CN112047367A - 高活性氢氧化铝晶体、低锌氢氧化铝及其制备方法、氧化铝 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高活性氢氧化铝晶体、低锌氢氧化铝及其制备方法、氧化铝，所述高活性氢氧化铝晶体的制备方法为：将氢氧化铝晶种添加入铝酸钠溶液中进行簇聚反应，以获得高活性氢氧化铝晶体，所述氢氧化铝晶种的加入质量为1g/L～100g/L铝酸钠溶液，所述氢氧化铝晶种的氢氧化铝粒度D₅₀为1μm～60μm；所述铝酸钠溶液满足如下条件：Na₂O_k质量浓度为100g/L～200g/L，苛性比α_k为1.2～2.0；所述簇聚反应温度为65℃～90℃。使用高活性氢氧化铝晶体吸附铝酸钠溶液中的锌，后分解反应获得低锌氢氧化铝。用高活性氢氧化铝晶体作为脱锌剂不引入新的杂质，环保、成本低、效率高，脱锌渣能得到高值化利用。

Description

高活性氢氧化铝晶体、低锌氢氧化铝及其制备方法、氧化铝

技术领域

本发明涉及氧化铝生产技术领域，特别涉及一种低锌氢氧化铝及其制备方法、氧化铝。

背景技术

杂质是影响氧化铝产品质量的重要因素之一。锌是铝土矿中的一种杂质，经高温高压溶出进入氧化铝生产流程中，在分解过程随产品析出进入氢氧化铝中，进而污染氧化铝产品。锌的标准电极电位为-0.762V，铝的标准电极电位为-1.66V，由于锌的电位高于铝，在铝电解过程中被还原成金属单质，污染铝锭，影响铝锭纯度。氧化铝产品中锌含量超标会影响铝电解电流效率、铝锭纯度及材料性能。电解槽电解质中锌含量每增加0.01％，电流效率下降0.13％，而且影响材料机械性能，锌含量高的铝型材脆性大，延展性差。国家标准(GB/T1196-2017)中规定铝锭中锌含量不得超过0.03％，要满足上述指标，氧化铝产品中锌含量需低于0.01％。而我国广西地区铝土矿中锌含量高，造成该地区氧化铝企业中氧化铝中锌含量处于较高水平(>0.015％)，而且氧化铝产品中锌含量超标已成为影响氧化铝企业产品质量“卡脖子”的问题，严重影响下游铝电解企业技术经济指标和铝锭质量，也已成为提升氧化铝企业产品品质和企业核心竞争力面临的主要瓶颈之一。

目前，公知的氧化铝脱锌方法可分为化学方法和物理方法。化学方法通过加入无机或有机脱锌剂，与锌生成难溶化合物或者络合物进行脱除，主要有硫化钠法、黄铁矿法、高硫铝土矿法、二硫代氨基甲酸盐法等；物理方法是通过物理吸附作用将铝酸钠溶液中的锌除去。

专利申请US2885261A公开了在铝酸钠溶液中加硫化钠脱锌的方法。先以单质硫为原料加入溶出矿浆中，但150℃仅有38％的S转化成硫化钠，脱锌率较低而且造成系统污染。又在沉降槽中加入硫化钠进行脱锌，同样效果并不理想。

专利申请US4282191A公开了通过增大ZnS晶种的活度，使Na₂S和ZnS晶种的添加量都大幅减少，铝酸钠溶液中锌脱除效果较好，但这种方法成本较高，利用Na₂S脱锌周期较长，影响企业生产效率。上述脱锌方法会引入新的杂质(硫)，而且系统中S2-保持较高水平时，系统中锌的净化效果才显著，且硫化钠价格较为昂贵，脱锌成本高，特别是硫化钠过量，会带来管道腐蚀、产品铁超标等问题。而且当硫酸盐含量超过8g/L时，会使生产系统出现跑混、结疤等问题，而且Na₂S与拜耳液中的Zn²⁺杂质生成的ZnS沉淀物，粒度小易形成胶体，难以过滤除去。

专利申请US4414115A公开了一种物理吸附脱锌的方法，其原理是Fe₂O₃对锌等杂质金属有吸附作用，基于此原理设计了一套装有Fe₂O₃颗粒的柱状过滤设备，通过调整Fe₂O₃颗粒大小以及过滤介质高度，可以获得良好的脱锌效果，即可将铝酸钠溶液中锌的含量由24mg/L降低至5～9mg/L。物理法脱锌工艺尽管可以避免过量硫和有机物对生产系统造成的影响，但由于过滤层需要定期清洗和更换，而且在清洗过程中设备易受酸碱腐蚀，过滤装置寿命受到严重影响，难以进行大规模产业化应用。

以上的现有脱锌技术具有一定脱锌效果，但会引入新杂质，并对生产系统造成诸如产品中铁含量高、设备腐蚀严重、赤泥沉降速度慢、系统有机物高等一系列负面影响，脱锌的效率低，成本高、环境污染大、流程复杂。因此，如何开发一种低锌氢氧化铝、氧化铝，不引入新的杂质，不会对系统造成负面影响，而且脱除效率高，工艺流程简单，而且成本低，绿色环保，成为冶金工作者研究的关键问题。

发明内容

本发明目的是提供一种高活性氢氧化铝晶体、低锌氢氧化铝及其制备方法、氧化铝，利用来自氧化铝生产流程中的产生的新产品-小颗粒簇聚转态的高活性氢氧化铝晶体作为脱锌剂，不仅不引入新的杂质，不会对系统造成负面影响，而且脱除效率高，成本低、工艺流程简单，吸附锌的氢氧化铝由于其特殊的晶体结构，是一种高附加值的产品，可用于铝盐生产原料。

为了实现上述目的，本发明提供了所述的高活性氢氧化铝晶体的制备方法，所述方法包括：

将氢氧化铝晶种添加入铝酸钠溶液中进行簇聚反应，以获得高活性氢氧化铝晶体，

其中，所述氢氧化铝晶种的加入质量为1g/L铝酸钠溶液～100g/L铝酸钠溶液，所述氢氧化铝晶种的氢氧化铝粒度D₅₀为1μm～60μm；所述铝酸钠溶液满足如下条件：Na₂O_k质量浓度为100g/L～200g/L，苛性比α_k为1.2～2.0；所述簇聚反应温度为65℃～90℃。

进一步地，所述簇聚反应温度为70℃～80℃，反应时间为30min～90min。

本发明还提供了一种高活性氢氧化铝晶体，所述高活性氢氧化铝晶体呈小颗粒簇聚转态，XRD图谱在衍射角2θ为18.2±0.2、20.2±0.2、20.5±0.2、26.8±0.2、27.9±0.2、36.2±0.2、36.5±0.2、37.6±0.2、44.1±0.2、50.4±0.2、54.3±0.2处有特征峰。

本发明还提供了一种低锌氢氧化铝的制备方法，所述方法包括：

获得铝酸钠溶液和氢氧化铝晶种，所述铝酸钠溶液满足如下条件：Na₂O_k质量浓度为100g/L～200g/L，苛性比α_k为1.2～2.0，所述铝酸钠溶液含有Zn；所述氢氧化铝晶种的氢氧化铝粒度D₅₀为1μm～60μm；

将所述铝酸钠溶液和所述氢氧化铝晶种进行簇聚反应，获得浆体，所述簇聚反应温度为65℃～90℃，所述氢氧化铝晶种的加入质量为1g/L铝酸钠溶液～100g/L铝酸钠溶液；

将所述浆体固液分离，获得液体和吸附锌的高活性氢氧化铝晶体；

将所述液体进行晶种分解反应，获得低锌氢氧化铝。

进一步地，所述铝酸钠溶液中Zn浓度为0.01g/L～0.15g/L。

进一步地，所述获得铝酸钠溶液，包括：

获得精制高温铝酸钠溶液，将所述精制高温铝酸钠溶液进行降温，获得温度为65℃～90℃的所述铝酸钠溶液。

进一步地，所述将所述液体进行晶种分解反应，获得低锌氢氧化铝，包括：

将所述液体加入氢氧化铝晶种A进行分解反应，获得低锌氢氧化铝，所述氢氧化铝晶种A的加入量700g/L～900g/L铝酸钠溶液，所述氢氧化铝晶种A中氢氧化铝粒度D₅₀为65μm～85μm；所述分解反应温度为62℃～50℃，反应时间为40h～50h。

进一步地，所述吸附锌的氢氧化铝是一种高附加值的产品，可作为铝盐的生产原料，所述铝盐包括聚合氯化铝、硫酸铝中的一种。

本发明还提供了一种所述方法制备得到的低锌氢氧化铝。所述低锌氢氧化铝中ZnO的质量分数<0.006％。

本发明还提供了一种低锌氧化铝，所述低锌氧化铝由所述的低锌氢氧化铝焙烧获得。所述低锌氧化铝中锌的质量分数<0.01％。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有根据下技术效果或优点：

本发明提供的一种低锌氢氧化铝及其制备方法、氧化铝，本申请人发现，在特定的铝酸钠溶液(所述铝酸钠溶液浓度为：Na₂O_k：100g/L～200g/L，苛性比α_k：1.2～2.0)中加入氢氧化铝晶种(氢氧化铝晶种的加入量为1g/L～100g/L铝酸钠溶液，氢氧化铝粒度D₅₀为1μm～60μm)在65℃～90℃下发生簇聚反应，生成具有特殊晶体结构的高活性氢氧化铝晶体，此类氢氧化铝呈小颗粒簇聚转态，具有良好吸附性能，可以确保铝酸钠溶液脱锌效率较高，与现有技术相比，本发明不引入新的杂质、工艺流程简单、成本低，而且投资少，适宜于以高锌铝土矿生产氧化铝企业推广应用，本发明方法脱锌率高达到90％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种低锌氢氧化铝的制备方法的流程图；

图2是本发明实施例1提供的一种低锌氢氧化铝的制备过程中小颗粒簇聚转态高活性氢氧化铝晶体的SEM图；

图3是本发明实施例1提供的一种低锌氢氧化铝的制备过程中小颗粒簇聚转态高活性氢氧化铝晶体的XRD图；

图4是本发明对比例1提供的常规的氢氧化铝晶体的SEM图；

图5是本发明对比例1提供的常规的氢氧化铝晶体的XRD图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为根据本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路根据下：

根据本发明一种典型的实施方式，提供一种高活性氢氧化铝晶体的制备方法所述方法包括：

将氢氧化铝晶种添加入铝酸钠溶液中进行簇聚反应，以获得高活性氢氧化铝晶体，

其中，所述氢氧化铝晶种的加入质量为1g/L铝酸钠溶液～100g/L铝酸钠溶液，所述氢氧化铝晶种的氢氧化铝粒度D₅₀为1μm～60μm；

所述铝酸钠溶液满足如下条件：Na₂O_k质量浓度为100g/L～200g/L，苛性比α_k为1.2～2.0；

所述簇聚反应温度为65℃～90℃。

根据本发明一种典型的实施方式，提供一种高活性氢氧化铝晶体，如图2的SEM图所示，所述高活性氢氧化铝晶体呈小颗粒簇聚转态，如图3所示XRD图谱在衍射角2θ为18.2±0.2、20.2±0.2、20.5±0.2、26.8±0.2、27.9±0.2、36.2±0.2、36.5±0.2、37.6±0.2、44.1±0.2、50.4±0.2、54.3±0.2处有特征峰。

现有技术中高活性氢氧化铝晶体，如图4的SEM图所示，呈大颗粒；如图5所示XRD图谱在衍射角2θ为18.3±0.2、20.3±0.2、20.6±0.2、26.9±0.2、28.0±0.2、36.3±0.2、36.6±0.2、37.7±0.2、44.2±0.2、50.5±0.2、54.4±0.2处有特征峰。

以上数据表明，本申请提供的高活性氢氧化铝晶体为与现有技术常规的氢氧化铝晶体不同的新氢氧化铝晶型。

这两种XRD图是有区别，物相组成基本一样，与普通氢氧化铝相比较，本申请这种在特定工艺条件下生成的簇聚状结晶不完整，晶体显微结构不同，脱锌效果更好。

氢氧化铝物相有三种，另外两种是拜耳石和诺尔石，但这两种一般在低温、低碱浓度下才能生成。

本申请针对含硫脱锌剂，对环境有污染而且对生产系统带来一系列负面影响，氢氧化铝来源于流程里，简单易得，而且环保高效。

根据本发明另一种典型的实施方式，提供一种低锌氢氧化铝的制备方法，包括：

获得铝酸钠溶液和氢氧化铝晶种，所述铝酸钠溶液满足如下条件：Na₂O_k质量浓度为100g/L～200g/L，苛性比α_k为1.2～2.0，所述铝酸钠溶液含有Zn；所述氢氧化铝晶种的氢氧化铝粒度D₅₀为1μm～60μm；

将所述铝酸钠溶液和所述氢氧化铝晶种进行簇聚反应，获得浆体，所述簇聚反应温度为65℃～90℃，所述氢氧化铝晶种的加入质量为1g/L铝酸钠溶液～100g/L铝酸钠溶液；

将所述浆体固液分离，获得液体和吸附锌的高活性氢氧化铝晶体；

将所述液体进行晶种分解反应，获得低锌氢氧化铝。

本申请人发现，在特定的铝酸钠溶液(所述铝酸钠溶液浓度为：Na₂O_k：100g/L～200g/L，苛性比α_k：1.2～2.0)中加入氢氧化铝晶体(氢氧化铝粒度D₅₀为1μm～60μm)在65℃～90℃下发生簇聚反应，生成具有特殊晶体结构的高活性氢氧化铝，此类氢氧化铝呈小颗粒簇聚转态，具有良好吸附性能，可以确保铝酸钠溶液脱锌效率较高，与现有技术相比，本发明不引入新的杂质、工艺流程简单、成本低，而且投资少，适宜于以高锌铝土矿生产氧化铝企业推广应用，本发明方法脱锌率高达到90％以上。在该条件下，铝酸钠溶液也会进行少量的分解，但铝酸钠溶液分解率控制<2.0％。

本发明的高活性氢氧化铝晶体可以对Zn浓度为0.01g/L～0.15g/L铝酸钠溶液的锌进行吸附，即高活性氢氧化铝晶体的最大吸附量可达到0.15g/L。铝酸钠溶液中最大锌含量也就0.025g/L，因此可以对绝大部分的锌进行吸附，脱锌率高达到90％以上。

现有的高活性氢氧化铝晶体也可以净化吸附精液中杂质锌效率不高，至少需要50h才有30％的吸附率；而且固含很大，高达800g/L。

本发明的高活性氢氧化铝晶体只需3h就能达到90％以上脱锌率，固含为10～50g/L。

本发明中簇聚反应需要同时满足以下3个条件，才能制备出本发明的高活性氢氧化铝晶体：

(1)所述铝酸钠溶液满足如下条件：Na₂O_k质量浓度为100g/L～200g/L，苛性比α_k为1.2～2.0：

(2)所述氢氧化铝晶种的加入质量为1g/L～100g/L铝酸钠溶液，所述氢氧化铝晶种的氢氧化铝粒度D₅₀为1μm～60μm；

(3)所述簇聚反应温度为65℃～90℃；

以上3个条件，任一条件不满足，均不能制备得到本申请的高活性氢氧化铝晶体，因此不能对铝酸钠溶液中的锌进行吸附，不能得到低锌氢氧化铝产品和低锌氧化铝产品。

所述簇聚反应时间为5min～180min；作为优选的实施方式，所述簇聚反应温度为70℃～80℃，反应时间为30min～90min。在该反应条件下，有晶体簇聚颗粒尺寸小、酸溶率高、吸附性能好等优点。

作为优选的实施方式，所述获得铝酸钠溶液，包括：

获得精制高温铝酸钠溶液，将所述精制高温铝酸钠溶液进行降温，获得温度为65℃～90℃的所述铝酸钠溶液。

所述吸附锌的小颗粒簇聚转态高活性氢氧化铝晶体中锌的浓度为0.01g/L～0.15g/L。表明所述小颗粒簇聚转态高活性氢氧化铝晶体吸附锌能力较大，最大可以对锌的浓度为0.15g/L的铝酸钠溶液进行脱锌后仍然可以得到的低锌氢氧化铝，使得所述低锌氢氧化铝中ZnO的质量分数<0.006％。当对锌含量大于0.15g/L的铝酸钠溶液进行脱锌，仍然可以脱锌，只是制得的氢氧化铝产品中ZnO的质量分数难以<0.006％。

作为优选的实施方式，所述将所述液体进行晶种分解反应，获得低锌氢氧化铝，包括：

将所述液体加入氢氧化铝晶种A进行分解反应，获得低锌氢氧化铝，所述氢氧化铝晶种A的加入量700g/L～900g/L，所述氢氧化铝晶种A中氢氧化铝粒度D₅₀为65μm～85μm。所述分解反应温度为62℃～50℃，反应时间为40h～50h。该分解反应的条件为常规设置，在该反应条件下能更好地进行分解反应。

作为优选的实施方式，所述吸附锌的高活性氢氧化铝晶体作为铝盐的生产原料，所述铝盐包括聚合氯化铝、硫酸铝中的一种。所述吸附锌的高活性氢氧化铝晶体作为高附加值新产品-铝盐专用超细氢氧化铝，可用于铝盐生产。

根据本发明另一种典型的实施方式，提供一种采用所述方法制备得到的低锌氢氧化铝，所述低锌氢氧化铝中ZnO的质量分数<0.006％。

根据本发明另一种典型的实施方式，提供一种低锌氧化铝，所述低锌氧化铝由所述的低锌氢氧化铝焙烧获得，所述低锌氧化铝中锌的质量分数<0.01％。

下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的一种低锌氢氧化铝及其制备方法、氧化铝进行详细说明。

实施例1

将成分为：Na₂O_k：100g/L，α_k：1.2，Zn浓度为0.15g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器用母液作为介质进行降温，精液成分为：得到90℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:1μm，氢氧化铝晶种的加入量为100g/L，反应温度为90℃，反应时间为100min，脱锌后精液中锌含量为0.005g/L，脱锌率为95％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.0035％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0054％。

实施例2

将成分为：Na₂O_k：120g/L，α_k：1.3，Zn浓度为0.09g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器母液作为介质进行降温，得到85℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:5μm，氢氧化铝晶种的加入量为90g/L，反应温度为85℃，反应时间为180min，脱锌后精液中锌含量为0.009g/L，脱锌率为90％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.0058％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0089％。

实施例3

将成分为：Na₂O_k：130g/L，α_k：1.4，Zn浓度为0.08g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器用母液作为介质进行降温，得到80℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:10μm，氢氧化铝晶种的加入量为80g/L，反应温度为80℃，反应时间为140min，脱锌后精液中锌含量为0.012g/L，脱锌率为85％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.0059％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0091％。

实施例4

将成分为：Na₂O_k：140g/L，α_k：1.45，Zn浓度为0.07g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器用母液作为介质进行降温，得到75℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:15μm，氢氧化铝晶种的加入量为70g/L，反应温度为75℃，反应时间为120min，脱锌后精液中锌含量为0.012g/L，脱锌率为83％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.0057％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0088％。

实施例5

将成分为：Na₂O_k：150g/L，α_k：1.5，Zn浓度为0.06g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器用母液作为介质进行降温，得到70℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:30μm，氢氧化铝晶种的加入量为60g/L，反应温度为70℃，反应时间为100min，脱锌后精液中锌含量为0.012g/L，脱锌率为80％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.0059％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0091％。

实施例6

将成分为：Na₂O_k：160g/L，α_k：1.6，Zn浓度为0.05g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器用水作为介质进行降温，得到65℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:40μm，氢氧化铝晶种的加入量为50g/L，反应温度为65℃，反应时间为90min，脱锌后精液中锌含量为0.011g/L，脱锌率为78％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.0056％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0086％。

实施例7

将成分为：Na₂O_k：170g/L，α_k：1.7，Zn浓度为0.04g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器用水作为介质进行降温，得到65℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:50μm，氢氧化铝晶种的加入量为40g/L，反应温度为65℃，反应时间为80min，脱锌后精液中锌含量为0.010g/L，脱锌率为75％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.0055％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0085％。

实施例8

将成分为：Na₂O_k：180g/L，α_k：1.8，Zn浓度为0.03g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器用水作为介质进行降温，得到65℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:60μm，氢氧化铝晶种的加入量为30g/L，反应温度为65℃，反应时间为70min，脱锌后精液中锌含量为0.009g/L，脱锌率为70％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.0051％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0079％。

实施例9

将成分为：Na₂O_k：190g/L，α_k：1.9，Zn浓度为0.02g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器用水作为介质进行降温，得到70℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:60μm，氢氧化铝晶种的加入量为30g/L，反应温度为70℃，反应时间为60min，脱锌后精液中锌含量为0.007g/L，脱锌率为65％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.0045％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0069％。

实施例10

将成分为：Na₂O_k：200g/L，α_k：2.0，Zn浓度为0.015g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器用水作为介质进行降温，得到80℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:60μm，氢氧化铝晶种的加入量为30g/L，反应温度为70℃，反应时间为10min，脱锌后精液中锌含量为0.006g/L，脱锌率为60％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.004％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0062％。

实施例11

将成分为：Na₂O_k：200g/L，α_k：1.4，Zn浓度为0.012g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器用水作为介质进行降温，得到80℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:70μm，氢氧化铝晶种的加入量为5g/L，反应温度为80℃，反应时间为8min，脱锌后精液中锌含量为0.005g/L，脱锌率为58％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.0035％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0054％。

实施例12

将成分为：Na₂O_k：170g/L，α_k：1.5，Zn浓度为0.010g/L的精制高温铝酸钠溶液送至板式换热器用水作为介质进行降温，得到85℃的降温精液，降温精液用泵送至反应槽，加入氢氧化铝晶种搅拌混合，晶种氢氧化铝粒度D₅₀:70μm，氢氧化铝晶种的加入量为5g/L，反应温度为85℃，反应时间为5min，脱锌后精液中锌含量为0.005g/L，脱锌率为50％。得到含锌氢氧化铝浆体进行固液分离，固体为含锌氢氧化铝，液相返回分解工序继续分解，含锌氢氧化铝为超细氢氧化铝，可以作为生产铝盐原料，脱锌精液继续分解，氢氧化铝产品中锌含量0.0030％，煅烧成氧化铝，氧化铝产品中锌含量为0.0046％。

对比例1

该对比例为现有技术中常规氢氧化铝晶体。

对比例2-对比例11

对比例2-对比例11在实施例1的基础上对铝酸钠溶液、氢氧化铝晶种、簇聚反应条件中的一些参数进行了改变，具体见表1所示。

表1

将各实施例和对比例中锌含量和脱锌率统计如表2所示。

表2

由表2的数据可知：

对比例2中，铝酸钠溶液Na₂O_k：80g/L，小于本发明100g/L～200g/L的范围，脱锌率在50h才10％；

对比例3中，铝酸钠溶液Na₂O_k：250g/L，大于本发明100g/L～200g/L的范围，脱锌率在50h才12％；

对比例4中，铝酸钠溶液苛性比α_k：1.0，小于本发明1.2～2.0的范围，脱锌率在50h才15％；

对比例5中，铝酸钠溶液苛性比α_k：2.5，大于本发明1.2～2.0的范围，脱锌率在50h才15％；

对比例6中，氢氧化铝晶种的加入量为0.5g/L，小于本发明1g/L～100g/L的范围，脱锌率在50h才18％；

对比例7中，氢氧化铝晶种的加入量为150g/L，大于本发明1g/L～100g/L的范围，脱锌率在50h才20％；

对比例8中，氢氧化铝晶种的粒度为0.5μm，小于本发明1μm～60μm的范围，脱锌率在50h才22％；

对比例9中，氢氧化铝晶种的粒度为60μm，大于本发明1μm～60μm的范围，脱锌率在50h才24％；

对比例10中，簇聚反应温度为60℃，小于本发明65℃～90℃的范围，脱锌率在50h才25％；

对比例11中，簇聚反应温度为100℃，大于本发明65℃～90℃的范围，脱锌率在50h才28％；

对比例2-对比例11中，反应条件不在本发明的范围内，均不能制备得到本申请的高活性氢氧化铝晶体，因此不能对铝酸钠溶液中的锌进行很好的吸附，不能得到低锌氢氧化铝产品和低锌氧化铝产品。但也有吸附作用，只是吸附效果差，深层原因可能是铝离子具有两性，表面酸性强弱不同。

实施例1-12中，脱锌率达50％～95％；表明本发明中簇聚反应需要同时满足以下3个条件，才能制备出本发明的高活性氢氧化铝晶体：(1)所述铝酸钠溶液浓度为：Na₂O_k：100g/L～200g/L，苛性比α_k：1.2～2.0：(2)所述氢氧化铝晶种的加入量为1g/L～100g/L，氢氧化铝粒度D₅₀为1μm～60μm；(3)所述簇聚反应温度为65℃～90℃；以上3个条件，任一条件不满足，均不能制备得到本申请的高活性氢氧化铝晶体，因此不能对铝酸钠溶液中的锌进行吸附，不能得到低锌氢氧化铝产品和低锌氧化铝产品。

附图2-附图5的说明：

如图2的SEM图所示，本发明的高活性氢氧化铝晶体呈小颗粒簇聚转态，如图3所示XRD图谱在衍射角2θ为18.2±0.2、20.2±0.2、20.5±0.2、26.8±0.2、27.9±0.2、36.2±0.2、36.5±0.2、37.6±0.2、44.1±0.2、50.4±0.2、54.3±0.2处有特征峰。

对比例1为现有技术中常规的氢氧化铝晶体，如图4的SEM图所示，呈大颗粒；如图5所示XRD图谱在衍射角2θ为18.3±0.2、20.3±0.2、20.6±0.2、26.9±0.2、28.0±0.2、36.3±0.2、36.6±0.2、37.7±0.2、44.2±0.2、50.5±0.2、54.4±0.2处有特征峰。

以上数据表明，本申请提供的高活性氢氧化铝晶体与现有技术常规的氢氧化铝晶体不同的晶型。

将对比例1和实施例1的脱锌率和固含量列表如表3所示。

表3

	脱锌率	固含量
			对比例1	95％	10g/L
实施例1	至少需要50h才有30％	800g/L

由表3的数据可知，本发明的高活性氢氧化铝晶体的脱锌率远远大于现有技术中的常规氢氧化铝晶体，产生了预料不到的技术效果。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种高活性氢氧化铝晶体的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

将氢氧化铝晶种添加入铝酸钠溶液中进行簇聚反应，以获得高活性氢氧化铝晶体，

其中，所述氢氧化铝晶种的加入质量为1g/L铝酸钠溶液～100g/L铝酸钠溶液，所述氢氧化铝晶种的氢氧化铝粒度D₅₀为1μm～60μm；所述铝酸钠溶液满足如下条件：Na₂O_k质量浓度为100g/L～200g/L，苛性比α_k为1.2～2.0；所述簇聚反应温度为65℃～90℃。

2.根据权利要求1所述的一种高活性氢氧化铝晶体的制备方法，其特征在于，所述簇聚反应温度为70℃～80℃，反应时间为30min～90min。

3.一种采用权利要求1所述的方法制备得到的高活性氢氧化铝晶体，其特征在于，所述高活性氢氧化铝晶体呈小颗粒簇聚转态，XRD图谱在衍射角2θ为18.2±0.2、20.2±0.2、20.5±0.2、26.8±0.2、27.9±0.2、36.2±0.2、36.5±0.2、37.6±0.2、44.1±0.2、50.4±0.2、54.3±0.2处有特征峰。

4.一种低锌氢氧化铝的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

获得铝酸钠溶液和氢氧化铝晶种，所述铝酸钠溶液满足如下条件：Na₂O_k质量浓度为100g/L～200g/L，苛性比α_k为1.2～2.0，所述铝酸钠溶液含有Zn；所述氢氧化铝晶种的氢氧化铝粒度D₅₀为1μm～60μm；

将所述铝酸钠溶液和所述氢氧化铝晶种进行簇聚反应，获得浆体，所述簇聚反应温度为65℃～90℃，所述氢氧化铝晶种的加入质量为1g/L铝酸钠溶液～100g/L铝酸钠溶液；

将所述浆体固液分离，获得液体和吸附锌的高活性氢氧化铝晶体；

将所述液体进行晶种分解反应，获得低锌氢氧化铝。

5.根据权利要求4所述的一种低锌氢氧化铝的制备方法，其特征在于，所述铝酸钠溶液中Zn浓度为0.01g/L～0.15g/L。

6.根据权利要求4所述的一种低锌氢氧化铝的制备方法，其特征在于，所述获得铝酸钠溶液，包括：

获得精制高温铝酸钠溶液，将所述精制高温铝酸钠溶液进行降温，获得温度为65℃～90℃的所述铝酸钠溶液。

7.根据权利要求4所述的一种低锌氢氧化铝的制备方法，其特征在于，所述将所述液体进行晶种分解反应，获得低锌氢氧化铝，包括：

将所述液体加入氢氧化铝晶种A进行分解反应，获得低锌氢氧化铝，所述氢氧化铝晶种A的加入量700g/L～900g/L铝酸钠溶液，所述氢氧化铝晶种A中氢氧化铝粒度D₅₀为65μm～85μm；所述分解反应温度为62℃～50℃，反应时间为40h～50h。

8.根据权利要求4所述的一种低锌氢氧化铝的制备方法，其特征在于，所述吸附锌的氢氧化铝作为铝盐的生产原料，所述铝盐包括聚合氯化铝、硫酸铝中的一种。

9.一种采用权利要求4-8任一所述方法制备得到的低锌氢氧化铝。

10.一种低锌氧化铝，其特征在于，所述低锌氧化铝由权利要求9所述的低锌氢氧化铝焙烧获得。

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