大孔容活性氧化鋁的生產(chǎn)

1、第44卷第4期2012年4月無機鹽工業(yè)INORGANICCHEMICALSINDUSTRY25工業(yè)技術(shù)大孔容活性氧化鋁的生產(chǎn)王玉玲（山東鋁業(yè)職業(yè)學(xué)院，山東淄博255065）摘要：活性氧化鋁在多個工業(yè)領(lǐng)域有重要用途?？兹菔钱a(chǎn)品的重要技術(shù)指標之一。如何生產(chǎn)大孔容活性氧化鋁，已成為研究、生產(chǎn)的重要課題。報道了以氫氧化鋁為原料，應(yīng)用快脫法，生產(chǎn)高質(zhì)量活性氧化鋁的工業(yè)生產(chǎn)結(jié)果，其產(chǎn)品具有大孔容、低松裝密度、高強度、大比表面積的特點。多年的工業(yè)實踐證明，快脫法是生產(chǎn)大孔容活性氧化鋁的有效途徑。實驗研究了生產(chǎn)過程中固相的物相組成。實驗已證明，擬薄水鋁石可作為生產(chǎn)活性氧化鋁的擴孔劑，在快脫法作業(yè)程序中，摻加適

2、量的大孔容擬薄水鋁石，可使球狀氧化鋁的孔容提高到0.76mL/g。關(guān)鍵詞：快脫法；孔容；活性氧化鋁；擬薄水鋁石中圖分類號：TQ133.1文獻標識碼：A文章編號：1006-4990（2012）04-0025-03ProductionoflargeporevolumeactivealuminaWangYuling（ShandongAluminiumVocationalCollege，Zibo255065,China）Keywords：speedydewateringtechnology；porevolume；activealumina；pseudo-boehmite活性氧化鋁是Al（OH）3的熱解

3、產(chǎn)物x、研究設(shè)計院（原天津化工研究院）引進快脫法生產(chǎn)活性氧化鋁技術(shù)，現(xiàn)已建成多條生產(chǎn)大孔容活性氧化鋁的生產(chǎn)線，并結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)擬薄水鋁石的優(yōu)勢，研究進一步擴大活性氧化鋁孔容的措施。筆者報道快脫法生產(chǎn)活性氧化鋁及快脫法與擬薄水鋁石工藝相結(jié)合的工業(yè)應(yīng)用效果，并以當代分析技術(shù)，對工藝過程的物相組成及產(chǎn)品的多種參數(shù)進行了分析。Al2O3的總稱。Al（OH）3經(jīng)加熱脫水形成多孔結(jié)構(gòu)、大比表面積的Al2O3。在石油化工、化肥工業(yè)中，廣泛用作催化劑、催化劑載體；不定型耐火材料結(jié)合劑；用作吸附劑，如氣體和液體的干燥劑、氣體凈化吸附劑、飲水除氟劑、工業(yè)污水顏色和氣味消除劑等。20世紀70年代，石油化學(xué)工業(yè)的崛

4、起促進了活性氧化鋁的發(fā)展。山東鋁業(yè)公司研究院曾以硝酸凝膠法作為生產(chǎn)活性氧化鋁的主要方法，不足之處是：1.1實驗部分原料1）碳酸化成膠工藝流程龐大，生產(chǎn)成本偏高。2）活性氧化鋁產(chǎn)品的孔容?。?.32mL/g），松裝密度高（0.80kg/L）。3）由于用硝酸成型，在烘干活性氧化鋁時，會產(chǎn)生大量的氮氧化物，嚴重污染環(huán)境。隨著活性氧化鋁產(chǎn)品的商業(yè)化，產(chǎn)品的孔容、松裝密度等技術(shù)指標達不到市場需求。1997年從中海油天津化工-氫氧化鋁、鋁酸鈉溶液、硫酸鋁溶液、-氧化鋁、活性氧化鋁等，皆為山東鋁業(yè)公司產(chǎn)品。1.2儀器及分析測定Autosorb-6B比表面、孔容測定儀；DL型顆粒強度測定儀；8078A2-TG

5、-DTA高溫型熱分析儀；26無機鹽工業(yè)第44卷第4期IR-440型紅外分光光度計；D/max2200型X射線衍射儀測定-Al2O3及其工藝過程中產(chǎn)物的物相組成，工作條件：管壓40kV，管流25mA，量程3kcps，·-Al2O3成球過程的主要產(chǎn)物是（AlOOH）nH2O、1Al（OH）3。（AlOOH）·nH2O衍射峰的d值為：0.6151、0.3187、0.2346、0.1851、0.1449、0.1435nm等；1-Al（OH）3衍射峰的d值為：0.4731、0.4366、Cu靶，掃描速度4（°）/min，步長0.02°，散射狹縫1°，發(fā)射

6、狹縫1°，接收狹縫0.3mm。松裝密度的測定執(zhí)行GB65221986標準。0.3187、0.2222、0.1721nm等。2）熟化過程的晶體生長經(jīng)成球制得的含氧化鋁水合物的氧化鋁球，需經(jīng)熟化工藝進一步使-Al2O3水化，使具有水合能力的過渡態(tài)氧化鋁水化形成（AlOOH）·nH2O、1-2實驗結(jié)果及討論2.1-Al2O3形成的途徑1）-Al（OH）3在真空條件下低溫焙燒，可獲得純的-Al2O3。2）用含水鋁鹽低溫焙燒，也可獲得-Al2O3。3）-Al（OH）3快速脫水（又稱快脫法），能制得-Al2O3，有時也伴隨有少量x-Al2O3。4）-Al（OH）3于回轉(zhuǎn)窯或旋風(fēng)焙燒窯低

7、溫焙燒，主相為-Al2O3，也含有一定數(shù)量的-Al2O3。上述方法中，1）、2）雖可得到純度高的-Al2O3，卻難以形成批量生產(chǎn)。方法3）是獲得高含量-Al2O3并具工業(yè)批量生產(chǎn)的有效方法。方法4）異相共存，是生產(chǎn)低溫1Al（OH）3，同時也使水化產(chǎn)物的晶體進一步生長，也就是使之形成更多的具膠凝性的氧化鋁水合物，進一步提高生料球的強度。3）活性氧化鋁球的物相特征及產(chǎn)品物化參數(shù)熟化活性氧化鋁球，再焙燒得到的活性氧化鋁球的X射線衍射分析表明，產(chǎn)物是以-Al2O3為主相的球形活性氧化鋁，有少量x-Al2O3、-Al2O3。-Al2O3d值為：0.276、0.241、0.228、0.1985、0.14

8、0nm等?？烀摲üに?4a的工業(yè)實踐證明，快脫法與硝酸凝膠法相比，用快脫法制得的活性氧化鋁具有大孔容、低松裝密度、大比表面積、高強度、高吸濕率的特點。工業(yè)生產(chǎn)測定結(jié)果見表1?？烀摲ㄅc硝酸-凝膠法所得球狀活性氧化鋁的測定數(shù)據(jù)對比孔容/松裝密度/吸濕率/壓碎強度/技術(shù)指標比表面積（m2···（N·顆-1）g-1）（mLg-1）（kgL-1）%結(jié)果比較提高提高降低提高提高活性Al2O3的方法之一。工業(yè)實踐表明，快脫法的產(chǎn)物主要是-Al2O3，但有時也殘存有少量的-三水鋁石-Al（OH）3、一水軟鋁石（-AlOOH），還有少量x-Al2O3。-Al2O3含量越高

9、，產(chǎn)品的質(zhì)量越好?？烀摲ㄉa(chǎn)的-Al2O3純度達95%97%，約有2.7%-Al（OH）3存在2。表12.2快脫法生產(chǎn)活性氧化鋁的工藝流程及反應(yīng)產(chǎn)物將-Al（OH）3烘干、粉碎細化后進入快速脫水工序，在600900高速湍流的熱氣流中于0.11s形成Al2O3快脫粉，粉體進入旋風(fēng)分離器得到-膠法17.2%37.5%18.8%20.6%83%Al2O3，再經(jīng)多個工序制得活性氧化鋁。工藝流程如圖1所示。2.3用大孔容擬薄水鋁石作活性氧化鋁擴孔劑在快脫法-Al2O3的優(yōu)越性得到應(yīng)用的情況下，如何尋找新的助劑，既能增大孔容、降低松裝密度，又能確保球形活性氧化鋁的強度，這是一個有待圖1快脫法生產(chǎn)活性氧化鋁

10、工藝流程示意圖努力的課題。擬薄水鋁石（AlOOH）·nH2O，n為0.0800.6023。不同結(jié)晶度、晶粒度、SiO2含量的擬薄水鋁石，其孔容、比表面積也不同，擬薄水鋁石被視為有效的擴孔劑之一。采用硫酸鋁和鋁酸鈉為原料，用并流中和可以制備低松裝密度、晶相較純的擬薄水鋁石，進而可制得低松裝密度、大孔容、高強度的氧化鋁球4。近年也有添加擬薄水鋁石提高活性氧化鋁球孔容的報道，但添加量過多會降低活性氧化鋁球的強度5-6。利用山東鋁業(yè)公司自產(chǎn)原料的優(yōu)勢，通過控制1）成球過程的水化產(chǎn)物-Al2O3與其他Al2O3同素異構(gòu)體相比，形成溫度和破壞溫度最低。-Al2O3在空氣中極易吸潮，生成氧化鋁水合

11、物，如擬薄水鋁石（AlOOH）·nH2O、1-三水鋁石1-Al（OH）3等3，正是由于形成了膠凝物質(zhì)，為大孔容、低松裝密度、高強度、大比表面積的活性氧化鋁的生產(chǎn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。2012年4月王玉玲：大孔容活性氧化鋁的生產(chǎn)27硫酸鋁溶液與鋁酸鈉溶液的反應(yīng)過程，制得孔容為實踐證明，快脫法是生產(chǎn)大孔容活性氧化鋁的有效途徑，生產(chǎn)過程無廢氣、廢液、廢渣，還可降低成本。0.84mL/g，比表面積為300.1m2/g的擬薄水鋁石，在快脫法生產(chǎn)活性氧化鋁的工藝流程中，摻加適量大孔容擬薄水鋁石，可使球狀活性氧化鋁的孔容提高到0.76mL/g。實驗結(jié)果列于表2。研究結(jié)果表明，在2）在快脫法生產(chǎn)活性氧化鋁

12、工藝過程中，摻加一定量的擬薄水鋁石，可增大活性氧化鋁的孔容。參考文獻：123456戴忠誠.快脫法制備的活性氧化鋁及其應(yīng)用J.催化劑和載體，-Al2O3中適量摻加擬薄水鋁石，是制取大孔容活性氧化鋁的有效的擴孔措施。添加擬薄水鋁石能使活性氧化鋁擴孔，但可能會增加生產(chǎn)成本；若刻意追求增大孔容，增大擬薄水鋁石的添加量，也會導(dǎo)致活性氧化鋁強度下降。應(yīng)從經(jīng)濟效益著想，權(quán)衡利弊。添加擬薄水鋁石擴大孔容的實驗結(jié)果孔容/比表面積/強度/w（擬薄水鋁石）/（mL·（m2·（N·顆-1）%g-1）g-1）表21999（4）：124-133.張海倫，俞杰，商連弟，等.工業(yè)生產(chǎn)的-氧化鋁的

13、物性研究J.無機鹽工業(yè)，2009，41（1）：57-59.羅玉長.擬薄水鋁石結(jié)構(gòu)的演化J.無機鹽工業(yè)，1998，30（2）：3-5.譚克勤，李凱榮.一種低堆比、大孔球形氧化鋁的制備J.催化劑和載體，1998（2）：79-81.賈顯鵬，閻愛萍，李明，等.樹脂原料凈化吸附劑用活鋁球的研制J.山東冶金，2005，27（1）：56-59.殷晏國，耿華國，王強.-氧化鋁成形技術(shù)研究J.山東冶金，2008，30（6）：51-52.收稿日期：2011-10-25作者簡介：王玉玲（1968），女，副教授，從事氧化鋁生產(chǎn)教學(xué)及特種氧化鋁的開發(fā)與研究。3結(jié)論1）-Al（OH）3在快脫工藝過程中，歷經(jīng)-Al2O3、

14、（AlOOH）·nH2O和1-Al（OH）3，最終產(chǎn)品是主相-Al2O3與少量的x-Al2O3、-Al2O3共存。生產(chǎn)宇部興產(chǎn)擴大樹脂添加劑用堿性硫酸鎂產(chǎn)能宇部興產(chǎn)（宇部株式會社）正著手擴大旗下樹脂添加劑用堿性硫酸鎂無機纖維產(chǎn)品“（MOS·HIGH）”MgSO4·5Mg（OH）2·3H2O的產(chǎn)能，廠房建設(shè)與設(shè)備安裝工作于2012年4月啟動，9月正式投產(chǎn)，屆時該產(chǎn)品的生產(chǎn)能力將達到2250t/a，是現(xiàn)有生產(chǎn)能力的2倍。該產(chǎn)品易燃、易溶于體液，不會沉積在生物的肺部等臟器器官，對人體危害極小，是石棉的最佳替代品，作為樹脂添加劑最終可廣泛用于汽車內(nèi)部的裝飾材料中

15、。東日本震災(zāi)之后汽車行業(yè)復(fù)蘇，是帶動宇部興產(chǎn)擴大MOS·HIGH產(chǎn)能的原因之一。賈磊譯自化學(xué)工業(yè)日報2012-03-14前已具備年產(chǎn)53萬t高濃度緩釋NPK復(fù)合肥、30萬t磷酸一銨、25萬t硫酸、15萬t磷酸的生產(chǎn)能力。作為復(fù)合肥生產(chǎn)廠家，司爾特正加速向上游礦產(chǎn)資源拓展。據(jù)年報，2012年，司爾特公司將借鑒收購馬尾山礦的經(jīng)驗，逐步推進公司周邊區(qū)域硫鐵礦的整合；適時采取收購、合作開發(fā)等方式整合磷礦石資源。另外，司爾特公司始終致力于鉀長石制鉀肥的研究，正努力推進其產(chǎn)業(yè)化進程，并根據(jù)產(chǎn)業(yè)化的需要整合鉀長石資源。張星芒供稿主要鈦白粉生產(chǎn)商再次提價2012年3月1日，杜邦鈦白科技（DuPont

16、TitaniumTechnologies）宣布將對其銷售的所有鈦白粉商品DuPontTMTi-Pure誖進行提價，西歐、中歐以及北非地區(qū)產(chǎn)品凈價漲幅約為195.7美元/t，東歐、中東及撒哈拉以南非洲地區(qū)凈價漲幅為200美元/t。2012年3月5日，特諾公司（Tronox司爾特獲馬尾山硫鐵礦采礦證2012年2月24日，安徽省司爾特肥業(yè)股份有限公司發(fā)布公告稱，該公司收到安徽省國土資源廳頒發(fā)的采礦許可證，正式取得宣城市宣州區(qū)馬尾山硫鐵礦采礦權(quán)。馬尾山硫鐵礦開采礦種為硫鐵礦、高嶺土；生產(chǎn)規(guī)模為硫鐵礦6萬t/a、高嶺土3萬t/a；礦區(qū)面積為0.316km2；采礦證有效期3a，自2012年5月11日至2015年5月11日。司爾特主要從事國家大力支持、鼓勵發(fā)展的高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，主要產(chǎn)品為高濃度緩釋NPK復(fù)合肥系列產(chǎn)品以及磷酸一銨，中間產(chǎn)品包