CN114436302A - 一种微粒氢氧化铝及其制备方法、生产系统和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种微粒氢氧化铝及其制备方法、生产系统和应用，属于精细氧化铝生产制备技术领域，方法包括：得到碳酸化氢氧化铝；将所述碳酸化氢氧化铝进行破碎，得到微粒氢氧化铝；其中，所述微粒氢氧化铝的粒度分布d50＝3μm‑3.5μm；所述破碎的温度为40℃‑150℃，所述破碎的压力为0.5MPa‑10MPa；采用碳酸化氢氧化铝作为原料，利用高精度机械粉碎设备，使粗粒氢氧化铝在设备中承受一定恒定压力、保持一定温度等工艺条件下，制备出d50＝3‑3.5μm，能有效控制最大粒径的细粒高白度氢氧化铝；克服了只能采用分解合成法(湿法)制备微粒氢氧化铝的技术偏见，填补了高白氢氧化铝的粒度在3‑3.5μm空白。
Description
技术领域
本发明属于精细氧化铝生产制备技术领域，特别涉及一种微粒氢氧化铝及其制备方法、生产系统和应用。
背景技术
氢氧化铝系列产品作为无机环保型阻燃填料，其复合体具有独特半透明状、外观亮丽、玲珑剔透等优点，被泛被应用于人造板材、玉石工艺品等，随着环保锂电池等行业新技术的不断创新与发展，传统的氢氧化铝不能满足生产勃姆石等新型材料需要。
勃姆石又称软水铝石，分子式为γ-AlOOH(γ相的一水合氧化铝)，为白色粉末晶体，摩氏硬度为3-3.5，比重为3-3.07。因其独特的晶体结构和形态，勃姆石具有零点电荷、界面自由能高、孔隙率大、比表面积大、分散性好、胶溶性好、耐热度高等特点，在吸附分离、催化、复合材料、液晶、医学、光学、传感器、锂电池隔膜涂层材料等领域应用广泛。其中，勃姆石在锂电池隔膜中的应用具有突出优势：1)板状结构，涂层后有缝隙，不影响锂离子的穿透和隔膜的透气性。2)具有优异的绝缘性，电池工作放热时膨胀，有效阻断电流。3)具有足够的化学和电化学稳定性，不会被电解液腐蚀。4)粒度小，颗粒均匀，可以有效降低涂层厚度并保证厚度的均匀性。5)耐热性优良，有效提高隔膜在锂电池工作放热时的热稳定性。6)硬度低，减少涂层材料对于机械的磨损。
国内锂电池企业从2014年开始逐步导入使用勃姆石，目前三元体系导入勃姆石的企业已超过80％，隔膜涂覆导入勃姆石的企业也超过50％。在市场竞争力的影响及原材料、劳动力成本价格上涨等因素影响，我国勃姆石行业价格也将保持上升趋势，国内纷纷预测随着隔膜技术战升级，勃姆石涂覆市场契机来临，而如何更好地生产出高品质微粒氢氧化铝以满足勃姆石的生产需求成为亟需解决的技术难题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种微粒氢氧化铝及其制备方法、生产系统和应用，以解决目前现有的氢氧化铝无法满足下游客户应用需求的问题。
本发明实施例提供了一种微粒氢氧化铝的制备方法，所述方法包括：
得到碳酸化氢氧化铝；
将所述碳酸化氢氧化铝进行破碎，得到微粒氢氧化铝；
其中，所述微粒氢氧化铝的粒度分布d50＝3μm-3.5μm；所述破碎的温度为40℃-150℃，所述破碎的压力为0.5MPa-10MPa。
可选的，以重量分数计，所述碳酸化氢氧化铝的含水量为8％-12％。
可选的，所述碳酸化氢氧化铝的粒径范围为30μm-120μm。
可选的，所述得到碳酸化氢氧化铝，具体包括：
将二氧化碳气体通入铝酸钠进行反应，得到碳酸化氢氧化铝。
可选的，所述二氧化碳气体的二氧化碳重量浓度为35％-50％，所述反应的压力为0.07MPa-0.09MPa。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种微粒氢氧化铝，其特征在于，所述微粒氢氧化铝由如上所述的微粒氢氧化铝的制备方法制得。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种微粒氢氧化铝的生产系统，所述系统包括：
原料仓，用以储存碳酸化氢氧化铝；
粉碎装置，用以将所述碳酸化氢氧化铝进行破碎，得到微粒氢氧化铝，所述粉碎装置连通所述原料仓，用以接收所述碳酸化氢氧化铝；
收集装置，用以收集所述微粒氢氧化铝，所述收集装置连通所述粉碎装置。
可选的，所述收集装置包括依次连通的收集装置本体、除杂装置和成品仓。
可选的，所述收集装置本体为收尘仓。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种微粒氢氧化铝的应用，所述应用包括将所述微粒氢氧化铝应用于绝缘板、薄母石和薄水铝石领域。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的微粒氢氧化铝的制备方法，所述方法包括：得到碳酸化氢氧化铝；将所述碳酸化氢氧化铝进行破碎，得到微粒氢氧化铝；其中，所述微粒氢氧化铝的粒度分布d50＝3μm-3.5μm；所述破碎的温度为40℃-150℃，所述破碎的压力为0.5MPa-10MPa；采用碳酸化氢氧化铝作为原料，利用高精度机械粉碎设备，使粗粒氢氧化铝在设备中承受一定恒定压力、保持一定温度等工艺条件下，制备出d50＝3-3.5μm，能有效控制最大粒径dMax的细粒高白度氢氧化铝；克服了只能采用分解合成法(湿法)制备微粒氢氧化铝的技术偏见，填补了高白氢氧化铝的粒度在3-3.5μm空白。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
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方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的系统的结构示意图；
附图标记：1-原料仓，2-粉碎装置，3-收集装置本体，4-除杂装置，5-送料装置，6-成品仓。
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如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。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种微粒氢氧化铝的制备方法，所述方法包括：
S1.得到碳酸化氢氧化铝；
作为一种可选的实施方式，以重量分数计，所述碳酸化氢氧化铝的含水量为8％-12％。
控制碳酸化氢氧化铝的含水量为8％-12％的原因是有效满足后续产品主要指标中水分要求，如水分含量过低,在生产操作中无法建立一定的粉碎料层厚度，设备不能工作导致产品水分无法控制从而得不到合格产品，如水分含量过高,在生产操作中物料粘附在设备上且形成料渣，使原料大量浪费且同样得不到满足合适水分的合格产品。
作为一种可选的实施方式，碳酸化氢氧化铝的粒径范围为30μm-120μm。
控制碳酸化氢氧化铝的粒径范围为30μm-120μm的原因是原料的粒度范围决定设备流程的效率，该范围取值过大的不利影响是导致流程效率低经济价值差，过小的不利影响是物料容易过渡粉碎得不到所需的合格产品。
本实施例中，得到碳酸化氢氧化铝，具体包括：将二氧化碳气体通入铝酸钠进行反应，得到碳酸化氢氧化铝。具体而言，以烧结法铝酸钠溶液在特定密闭容器内通入一定浓度和压力的二氧化碳发生化学反应而得到的氢氧化铝。其中，二氧化碳气体的二氧化碳重量浓度为35％-50％，所述反应的压力为0.07MPa-0.09MPa。
S2.将所述碳酸化氢氧化铝进行破碎，得到微粒氢氧化铝；所述微粒氢氧化铝的粒度分布d50＝3μm-3.5μm；所述破碎的温度为40℃-150℃，所述破碎的压力为0.5MPa-10MPa。
控制破碎的温度为40℃-150℃的原因是该温度影响着所得产品的水分含量，该温度取值过大的不利影响是物料出现过渡烘干产品含水率过低产品不合格，过小的不利影响是物料不能有效的得到烘干导致产品含水率过高产品亦不能合格。
控制破碎的压力为0.5MPa-10MPa的原因是压力的大小严重影响产品的粒度分布及生产效率，该压力取值过大的不利影响是导致产品粒度过渡细化产品不合格，过小的不利影响是导致设备流程效能低,能耗高,经济性差。
采用本方法能够制备出粒度分布d50＝3-3.5μm的氢氧化铝的机理在于在高精度机械粉碎设备的密闭空间内,在一定温度和压力下对粗粒氢氧化铝进行碾压,使粗粒氢氧化铝在反复的碾压中被破碎,被破碎细粒物料在负压作用下被收集，得到一定水分和一定粒度范围的合格细粒氢氧化铝产品，且原料的制备及实践操作中机械粉碎设备压力、温度等各工艺参数的配合平衡十分重要，只有在粒度、水分、温度、压力等所有工艺参数都达到一定平衡值的情况下才能得到一定水分且粒度稳定在3-3.5μm的细粒氢氧化铝合格产品。
根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种微粒氢氧化铝的生产系统，所述系统包括：
原料仓，用以储存碳酸化氢氧化铝；
粉碎装置，用以将所述碳酸化氢氧化铝进行破碎，得到微粒氢氧化铝，所述粉碎装置连通所述原料仓，用以接收所述碳酸化氢氧化铝；
收集装置，用以收集所述微粒氢氧化铝，所述收集装置连通所述粉碎装置；收集装置包括依次连通的收集装置本体、除杂装置和成品仓，收集装置本体为收尘仓。
根据本发明另一种典型的实施方式，提供了一种微粒氢氧化铝的应用，所述应用包括将所述微粒氢氧化铝应用于绝缘板、薄母石和薄水铝石领域。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的微粒氢氧化铝及其制备方法、生产系统和应用进行详细说明。
实施例：
在二氧化碳重量浓度为40％，压力0.095MPa条件下，采用碳酸化法制备得到粗粒氢氧化铝原料，粗粒氢氧化铝原料在破碎温度为55℃，破碎压力为3.0MPa得到如下表样品。
对比例
在二氧化碳重量浓度为40％，压力0.095MPa条件下，采用碳酸化法制备得到粗粒氢氧化铝原料，粗粒氢氧化铝原料在破碎温度为35℃，破碎压力为2.5MPa得到如下表样品。
由实施例和对比例的比较可得，在粒度、水分、温度、压力等工艺参数相互配合的作用下，能够快速的制得粒度稳定在3-3.5μm的细粒氢氧化铝合格产品，且采用本申请实施例提供的方法制备的微粒氢氧化铝能够满足勃姆石的生产需求。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
(1)本发明实施例提供的方法打破了原有分解合成法(湿法)制备微粒氢氧化铝的单一方法，通过此机械法(干法)生产出中径粒度d50在3-3.5μm且能有效控制最大粒径dMax的细粒氢氧化铝微粉，填补了高白氢氧化铝的粒度在3-3.5μm空白，与传统的分解合成法(湿法)制备细粒氢氧化铝的制备相比，工艺简单、投资小、易于操作；
(2)本发明实施例提供的方法通过此技术创新，大幅降低了3-3.5μm细粒氢氧化铝微粉的生产成本，体现了产品的高性价比，为拓宽氢氧化铝应用领域打下了坚实的基础；
(3)本发明实施例提供的微粒氢氧化铝能较好的满足特定客户了对产品粒度、白度、粘度等各项理化指标要求。
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)
1.一种微粒氢氧化铝的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
得到碳酸化氢氧化铝；
将所述碳酸化氢氧化铝进行破碎，得到微粒氢氧化铝；
其中，所述微粒氢氧化铝的粒度分布d50＝3μm-3.5μm；所述破碎的温度为40℃-150℃，所述破碎的压力为0.5MPa-10MPa。
2.根据权利要求1所述的微粒氢氧化铝的制备方法，其特征在于，以重量分数计，所述碳酸化氢氧化铝的含水量为8％-12％。
3.根据权利要求1所述的微粒氢氧化铝的制备方法，其特征在于，所述碳酸化氢氧化铝的粒径范围为30μm-120μm。
4.根据权利要求1所述的微粒氢氧化铝的制备方法，其特征在于，所述得到碳酸化氢氧化铝，具体包括：
将二氧化碳气体通入铝酸钠进行反应，得到碳酸化氢氧化铝。
5.根据权利要求4所述的微粒氢氧化铝的制备方法，其特征在于，所述二氧化碳气体的二氧化碳重量浓度为35％-50％，所述反应的压力为0.07MPa-0.09MPa。
6.一种微粒氢氧化铝，其特征在于，所述微粒氢氧化铝由如权利要求1至5中任意一项所述的微粒氢氧化铝的制备方法制得。
7.一种微粒氢氧化铝的生产系统，其特征在于，所述系统包括：
原料仓，用以储存碳酸化氢氧化铝；
粉碎装置，用以将所述碳酸化氢氧化铝进行破碎，得到微粒氢氧化铝，所述粉碎装置连通所述原料仓，用以接收所述碳酸化氢氧化铝；
收集装置，用以收集所述微粒氢氧化铝，所述收集装置连通所述粉碎装置。
8.根据权利要求7所述的微粒氢氧化铝的生产系统，其特征在于，所述收集装置包括依次连通的收集装置本体、除杂装置和成品仓。
9.根据权利要求8所述的微粒氢氧化铝的生产系统，其特征在于，所述收集装置本体为收尘仓。
10.一种微粒氢氧化铝的应用，其特征在于，所述应用包括将所述微粒氢氧化铝应用于绝缘板、薄母石和薄水铝石领域。
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| US5130113A (en) * | 1989-01-26 | 1992-07-14 | Showa Denko K.K. | Aluminum hydroxide, process for preparation thereof and composition |
| JP2000191320A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-11 | Sumitomo Chem Co Ltd | 焼結体用アルミナ粉末の製造方法 |
| CN1803622A (zh) * | 2006-01-23 | 2006-07-19 | 山东铝业股份有限公司 | 微粉氢氧化铝的制备方法 |
| CN102936023A (zh) * | 2012-10-19 | 2013-02-20 | 中信重工机械股份有限公司 | 一种氢氧化铝晶种的加工方法 |
-
2022
- 2022-01-10 CN CN202210020604.7A patent/CN114436302B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 杨纪倩等: "气流粉碎技术在氢氧化铝生产中的应用", 《稀有金属》, pages 72 - 75 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114436302B (zh) | 2024-08-27 |
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