом сточных вод.

Способ производства активных гидроксида и оксида алюминия по малосточной или практически бессточной схеме основан на гидротермальной обработке продукта термохимической и/или механической активации гидраргиллита (гиббсита) [1. К.Н.Ирисова, Т.С.Костромина, Б.К.Нефедов «Носители катализаторов гидроочистки на основе активной окиси алюминия», тем. обзор, ЦНИИТЭ нефтехим, 1983 г.]; 2. К.Н.Ирисова, В.О.Мейнцер, В.А.Пронин «Пластификация продукта механохимической активации гидраргиллита» в сб. Научные основы приготовления и технологии катализаторов, тезисы докладов Всесоюзного совещания, Минск, 1989 г.].

Основные стадии этого способа:

- термохимическая (ТХА) и/или механохимическая (МХА) активация гидраргиллита; термохимическая активация гидраргиллита осуществляется в режиме импульсного нагрева в каталитическом генераторе в псевдоожиженном слое твердого катализатора [1]. Разработано специальное устройство для термоударной обработки сыпучих материалов на нагреваемой рабочей поверхности (тарели) без катализатора [3. Пат. РФ №2186616], используемое для активации гидраргиллита [4. Пат. РФ №2237018; 5. Пат. РФ №2234460]. Механохимическая активация гидраргиллита осуществляется в агрегатах с ударной нагрузкой на гранулы материала [6. Пат. РФ №1586056 «Способ получения активного гидроксида алюминия», 1988 г.];

- гидротермальная обработка активированного гидраргиллита, в результате которой получают пасту гидроксида алюминия - предшественника активного оксида алюминия. В зависимости от условий гидротермальной обработки (температура, рН, длительность) получают гидроксид алюминия псевдобемитной структуры [5. Пат. РФ №2234460] и γ-Al2O3 на его основе или гидроксид алюминия байеритной структуры и η-Al2O3 на его основе [4. Пат. РФ №2237018]. На стадии пластификации продукта ТХА и/или МХА гиббсита в него вводят добавку [6. Пат. РФ №1721990];

- формование гидроксида алюминия в виде, удобном для перевода в оксид алюминия: экструзия в составе различных формовочных масс с последующим прокаливанием или удаление жидкости из пасты (практически дисперсии бемита) нагревом с последующим размолом до порошкообразного состояния [7. Пат. РФ №2342321]; или распылительная сушка водной суспензии продукта пластификации [8. Пат. РФ №2167818] с получением порошка гидроксида.

Одной из проблем производства активного гидроксида алюминия через пластификацию продукта ТХА/МХА гидраргиллита является высокое содержание в нем примеси оксида натрия (до 0,6 мас.%).

Необходимо отметить, что требования к глубине очистки от примеси натрия оксида алюминия как компонента катализаторов и адсорбентов широко колеблются.

Для адсорбентов-осушителей содержание оксида натрия допускается до 0,4-0,6 мас.%.

Для ряда катализаторов (например, для процесса риформинга бензинов) допустимое содержание оксида натрия составляет не более 0,02 мас.%.

Известен «Способ очистки гиббсита от натрия» [9. Пат. РФ №1783744], позволяющий снижать содержание оксида натрия в гиббсите до 0,003 мас.% путем одновременного измельчения в составе водной суспензии и промывки на дезинтеграторе. Недостатком способа является необходимость использования специального аппарата-дезинтегратора, что ограничивает его применение.

Для рассматриваемого способа получения оксидов и гидроксидов алюминия примесь оксида натрия играет важную роль, поскольку величина рН определяет направление процесса перекристаллизации (см. [4, 5]).

Обозначившаяся в настоящее время тенденция применения порошкообразных гидроксидов и оксидов алюминия при производстве катализаторов обусловлена рядом обстоятельств, в том числе возможностью регулирования механических и каталитических свойств катализаторов применением порошков алюмооксидной природы в различном соотношении [10. Пат. РФ №2229934].

Известны способы получения порошков оксида алюминия для производства катализаторов гидроочистки путем размола экструдатов оксидов алюминия, полученных по различным схемам переосаждения гидраргиллита [11. А.С. СССР №701700, А.С. СССР №914081]. Недостатками этих способов является, во-первых, большой объем сточных вод на стадии производства гидроксидов алюминия, во-вторых, технологически тяжелая операция размола прокаленных экструдатов на шаровых мельницах: большие энергозатраты, большая длительность, а также невысокая прочность гранул катализатора на основе порошков оксида алюминия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому техническому решению является способ получения порошкообразного гидроксида алюминия путем распылительной сушки разбавленной суспензии продукта пластификации [8. Пат. РФ №2167818].

Способ [8] включает термохимическую активацию гидраргиллита, отмывку от натрия, пластификацию суспензии при рН 1-4 при температуре 130-200°С в течение 6-15 час, распылительную сушку продукта пластификации в виде суспензии с рН 4-10.

Недостатками известного способа [8] являются:

- отмывка продукта ТХА от оксида натрия путем декантации, что не поддается регулированию во времени, требует больших затрат воды и сопровождается большими потерями целевой наиболее тонкодисперсной части материала при сливе отстоя;

- узкий ассортимент порошкообразных продуктов, фактически только моногидрат в форме бемита; при синтезе носителей катализаторов возникает потребность в порошках различной дисперсности и различного фазового состава.

Целью настоящего технического решения является разработка способа получения порошков гидроксидов и оксидов алюминия различного фазового состава на основе продукта ТХА/МХА гидраргиллита с минимальными потерями при регулируемой отмывке от оксида натрия, с распылительной сушкой продуктов активации гидраргиллита и продуктов пластификации и последующим их прокаливанием.

Поставленная цель достигается способом получения порошков гидроксидов и оксидов алюминия, включающим термохимическую и/или механохимическую активацию гидраргиллита, промывку, пластификацию, распылительную сушку, отличающимся тем, что промывку путем фильтрации продукта активации ведут при рН<9, а промывку продукта пластификации при рН>7,5; порошки гидроксидов алюминия получают распылительной сушкой водных суспензий продукта активации при соотношении твердое : жидкое 1:(8÷10) и продукта пластификации при соотношении 1:(7÷15); порошки оксидов алюминия получают прокаливанием порошков гидроксида алюминия при температуре 450÷650°С.

Отличительными чертами предлагаемого способа получения порошков гидроксидов и оксидов алюминия являются:

- промывка продукта ТХА/МХА гидраргиллита путем суспендирования в воде с учетом коллоидных свойств водной суспензии гидроксида алюминия, а именно величины изоэлектрической точки рН ~9,1 [12. К.Н.Ирисова, Л.И.Павлова, В.О.Мейнцер. Разработка бессточной и безотходной технологии носителей катализаторов и адсорбентов на основе активной окиси алюминия. Механохимическая активация гидраргиллита, в сб. научных трудов «Новые процессы и продукты нефтепереработки». - М.: ВНИИОЭНГ, 1989, стр.13-20], что позволяет интенсифицировать процесс промывки снижением рН расходной воды ниже 9,0 и последующей промывки на фильтре;

- промывка продукта пластификации, характеризующегося рН 2÷3,5, путем суспендирования в воде при рН>7,5 и последующей промывки на фильтре;

- распылительная сушка водных суспензий продукта активации гидраргиллита при соотношении твердое : жидкое (8:10) и продукта пластификации при соотношении 1:(7÷15);

- прокаливание порошков гидроксида алюминия при температуре 450-650°С.

Предлагаемый способ получения порошкообразных гидроксидов и оксидов алюминия описывается прилагаемой схемой (см. чертеж).

Основной маршрут: продукт ТХА/МХА гидраргиллита→пластификация→распылительная сушка→прокаливание не имеет стоков и требует затрат технологической воды на стадию пластификации и распылительной сушки до 10 м3 на 1 т Al2O3.

Продукты: гидроксиды алюминия бемитной или байеритной формы или их смеси, оксиды алюминия γ-Al2O3 и η-Al2O3 или их смеси с примесью аморфных фаз.

Маршрут для аморфизованных продуктов:

(А) продукт ТХА/МХА гидраргиллита→прокаливание не имеет стоков, не требует затрат воды; продукт - оксид алюминия аморфный с примесью γ-Al2O3.

Маршрут для чистых и сверхчистых продуктов:

(Б) продукт ТХА/МХА гидраргиллита→промывка-1→распылительная сушка→прокаливание требует воды 20-30м3/т Al2O3 и имеет сточные воды в объеме 10-15 м3/т Al2O3; продукты - гидроксид алюминия байеритовой структуры с примесью бемита и аморфной фазы, оксид алюминия η-Al2O3 с примесью γ-Al2O3 и аморфного оксида.

(B1) продукт ТХА/МХА гидраргиллита→промывка-1→пластификация→распылительная сушка→прокаливание; продукты - чистые гидроксиды алюминия бемитной или байеритной структуры или их смеси, чистые оксиды γ-Al2O3 и η-Al2O3 и их смеси;

2) продукт ТХА/МХА гидраргиллита→промывка-1→пластификация→промывка-2→распылительная сушка→прокаливание; продукты - сверхчистые гидроксиды алюминия бемитной или байеритной структуры или их смеси, сверхчистые оксиды алюминия γ-Al3O2 или η-Al2O3 и их смеси.

Из рассмотрения комплекса условий получения порошков гидроксидов и оксидов алюминия и их фазового состава по предлагаемому техническому решению следует, что оно обладает признаками «новизна» и «существенные отличия».

Ниже приведены примеры технического решения, которыми оно иллюстрируется, но не исчерпывается.

Сырье.

1. Гидраргиллит (гиббсит) - тригидрат оксида алюминия

содержание Na2O - 0,48 мас.%,

2. Продукт термохимической активации (ТХА) гидраргиллита; фазовый состав: аморфный продукт с примесью бемита (1÷2 мас.%); размер частиц 0-50 мкм; потери при прокаливании (ППП) 11,5 мас.%.

3. Продукт механохимической активации (МХА) гидраргиллита; фазовый состав: аморфный продукт с примесью бемита (3÷4 мас.%); размер частиц 0-20 мкм; потери при прокаливании (ППП) 13,6 мас.%.

4. Азотная кислота.

5. Вода аммиачная.

6. Вода химически очищенная (ХОВ).

Оборудование.

1. Автоклав емкостью 100 м3 на максимальное давление 10 ати (180-200°С).

2. Автоклав емкостью 5 л на максимальное давление 10 ати (180-200°С).

3. Фильтр-пресс (ФП) объемом 7 м3 с лавсановой тканью, улавливающей частицы размером более 5 мк.

4. Распылительная сушилка (PC) мощностью до 2 м3/час по испаренной влаге.

5. Ленточная прокалочная печь.

6. Емкости с мешалками различного объема.

Описание технологии.

I. Промывка - 1 продукта ТХА/МХА гидраргиллита от оксида натрия.

Пример I.1.

В емкость с мешалкой объемом 100 м3 залили 60 м3 ХОВ с рН 6,62 при температуре 25°С и загрузили 3550 кг продукта ТХА при постоянном перемешивании в течение 0,5 час; суспензия имеет рН 9,2. Залили 22 л азотной кислоты до рН 7, перемешивание в течение 1 час. Суспензия при рН 7,54 подана на фильтр-пресс. Отмывка на ФП проведена в три приема с промежуточным сбросом циркуляционного фильтрата, имевшего рН 8,14; рН 8,25 и рН 8,52; общий расход ХОВ составил 104 м3 или 29 м3/т Al2O3, длительность отмывки 8 часов.

Для определения остаточного оксида натрия отобраны пробы с верхней, серединной и нижней части рамы ФП, остаточное содержание оксида натрия составило 0,074%; 0,068%; 0,062 мас.% соответственно.

Фазовый состав осадка через 96 часов хранения:

Байерит 90 мас.%, гиббсит 10 мас.%.

Пример I.2.

В емкость по примеру I.1 залили 40 м3 ХОВ при температуре 50-60°С и загрузили 14100 кг продукта ТХА при постоянном перемешивании и циркуляции суспензии; рН 9,6. Залили 37 л азотной кислоты при постоянном перемешивании до рН 7 в течение 15 часов; при этом температура суспензии поднялась до 90°С; в емкость добавили 40 м3 холодной ХОВ, чем снизили температуру до 60-70°С. Суспензия имеет рН 7,73. Расход воды 5,7 м3 Al2O3.

На этой стадии отмывки содержание оксида натрия в осадке составило 0,09%. Фазовый состав осадка через 72 час хранения - 90 мас.% байерита, остальное аморфный продукт.

Пример I.2.1.

Далее промывку продолжали на фильтр-прессе, температура промывной воды 58°С, при рН 7,0-7,35. Промывку вели на двух забивках фильтр-пресса в два приема на каждой забивке с промежуточным сбросом циркуляционного фильтрата. Расход воды на этой стадии составил для первой забивки ФП 11,2 м3/т Al2O3, содержание оксида натрия в осадке 0,022 мас.%; для второй забивки расход воды составил 9,2 м3/т Al2O3, продолжительность отмывки 10 час, содержание оксида натрия 0,028 мас.%. Фазовый состав осадка после 96 часов хранения: байерит 90 мас.%, остальное - аморфный продукт.

Пример I.2.2.

Суспензию с содержанием оксида натрия в осадке 0,09 мас.% по примеру I.2 подали на фильтр-пресс, где отмывали в два приема с промежуточным сбросом фильтрата при температуре 40°С в течение 3 час. Расход воды составил 13,5 м3/т Al2O3; содержание оксида натрия 0,024 мас.%. Фазовый состав осадка: 90 мас.% байерита, остальное - аморфный продукт.

В табл.1 и 2 приведены примеры других условий и результаты отмывки продуктов ТХА/МХА и последующей промывки на фильтр-прессе. Как следует из приведенных материалов, предлагаемый способ отмывки продукта ТХА/МХА позволяет снижать содержание оксида натрия до 0,003 мас.% и регулировать его в широких пределах; при этом длительность процесса сокращается от 7 до 10 раз, а потери практически отсутствуют.

Таблица 2
Условия промывки на фильтр-прессе
№№ п/п Сырье Расход воды, м3/т Al2O3 Число циркуляции Т, °С рН Длительность, час Содержание в пасте Na2O, мас.%
I.3.1 от I.3 10,3 3 56 7,0÷7,2 3,0 0,03
I.3.2 от I.3 5,6 3 56 6,8÷7,1 3,0 0,045
I.4.1 от I.4 4,9 2 62 6,1÷7,0 4,5 0,07
I.4.2 от I.4 15,8 3 50÷60 5,8÷6,3 4,0 0,003
I.6 от I.5 10,2 3 58 6,8÷7,8 4,0 0.20

Из рассмотрения результатов промывки продукта ТХА/МХА следует, что в условиях его обработки водой при рН 7,54-9,2 и температуре ниже 90°С наряду с удалением оксида натрия происходит фазовое превращение аморфизованный гидраргиллит→байерит.

II. Пластификация.

С учетом приведенных выше материалов сырьем процесса пластификации (обработка в водной среде при рН 2÷3 и температуре 140-160°С) является либо исходный продукт ТХА/МХА гидраргиллита с исходным содержанием оксида натрия 0,48 мас.% (основной маршрут), либо отмытый продукт ТХА/МХА с пониженным содержанием оксида натрия, имеющий фазовый состав: байерит до 90% мас. + аморфизованный продукт ТХА/МХА (маршруты для аморфизованных и чистых продуктов).

В основном маршруте в процессе пластификации протекает процесс

аморфизованный продукт ТХА/МХА гидраргиллита→бемит.

В маршруте для чистых и сверхчистых продуктов протекают процессы

байерит→бемит→гидраргиллит.

Процессы протекают во времени, поэтому фазовый состав продуктов зависит от длительности обработки.

Пример II.1.

В автоклав с полезным объемом 27 м3 загружено 3084 кг исходного продукта ТХА гидраргиллита, заполнено водой ХОВ до объема 21 м3 (80% полезного объема), при перемешивании добавлена азотная кислота в количестве 0,1 моль HNO3 на моль Al2O3.

При этом соотношение твердое : жидкое равно 1:7, рН 4,1.

В процессе автоклавирования отбирали пробы продукта и анализировали их фазовый состав на рентгендиффрактометре.

Длительность, час Фазовый состав, мас.%
5 Бемит 80; гиббсит 20
10 Бемит 82; гиббсит 18
13 Бемит 90; гиббсит <10
следы γ-Al2O3

В конечном продукте рН 3,57.

Пример II.2.

В автоклав по примеру II.1 загружено 2989 кг продукта ТХА гидраргиллита, предварительно отмытого декантацией до содержания оксида натрия 0,38 мас.%, заполненного водой ХОВ до 21 м3, и при постоянном перемешивании добавлена азотная кислота в количестве 0,15 моль на моль Al2O3.

При этом соотношение твердое : жидкое равно 1:7, рН 3,6.

Длительность, час Фазовый состав, мас.%
5 Бемит 60; гиббсит 10-20; следы γ-Al2O3
10 Бемит 80; гиббсит 10-20;следы γ-Al2O3
12 Бемит 85; гиббсит 10; следы γ-Al2O3

Пример II.3.

В автоклав по примеру II.1 загружено 2773 кг отмытого на фильтр-прессе в условиях примера I.4.1 продукта ТХА - гидраргиллита до содержания Na2O 0,07% мас., фазовый состав: байерит 100%.

При постоянном перемешивании добавлена азотная кислота при мольном соотношении 0,2 моль/моль Al2O3, до рН 2,42, при этом соотношение твердое : жидкое равно 1:7,5.

Длительность, час Фазовый состав, мас.%
5 Байерит >90
10 Байерит 80; бемит 20
15 Байерит 60; бемит 30; примесь γ-Al2O3 и гиббсита
19 Байерит 20; бемит 60; гиббсит 20.

III. Промывка-2 продукта пластификации.

Пример III. 1.

В емкость с мешалкой объемом 50 м3 залито 10 м3 ХОВ, при постоянном перемешивании загружен продукт пластификации по примеру II. 1(за 13 час) в количестве 20 м3, залита аммиачная вода до рН 8,0, добавлена ХОВ до объема 45 м3, перемешивание 0,5 час; суспензия подана на фильтр-пресс, где промывку вели водой при температуре 56°С, расход ХОВ составил 10,3 м3/т Al2O3, продолжительность отмывки 17 часов, содержание оксида натрия 0,08 мас.% , фазовый состав: бемит ~100 мас.%.

Ниже в таблице 3 приведены другие условия и результаты промывки-2 продукта пластификации.

Таблица 3
№№ п/п рН суспензии Расход ХОВ, м3/т Al2O3 Продолжительность отмывки, час Содержание оксида натрия, % мас.
III.2 7,5 16,1 28,0 0,12
III.3 8,6 9,4 14,0 0,06
III.4 9,7 8,9 10,5 0,04

Из результатов табл.3 следует, что при рН 7,5 суспензии резко возрастает продолжительность отмывки при одновременном снижении эффективности; повышение рН ограничивается условиями безопасного ведения работ.

IV. Распылительная сушка.

Пример IV.1.

Продукт активации гидраргиллита после промывки-1 по примеру I.1 загружен в емкость с мешалкой объемом 100 м3, добавлена ХОВ до объема 85 м3, перемешивание 1 час, соотношение в суспензии твердое : жидкое 1:8,5. Суспензия подана на распылительную сушку при температуре в камере 170-200°С, получен порошок с размером частиц (после прокаливания при температуре 550°С) 0-60 мкм, фазовый состав порошка: байерит >90 мас.%.

Ниже в таблице 4 приведены другие условия и результаты распылительной сушки суспензии продукта активации гидраргиллита после промывки-1.

Таблица 4
№№ п/п пример Соотношение твердое:жидкое Размер частиц, мк Фазовый состав, % мас.
IV.1.1 1:8 0-60 Байерит >90
IV.1.2 1:9 0-50 Байерит >90
IV.1.3 1:10 0-40 Байерит >80
Бемит 10÷20
IV.1.4 1:11,5 0-25 Байерит >60
Бемит 30
IV.1.5 1:7,5 0-120

При увеличении соотношения твердое : жидкое в распыляемой суспензии отмытого продукта активации до 1:7,5 размер частиц порошка значительно превосходит требуемый (до 40÷60 мкм), а при разбавлении выше 1:10 (до 1:11,5) значительно изменяется фазовый состав материала.

Пример IV.2.

Продукт пластификации ТХА гидраргиллита по примеру II.1 (за 13 часов) загружен в емкость с мешалкой объемом 100 м3, добавлена ХОВ до объема 80 м3, перемешивание 0,5 час, соотношение твердое:жидкое в суспензии 1:8; суспензия подана на распылительную сушку при температуре в камере 180-210°С, получен порошок с размером частиц (после прокаливания при температуре 550°С) 0-60 мкм, фазовый состав порошка: бемит >90 мас.%, гибсит 10 мас.%.

Ниже в таблице 4а приведены другие условия и результаты распылительной сушки суспензии продукта пластификации до и после промывки-2.

Таблица 4а
№№ п/п пример Соотношение твердое:жидкое Размер частиц, мк Фазовый состав, % мас.
IV.2.1 пример II.1 за 13 часов 1:8 0-100 Бемит 90
IV.2.2 пример II.1 за 13 часов 1:9 0-40 Бемит 90
IV.2.3 пример II.3 за 5 часов 1:10 0-25 Байерит 90
IV.2.4 пример II.3 за 5 часов 1:11,5 0-18 Байерит 50
Оксид алюминия остальное

При увеличении соотношения твердое : жидкое в распыляемой суспензии продукта до 1:7 размер частиц порошка значительно превосходит требуемый (до 50÷60 мкм), а при разбавлении выше 1:10 (до 1:11,3) изменяется фазовый состав порошка

V. Прокаливание.

Пример V.1.

Продукт МХА гидрарагиллита в количестве 1200 кг прокален при температуре 450°С в течение 5 часов в условиях ленточной печи, получен продукт - порошок оксида алюминия аморфизованный с размером частиц менее 20 мкм.

Пример V.2.

Порошок, полученный при распылительной сушке по примеру IV.1, прокален при температуре 550°С в течение 5 часов в условиях ленточной печи, получен порошок оксида алюминия в виде модификации η-Al2O3 с размером частиц менее 60 мкм.

Пример V.3.

Порошок, полученный при распылительной сушке по примеру IV.2, прокален при температуре 650°С в течение 6,5 часов в условиях ленточной печи, получен порошок оксида алюминия в виде модификации γ-Al2O3 с размером частиц менее 60 мкм.

При температуре прокаливания ниже 450°С в продуктах прокаливания присутствует исходная гидроксидная фаза, при температуре выше 650°С размер частиц порошка увеличивается за счет спекания.

VI. Получение порошков гидроксида и оксида алюминия.

Пример VI.1.

Получение порошка гидроксида алюминия бемитной структуры (основной маршрут)

Продукт ТХА гидраргиллита пластифицируют по условиям примера II.1. через 13 часов получают пасту гидроксида алюминия с фазовым составом: бемит 90%, гиббсит <10%, следы γ-Al2O3, содержание оксида натрия 0,48 мас.%. Полученный гидроксид алюминия бемитной структуры загружают в емкость с мешалкой объемом 100 м3; по условиям примера IV.2 готовят водную суспензию и подают на распылительную сушку при температуре в камере 180-210°С. Получен порошок с фазовым составом: бемит >90 мас.%, гиббсит <10 мас.%; содержание оксида натрия 0,48 мас.%; размер частиц (после прокаливания при температуре 550°С) 0-60 мкм (преимущественно 30-50 мкм).

Пример VI.2.

Получение порошка гидроксида алюминия байеритной структуры (маршрут для чистых продуктов)

Отмытый по условиям примера I.1. продукт ТХА гидраргиллита с остаточным содержанием оксида натрия 0,071 мас.% загружен в емкость с мешалкой объемом 100 м3; приготовлена суспензия по условиям примера IV.1 при соотношении твердое : жидкое = 1:8,5 и подана на распылительную сушку при температуре в камере 170÷200°С; получен порошок с фазовым составом: байерит >90 мас.%. Размер частиц, определенный после прокаливания при температуре 550°С, составил 0-60 мкм (преимущественно 30÷50 мкм), содержание оксида натрия 0,070 мас.%.

Пример VI.3.

Получение порошка гидроксида алюминия бемитной структуры (маршрут для чистых и сверхчистых продуктов).

Продукт ТХА/МХА гидраргиллита отмывают по условиям примеров 1.2, 1.2.2; получен осадок с фазовым составом: 90 мас.% байерита, остальное - аморфный продукт; содержание оксида натрия 0,024 мас.% Осадок загружен в автоклав с полезным объемом 27 м3 и проведена пластификация по условиям примера II.1. Через 14 часов получен продукт с фазовым составом бемит ≥90%. Продукт пластификации загружен в емкость с мешалкой и отмыт в условиях примера III.1. Получен продукт промывки-2 с содержанием оксида натрия 0,003 мас.%; фазовый состав: бемит ~100%. Далее проведена распылительная сушка продукта в условиях примера IV.1. Получен порошок с размером частиц (после прокаливания при температуре 550°C) 0-60 мкм (преимущественно 30÷50 мкм); фазовый состав порошка: бемит ~100%, содержанием оксида натрия 0,003 мас.%.

Пример VI.4.

Получение порошков оксида алюминия:

- аморфизованный Al2O3 получают путем прокаливания продукта ТХА/МХА гидраргиллита при температуре 450-550°С.

- оксид алюминия в модификации γ-Al2O3 получают путем прокаливания при температуре 550-600°С порошков гидроксида алюминия преимущественно бемитной структуры по примерам IV.2.1, IV.2.2, VI.1, VI.3 и др.;

- оксид алюминия в модификации η-Al2O3 путем прокаливания при температуре 550-650°С порошков преимущественно байеритной структуры по примерам IV.1.2, IV.1.3, VI.2 и др.;

- оксид алюминия, представляющего собой смесь γ-Al2O3+η-Al2O3+Al2O3 аморфизованный получают путем прокаливания при температуре 450-650°С порошков гидроксидов алюминия, состоящих из смеси гидроксидов бемитной структуры и байеритной структуры и остаточного продукта ТХА/МХА.

Соотношение оксидов алюминия в продукте прокаливания близко к соотношению их предшественников в смеси гидроксидов.

Анализ представленных выше материалов позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое техническое решение дает возможность получать широкий ассортимент порошкообразных гидроксидов и оксидов алюминия - компонентов катализаторов и адсорбентов для крупнотоннажных процессов нефтепереработки и нефтехимии.

1. Способ получения порошка гидроксида алюминия, включающий термохимическую и/или механохимическую активацию гидраргиллита, отличающийся тем, что продукты активации промывают на фильтр-прессе при рН менее 9, затем добавляют воду к промытому продукту активации до соотношения твердое:жидкое, равного 1:(8-10), и полученную суспензию подвергают распылительной сушке при 170-200°С.

2. Способ получения порошка гидроксида алюминия, включающий термохимическую и/или механохимическую активацию гидраргиллита, отличающийся тем, что продукт активации подвергают пластификации при рН, равном 2-3, и температуре 140-160°С, затем к продукту пластификации добавляют воду до соотношения в суспензии твердое:жидкое, равного 1:(7,5-15), и суспензию подают на распылительную сушку при температуре 180-210°С.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что продукт активации подвергают промывке на фильтр-прессе при рН менее 9.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что продукт пластификации промывают на фильтр-прессе при рН более 7,5.

5. Способ получения оксида алюминия, включающий прокаливание порошка гидроксида алюминия, полученного по любому из пп.1-4, при температуре 450-650°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к способу получения нанокристаллов оксида алюминия. .
Изобретение относится к области химии и используется для получения оксида алюминия. .

Изобретение относится к получению новых соединений - полихлоралюминатов щелочноземельных металлов в среде диэтилового эфира общей формулыМСl2·4АlСl 3·nЕt2O, в которойпри М=Са n=4,5; M=Sr n=1, 1,5; при М=Ва n=2,5, которые могут быть использованы в качестве реагентов для очистки нефтепродуктов и природного газа от сероводорода и меркаптанов, катализаторов в процессах хлорметилирования и алкилирования ароматических углеводородов, исходных веществ при получении гидридов металлов.

Изобретение относится к получению новых соединений - полихлоралюминатов лития в среде диэтилового эфира общей формулы LiCl·nAlCl3·2Et2O, где n=1, 2, которые могут быть использованы в качестве реагентов для очистки нефтепродуктов и природного газа от сероводорода и меркаптанов, катализаторов в процессах хлорметилирования и алкилирования ароматических углеводородов, исходных веществ при получении гидридов металлов.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в производстве гранулированных оксидов алюминия различных модификаций, катализаторов, носителей, сорбентов, поглотителей, осушителей, наполнителей, неорганических пигментов и т.д.

Изобретение относится к области химии и может быть использовано при получении дисперсии оксида алюминия. .
Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в производстве катализаторов, сорбентов, осушителей. .
Изобретение относится к дисперсиям нанооксида алюминия, предназначенным для образования покрытий
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к получению гидрозоля оксида алюминия, который используют в качестве носителей катализаторов, коагулянта при очистке воды, связующего при изготовлении оболочковых форм для точного литья из жаропрочных сталей

Изобретение относится к области химии

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам управления работой электрических печей для получения легированного (циркониевого) корунда
Изобретение относится к области химии
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к комплексной переработке красных шламов глиноземного производства

Изобретение относится к области химии
Наверх