CN102807242A - 一种连续分解生产微粉氢氧化铝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,该方法中微粉分解过程是连续的,即铝酸钠溶液和种子连续向连续分解槽的首槽进料,首槽及各后级槽过料是靠前级槽高度差产生的静压能来完成,料浆到达末槽后分解合格过滤洗涤烘干得微粉氢氧化铝。本发明提供的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,使用常规的铝酸钠溶液通过常规搅拌进行分解,设备简单投资少,工艺容易控制,产品粒度等指标稳定性好;同时流程封闭性好,漏点少,对环境友好。

Description

一种连续分解生产微粉氢氧化铝的方法
技术领域
本发明涉及微粉氢氧化铝的生产方法,特别涉及一种连续分解生产微粉氢氧化铝的方法。
背景技术
微粉氢氧化铝是一种环保型阻燃填料,主要应用于低烟无卤电缆料、复合绝缘子、覆铜板等行业。
电线电缆的阻燃问题在二十世纪70年代就引起世界各国的普遍关注,作为电力传输系统,阻燃性能显得尤为重要。传统阻燃电缆的绝缘和护套材料,广泛采用含卤聚合物或使用含卤阻燃剂,这些含卤材料具有优良的阻燃性,但一旦燃烧时,会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体,这种烟雾和腐蚀性气体会造成“二次灾害”。因此,越来越多的场合要求使用无卤或低卤的低烟低毒电线电缆。微粉氢氧化铝就是一种优良的低烟无卤电缆填充剂,它价格低廉,受热脱水会吸收大量的热,能起到降低可燃物的温度从而达到熄火的目的;同时由于微粉氢氧化铝分解后生成的粉状物可以起到隔绝空气能起自熄作用。所以近年来,作为阻燃材料微粉氢氧化铝发展很快,是未来阻燃材料发展的主要趋势。
微粉氢氧化铝主要的生产工艺为铝酸钠溶液加种子搅拌分解,在种子制备上有砂磨法和中和法两种工艺。在生产组织上一般都是单槽间歇式分解,即分解一槽洗涤一槽,这种工艺设备利用率低,生产效率不高。本专利提供的技术变间断化分解为连续分解,设备紧凑,更适合工业化大生产,能极大的节省人工,同时生产的产品粒度稳定,吸油率及杂质含量等指标都能达到标准。
日本住友化学工业株式会社专利CN93119973.5公开了一种连续生产氢氧化铝的技术,其工艺为分解设备需要配备高剪切速率搅拌进行连续生产,同时是它使用的原料为醇铝盐,原料成本和设备投资都较高,中国专利CN87101379.7公开了一种生产氢氧化铝的方法,其工艺为连续分解工艺,以烧结法精液为原料,砂状氧化铝为晶种,从首槽进料进行连续分解,同时首槽和二槽需通入压缩空气来强化搅拌进行分解,同时专利CN87101379.7提供的技术为生产砂状氧化铝(产品粒度+45μm含量要求大于88%)的工艺,而非微粉氢氧化铝。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种常规搅拌分解、投资少、工艺容易控制、产品粒度稳定性好的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,微粉分解过程是连续的,即铝酸钠溶液和种子连续向连续分解槽的首槽进料,首槽及各后级槽过料是靠前级槽高度差产生的静压能来完成,料浆到达末槽后分解合格过滤洗涤烘干得微粉氢氧化铝。
进一步地,所述连续分解槽是将首槽、二级槽、…、末槽等分解槽通过管道连结起来,组成连续分解单元,所述分解槽个数大于或等于4个。
进一步地,所述首槽的αk控制在1.6~1.8、温度控制在55~75℃,所述末槽的αk控制在3.2~3.8、温度控制在50~65℃。
优选地,所述首槽的αk控制在1.6~1.8、温度控制在55~75℃,所述末槽的αk控制在3.0以上、温度控制在50~60℃。
进一步地,在首槽到末槽之间的槽的αk控制是在上槽基础上依次升高,且在上槽基础上升高0.2~0.5;在首槽到末槽之间的槽的温度控制是在上槽基础上依次降低。
进一步地,所述料浆从进入首槽到到达末槽的分解时间为8~30小时。
进一步地,所述种子为用氢氧化铝湿法研磨制备的晶种,粒度磨制到0.6~3.0μm,所述氢氧化铝为碳分或种分氢氧化铝,中位粒度d50为5~110μm。
进一步地,所述氢氧化铝湿法研磨所用的磨制设备为球磨机,研磨介质为玻璃球或锆球,研磨时间为1~16小时,固含控制在150~600g/l。
优选地,所述球磨机研磨介质为锆球,研磨时间为2~10小时,晶种的固含为200~400g/l,种子粒度为1.2~2.3μm,所述氢氧化铝为碳分氢氧化铝,中位粒度d50为6~20μm。
进一步地,所述铝酸钠溶液成份:Nt:95~160g/l;Al2O3:90~160g/l;Nc:10~25g/l;αk:1.4~1.8。
进一步地,所述铝酸钠溶液和种子是连续并流进料,铝酸钠溶液和种子的液量比为5~60。
本发明提供的一种连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,使用常规的铝酸钠溶液通过常规搅拌进行分解,设备简单、通用、投资少,工艺容易控制,生产产品粒度等指标稳定性好;同时流程封闭性好,漏点少,对环境友好。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的微粉氢氧化铝电镜示意图。
图2为本发明实施例2提供的微粉氢氧化铝电镜示意图。
图3为本发明实施例3提供的微粉氢氧化铝电镜示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供的一种连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,将铝酸钠溶液与种子按一定的液量比用泵打入连续分解槽中,从连续分解槽的首槽向后连续流动进行分解,料浆到达末槽后分解合格,过滤、洗涤、烘干则得微粉氢氧化铝,整个分解过程从进料到分解再到洗涤烘干都是连续的。
其中,连续分解槽是将首槽、二级槽、…、末槽等分解槽通过管道连结起来,组成连续分解单元,分解槽个数大于或等于4个,分解槽个数优选5~10个。
其中,首槽的αk控制在1.5~2.0,优选在1.6~1.8;温度控制在50~80℃,优选在55~75℃;末槽的αk控制在3.0~4.0优选在3.2~3.8;温度控制在50~70℃,优选在50~65℃。
其中,在首槽到末槽之间的槽的αk控制是在上槽基础上依次升高,且在上槽基础上升高0.2~0.5;在首槽到末槽之间的槽的温度控制是在上槽基础上依次降低。
其中,从首槽开始进料到到达末槽的时间为料浆分解时间,料浆分解时间为8~30小时。
其中,种子是磨制原料为碳分或种分氢氧化铝,最佳的原料为碳分氢氧化铝;磨制种子所用原料粒度为5~110μm,优选粒度为6~20μm。种子是用氢氧化铝湿法研磨制备的晶种,粒度磨制到0.6~3.0μm,粒度优选为1.2~2.3μm。
其中,氢氧化铝湿法研磨所用的磨制设备为球磨机,研磨介质为玻璃球或锆球,球磨机研磨介质优选为锆球;研磨时间为1~16小时,研磨时间优选为2~10小时;晶种的固含控制在150~600g/l,固含优选为200~400g/l。
其中,铝酸钠精液成份:Nt:95~160g/l;Al2O3:90~160g/l;Nc:10~25g/l;αk:1.4~1.8。
其中,铝酸钠溶液和种子是连续并流进料,铝酸钠溶液和种子的液量比为5~60,连续进料的液量优选在10~40。
下面通过实施例具体说明本发明提供的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法:
实施例1
种子及分解原液(铝酸钠溶液)的特性如表1所示;分解工艺条件如表2及表3所示。分解原液和种子按表2所示的液量向首槽进料,各槽的控制温度如表2所示。料浆从首槽开始向各后级槽流动进行分解,达到末槽后分解合格过滤洗涤烘干则得微粉氢氧化铝产品,所得微粉氢氧化铝电镜图如图1所示。
表1  原料特性
Figure BDA00002041385300051
表2  工艺条件
Figure BDA00002041385300052
表3  各槽αk
槽次   首槽   二级槽   三级槽   末槽
  数值   1.9   2.2   2.5   3.0
实施例2
种子及分解原液成份如表4所示,分解工艺条件如表5及表6所示。向首槽进料,料浆向各后级槽流动进行分解,达到末槽后分解合格过滤洗涤烘干则得微粉氢氧化铝,所得微粉氢氧化铝电镜图如图2所示。
表4  原料特性
Figure BDA00002041385300061
表5  工艺条件
表6  各槽αk
槽次   首槽   二级槽   三级槽   末槽
  数值   1.8   2.3   2.7   3.1
实施例3
种子及分解原液成份如表7所示,分解工艺条件如表8及表9所示。料浆从首槽进料,向各后级槽流动分解,到达末槽后分解合格过滤洗涤烘干则得微粉氢氧化铝,所得微粉氢氧化铝电镜图如图1所示。
表7  原料特性
Figure BDA00002041385300071
表8  工艺条件
Figure BDA00002041385300072
表9  各槽αk
槽次   首槽   二级槽   三级槽   四槽   末槽
  数值   1.7   2.2   2.5   2.9   3.4
本发明实施例提供的一种连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,三个实施例所得微粉氢氧化铝的各项检测指标如表10所示:
表10  实施例检测指标
本发明提供的一种连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,具有如下优点:
(1)简化了操作,质量控制点大大减少,有利于稳定工艺。
(2)由于精液和种子连续进料,各后级槽过料靠高度差溢流进行,因此减少了过料泵的装机数量,有利于节能和设备投资。
(3)随后的工业化试验表明,连续分解的样品粒度更稳定,吸油率、杂质含量等各项指标都比单槽分解要好。
(4)连续分解可以修正铝酸钠溶液指标波动对产品质量的影响。
最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,其特征在于:微粉分解过程是连续的,即铝酸钠溶液和种子连续向连续分解槽的首槽进料,首槽及各后级槽过料是靠前级槽高度差产生的静压能来完成,料浆到达末槽后分解合格过滤洗涤烘干得微粉氢氧化铝。
2.根据权利要求1所述的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,其特征在于:所述连续分解槽是将包含首槽和末槽在内的多级分解槽依次通过管道连结起来,组成连续分解单元,所述分解槽个数大于或等于4个。
3.根据权利要求2所述的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,其特征在于:所述首槽的αk控制在1.5~2.0、温度控制在50~80℃,所述末槽的αk控制在3.0~4.0、温度控制在50~70℃。
4.根据权利要求3所述的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,其特征在于:所述首槽的αk控制在1.6~1.8、温度控制在55~75℃,所述末槽的αk控制在3.2~3.8、温度控制在50~65℃。
5.根据权利要求3或4所述的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,其特征在于:在首槽到末槽之间的槽的αk控制是在上槽基础上依次升高,且在上槽基础上升高0.2~0.5;在首槽到末槽之间的槽的温度控制是在上槽基础上依次降低。
6.根据权利要求5所述的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,其特征在于:所述料浆从进入首槽到到达末槽的分解时间为8~30小时。
7.根据权利要求1所述的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,其特征在于:所述种子为用氢氧化铝湿法研磨制备的晶种,粒度为0.6~3.0μm,所述氢氧化铝为碳分或种分氢氧化铝,中位粒度d50为5~110μm。
8.根据权利要求7所述的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,其特征在于:所述氢氧化铝湿法研磨所用的设备为球磨机,研磨介质为玻璃球或锆球,研磨时间为1~16小时,固含控制在150~600g/l。 
9.根据权利要求8所述的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,其特征在于:所述球磨机研磨介质为锆球,研磨时间为2~10小时,晶种的固含为200~400g/l,种子粒度为1.2~2.3μm,所述氢氧化铝为碳分氢氧化铝,中位粒度d50为6~20μm。
10.根据权利要求1所述的连续分解生产微粉氢氧化铝的方法,其特征在于,所述铝酸钠溶液和种子是连续并流进料,铝酸钠溶液和种子的液量比为5~60;所述铝酸钠溶液成份为:Nt:95~160g/l;Al2O3:90~160g/l;Nc:10~25g/l;αk:1.4~1.8。 
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