Способ получения осадка гидроокиси алюминия

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (11) 524768 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.07.73 (21) 1948554/01 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.08.76.Бюллетень № 30 (45) Дата опубликования описания 16.11.76 (51) М. Кл.

С 01 F 7/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изооретений и открытий (53) УДК 6 6 1.86 2. .222(088.8) (72) Авторы изобретения

Г, И. Любушко, Л. Г. Хомякова, Ю. К. Воробьев и З. А.Левицкий

Институт катализа Сибирского отделения АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОСАДКА ГИДРООКИСИ АЛЮМИНИЯ

Изобретение относится к способам получения осадка гидроокиси алюминия, пригодного для производства активной гранулированной окиси алюминия, применяемой в качестве катализатора, адсорбента и носителя.

Известен способ получения осадка гидроокиси алюминия, пригодного для производства активной гранулированной окиси алюминия, путем обработки соединений алюминия неорганическими реагентами. Гидраргиллит раст- 1О воряют в кислоте или щелочи, после чего раствор обрабатывают соответственно щелочью или кислотой.

По этому способу велик расход кислот и оснований, а образующиеся при нейтрализа- д ции в большом количестве примеси затрудняют отмывку дисперсного осадка, Отмывка от примесей такого осадка продолжительна по времени и требует больших затрат промывной воды, что приводит к большим объемам сточных вод.

Из отмытого, отжатого осадка гидроокиси алюминия готовят массу, пригодную для форм ования. 25

Активную окись алюминия механическим или жидкостным методами получают в результате пластификации гидратированного осадка гидроокиси алюминия минеральной кислотой, формования, сушки и прокаливания гранул.

Недостатки известных способов связаны с тем, что для получения дисперсного осадка применяют химический метод диспергирования (растворение и повторное осаждение).

Цель предлагаемого изобретения — упрощение процесса — получение дисперсного осадка гидроокиси алюминия, минуя стадию переосаждения, связанную с расходом значительных количеств отмываемых реагентов. Для этого в качестве соединений алюминия используют малогидратированные кислородные соединения, способные к набуханию в воде, например,p- А1 ртам удалую гидроокись алюминия, и гидратацк". в пут при рН =8- 11, предпочтительно = -, 20-. -QG :, 1

J предпочтительно 50 - 80 С, е те жп; о 20

- 80 час, предпочтительно, 24 — 48 час, Все эти материалы представляют собой малогидратированные порошки. При контакте

524768 сводойони частично набухают и переходятв неоднородные осадки, содержащие наряду с хлопьевидной гидратированной фазой, малогидратированные осадки типа песка. При помещении исходного порошка в нейтральную среду при pH = 7, например, в воду, набухание происходит в малой степени, при етом частично гидратированный осадок остается таким же песчаным, как и исходный образец.

При отсутствии перемешивания наступает 10 гидратационное твердениепорошков. Изменяя условия гидратации исходного песчаного порошка, получают малогидратированные однородные песчаные осадки, мало отличающиеся от исходных образцов, или гидратирован- 15 ные неоднородные осадки гидроокиси алюминия, частично состоящие из песчаного малогидратированного осадка, а частично из хлопьевидного. В слабощелочной среде при рН 8-11 малогидратированные порошки ука- 20 занных соединений алюминия значительно набухают и переходят в гидратированные осадки гидроокиси алюминия, имеющие после отжатия на фильтре влагосодержание порядка 60% 2б

Сущность изобретения состоит в том, что навеску порошка малогидратированных соединений алюминия, например у- AL О или аморфной гидроокиси алюминия, гидратируют в слабочелочной среде при рН 8-1 1 (9-10)

30 и температуре 20-100 С (50-80 С) в тео о чение 20-80 час. Полученный осадок AL(Qh) отмывают от растворимых примесей натрия, Осадок, содержащий после отжатия на фильтре 50-60% влаги, разбавляют водой до содержания 200-250 г/л А1 0, пластифицируют минеральной кислотой и греют при о температуре 100-140 С. При анализе исходных малогидратированных кислородных соединений фазовый состав определяют рент40 генографическим методом, удельную поверхность — хроматографическим методом, потери при прокаливании при 800оС - в течение двух часов.

Определение растворимости в растворе едкого натра проводят следующим образом . навеску 10 r по AiaO> заливают 5Н раствором едкого натра и нагревают при температуре 60 С 30 мин, перемешивая. После о

50 отделения нерастворившегося остатка в растворе определяют содержание алюминия титрованием раствором хлористого цинка в присутствии индикатора ксиленолового оранжевогo.

Отношение алюминия (пересчитанное на

A L 2 0 > ), перешедшего в раствор, к исходнэму кэличеству окиси алюминия в процентах характеризует химическую активность 60

4 образцов. Растворимость исходного гидрата глинозема в тех же условиях не более 8%, Характеристики исходных образцов приведены в описании примеров.

Пример 1. Навеску 20 г порошкэобразного рентгеноаморфного образца

А1 0, имеющего потери при прокаливании о

ППП 800 С = 1,4%,удельную поверхность

200 м /г и растворимость в щелочном ра2 створе 51%, гидратируют в щелочной среде при рН = 8 и 70 С в течение 20 час. Получают гидратированный однородный песчаный осадок, содержащий после отжатия на фильтре 52% вес. влаги.

Для проверки пригодности осадка гидроокиси алюминия при получении гранулированной активной окиси алюминия его подвергают следующей обработке; пластифицируют азотной кислотой в количестве моль H NO о

0,13 |реют при 130 С в моль Ас 2 Оъ течение трех часов при соответствующем повышенном давлении. Охлажденную массу формуют жидкостным методом, сушат и прокаливают при 500-550 C втечениечетырех о часов, Полученные сферические гранулы имеют насыпной вес 0,6 г/см, удельную поверх1 ность 210 м /г, суммарный объем пор

3

0,7 см /г, прочность на раздавливание

O

50 кг/см, преобладающий радиус пор 100А.

Пример 2. Навеску 570 г порошкообразного рентгеноаморфного образца р- А12Я, имеющего ППП о = 4,7%, удельную поверхность 200 м /r и растворимость в щелочном растворе 5%, гидратируют в щелочной среде при рН = 10-11 и 70 С в течение 20 час. Полученный гидратированный неоднородный осадок, содержащий после откачки на фильтре 54% вес. влаги, пластифицируют азотной кислотои в количестве моль Н 0 о р,15 е, затем греют ири 130 С моль А1. 0 в течение 3 час при соответствующем повышенном давлении.

Охлажденную массу формуют жидкостным

I методом, сушат и прокаливают аналогично примеру 1, Полученные сферические гранулы имеют .Ъ насыпной вес 0,6 г/см, удельную поверх2 ность 210 м /r, суммарный объем пор

z.

0,7 м /г, преобладающий радиус пор 40 А.

Пример 3, Навеску 50 г порошка амэрфной гидроокиси алюминич, содержащей 10% бемита, имеющей ППП о

=7,8%, удельную поверхность 200 м /г и растворимость в щелочном растворе 65%, гидратируют в щелочной среде при рН = 9,5, 524768

Выдерживают при комнатной температуре

70 час и получают гидратированный неоднородный осадэк, содержащий после отжатия на фильтре 52% вес, влаги. Затем его пластифицируют азотной кислотой из расмоль Н "О> о чета 0,12, греют при 140 С моль И, в течение 3 час при соответствующем повышенном давлении.

Дальнейшую обработку ведут аналогично примеру 1, Полученные сферические гранулы имеют и насыпной вес 0,61 г/см, удельную поверхность 205 м /г, суммарный объем пор

0,72 см /r, преобладающий радиус пор 40 А.д

Пример 4, Навеску 50 г порошка аморфной гидроокиси алюминия (характеристики в примере 3) гидратируют в щелочной среде при рН = 9,5 и 90 С в течение

68 час. Получают гидратированный однород- QQ ный хлопьевидный осадок, содержащий после отжатия на фильтре 56% вес, влаги.

Осадок пластифицируют азотной кислотой моль HNG в количестве 0,3,греют при моль А1 0 о

130 С в течение 3 час при соответствующем повышенном давлении, Дальнейшую обработку ведут аналогично примеру 1.

Полученные сферические гранулы имеют 30

1 насыпной вес 0,6 г/см, удельную поверхность 220 м /г, суммарный обьем пор

0,7 см /г, прочность на раздавливание 95 кг/см преобладающий радиус пор 90 А.

Пример 5. Навеску 70 г порошка 35 аморфной гидроокиси алюминия, содержащей

10% бемита, имеющей ППП о = 9 5%, 800 С ь удельную поверхность 200 м /г и растворимость в щелочном растворе 66%, гидратируют в щелочной сфере при рН =9,5, Выдеро живают при 70 С 20 час и получают гидратированный однородный, хлопьевидный осадок, содержащий после отжатия на фильтре

55% вес. влаги.

Осадок пластифицируют азотной кислотой моль НЙО в количестве 0,15 —, греют при

MOJIb A1.О3

130оС в течении 4 час при соответствующем повышенном давлении и охлаждают.

Дальнейшую обработку ведут аналогично примеру 1, Полученные сферические гранулы имеют насыпной вес 0,71 г/см, удельную поверх3 ность 270 м /r, суммарный объем пор

0,72 см /г, прочность на раздавливание

95 кг/см, преобладающий радиус пор 100А.

Пример 6. Навеску 50 r порошка аморфной гидроокиси алюминия, содержащей

10% бемита, имеющей ППП о = 8 5%, 5О

2 удельную поверхность 200 м /г и растворимость в щелочном растворе 67%, гидратпруют в щелочной среде при рН = 9,5 и 100 С о в течение 1 8 час.

Получают гидратированный однородный песчаный осадок, который содержит после отжатия на фильтре 48% вес. влаги. Затем его пластифицируют азотной кислотой в комоль НМ0 о личестве 0,3 — -, греют при 90 С моль А1 О

24 час и охлаждают.

Дальнейшую обработку ведут аналогично чримеру 1, Полученные сферические гранулы имеют насыпной вес 0,5 г/см, удельную поверхность 215 м /г, суммарный объем пор

2.

0,7 "-м /г, прочность ча раздавливанпе 40кг/см, 3 преобладающий радиус пор 100 А.

Пример 7. Навеску 50 г порошка аморфной гидроокиси алюминия характеристики в примере 6) гидратируют в щелочной о среде при pH = 9,5 и 50 С 22 час. Получают гидратированный,неоднородный осадок, содержащий после отжатия на фильтре 53% вес, влаги, Затем его пластифицируют азотмоль Н ной кислотой в количестве 0,25 т моль А1 Ор о греют при 130 С в течение 3 часов при соответствующем повышенном давлении.

Дальнейшую обработку ведут аналогично примеру 1, Полученные сферические гранулы имеют насыпной вес 0,57 г/см, удельную поверх% ность 200 м /г, суммарный объем пор 0.65

3, см /г, прочность на раздавливание 80 кг/cM ,% 2 преобладающий радиус пор 100 А.

Пример 8, Навеску 3500 г порошка аморфной гидроокиси алюминия, cogepжащей 10% бемитае имеющей ППП 800 C г

= 9 8%, удельную поверхность 200 м /г и растворимость в щелочной среде 68%, гидратируют в щелочной среде при pH = 9,5 и

90 С 24 час. Получают гидратированный однородный хлопьевидный осадок, содержащий после отжатия 51% вес, влаги. Затем его пластифицируют азотной кислотой в комоль ЙКО о личестве 0,2 греют при 1 30 С моль Al . 0>

5 час при соответствующем повышенном давлении.

Дальнейшую обработку ведут аналогично примеру 1, Полученные сферические гранулы имеют насыпной вес 0,71 г/см, удельную поверх2. ность 250 м /г, суммарный объем пор

0,55 см /r, прочность на раздавливание

2.

60 кг/см, преобладающий радиус пор 40 А, Результаты опытов приведены в таблице.

524768

0 O O 0 O О О О о о < o л а к О O

CD e cO

Л сд 1Q со

О О 0 0 O O 0

О 0 сС O O а

nl л o lo сч с с я я с4 р) р л ю ю

О о о о о о о о о о о о о о o o с с с0 с9 с р

1-1 л л л я (с c4 (р

IQ ( о о л Г

o o o о о

0 0 0 0 0 с с с0 о о о о о

o o д e o сч о о о е о ю л г=

< о o m o ю

o o o o

o o

Я CD l< о î о

Я t» Л л

1 о

° -1 о с) „) Л а

Я сч с 4

o o

tQ tQ

0) CD о о о (Г3

524768

Составитель С, Розенфельд

Редактор Н. Воликова Техред Г. Родак Корректор Н. Золотовская

Заказ 5046/574 Тираж 630 Подписное

IIHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Формула изобретения

Способ получения осадка гидроокиси алюминия, пригодного для производства активной гранулированной окиси алюминия, путем обработки соединений алюминия неорганическимиреагентами, отл и чаю ш и йс я тем, что, с целью упрошения прсчесса, в качестве соединений алюминия используют малогидратированные кислородные соединения, способные к набуханию в воде, например,Р 4Ярморфную гидроокись алюминия, и гидратацию ведут при рН = 8 - 11, предпочтительно 9 — 10, температуре 20— о

100оС, предпочтительно 50 — 80 С, в течение 20 - 80 час, предпочтительно 2448 час.