RU2114785C1 - Способ получения гидроксида алюминия - Google Patents

Способ получения гидроксида алюминия Download PDF

Info

Publication number
RU2114785C1
RU2114785C1 RU97107191A RU97107191A RU2114785C1 RU 2114785 C1 RU2114785 C1 RU 2114785C1 RU 97107191 A RU97107191 A RU 97107191A RU 97107191 A RU97107191 A RU 97107191A RU 2114785 C1 RU2114785 C1 RU 2114785C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aluminum
water
aluminum hydroxide
mol
ethanolamine
Prior art date
Application number
RU97107191A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97107191A (ru
Inventor
Ю.М. Родионов
И.И. Темош
З.Ф. Темош
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ИВТЕХИМ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ИВТЕХИМ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ИВТЕХИМ"
Priority to RU97107191A priority Critical patent/RU2114785C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2114785C1 publication Critical patent/RU2114785C1/ru
Publication of RU97107191A publication Critical patent/RU97107191A/ru

Links

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

Изобретение предназначено для получения гидроксида алюминия, который используют при получении каталитических носителей, катализаторов, керамики. Гидроксид алюминия получают путем нагревания металлического алюминия с водным раствором органического основания, в качестве которого используют этаноламин общей формулы NHn(CH2CH2OH)3-n, где n = 0, 1, 2. Мольное соотношение алюминий : этаноламин : вода равно 1 :(0,1 - 10):(2 - 50). Данный способ позволяет снизить стоимость и токсичность процесса. 2 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к неорганической химии и химической технологии, а именно к синтезу гидроксида алюминия, который применяют при получении каталитических носителей, катализаторов, керамики.
Известен способ получения гидроксида алюминия, при котором алкоголяты алюминия общей формулы Аl(OR)3(R = алкил), синтезированные из металлического алюминия и спирта ROH, гидролизуют при 90oС водно-спиртовым раствором и образующийся гидроксид алюминия подвергают гидротермальному старению [1]. Синтезированный гидроксид алюминия обладает высокой чистотой, что важно для ряда направлений его дальнейшего использования, например, при получении термостойких Al2O3 - носителей катализаторов с высокой удельной поверхностью. Основным недостатком способа является дороговизна алкоголятов алюминия, что обуславливает и высокую стоимость получаемого гидроксида алюминия.
Известен ряд вариантов способа получения гидроксида алюминия из металлического алюминия и водного раствора основания, например [2, 3], наиболее близким из которых является способ, при котором нагревание алюминия и водного раствора основания осуществляют при 40-70oС и pН, превышающей 12,4 [4]. Образующийся при взаимодействии алюминия и основания алюминат подвергают разложению до гидроксида алюминия, выделяющегося преимущественно в форме байерита или гиббсита Al(OH)3. В качестве основания предпочтительно используют органическое основание холин
Figure 00000001
. Способ позволяет синтезировать высококачественные порошки гидроксида алюминия с низким содержанием Na2O, а также гидроксид алюминия, содержащий 0,01-10 мас.% модифицирующих оксидов. Однако холин является дорогостоящим продуктом. Кроме того, основной товарной формой холина является его раствор в метаноле, который является высокотоксичным растворителем. Таким образом, высокая стоимость органического основания (холин) и токсичность реагентов являются основными недостатками способа.
Предлагаемый способ позволяет преодолеть указанные недостатки.
Предлагаемый способ получения гидроксида алюминия заключается в том, что в качестве органического основания используют этаноламины общей формулы NHn(CH2CH2OH)3-n, где n = 0, 1, 2. Предпочтительно, чтобы мольное соотношение алюминия : этаноламин : вода составляло 1 : (0,1-10) : (2-50). В гидроксид алюминия возможно введение 0,01-15 мас.% модифицирующих оксидов.
Отличием предлагаемого способа от прототипа является использование в качестве органического основания этаноламинов общей формулы NHn(CH2CH2OH)3-n, где n = 0, 1, 2. Этаноламины являются сравнительно недорогими нетоксичными продуктами, нашедшими широкое распространение в промышленности и быту, например, в качестве добавки к моющим составам. Выпускными формами являются чистые индивидуальные этаноламины, а не метанольные растворы как в случае холина. Кроме того, этаноламины легко очистить от примесей металлов, в том числе и натрия, путем перегонки, тогда как для холина это невозможно.
Химизм процесса заключается в генерировании алюмината Al + NHn(CH2CH2OH)3-n + 2 H2O
Figure 00000002
+ 3/2 H2 и его последующем гидролизе
Figure 00000003
Al2O3•(х+1)Н2О + 2NHn(CH2CH2OH)3-n
Cинтезированный гидроксид алюминия по составу и кристаллическому строению соответствует гидратированному бемиту Аl(О)ОН. При образовании алюмината выделяется водород и необходимо создавать условия, исключающие образование взрывоопасных смесей водорода и воздуха.
Наработку алюмината проводят при температуре выше 40oС, предпочтительно при температуре кипения реакционной смеси, составляющей от 105 до 125oС. Для синтеза используют гранулы, фольгу, стружку или порошок алюминия с низким содержанием примесей щелочных металлов, например, алюминий марки А-99. Применяют химически чистые или перегнанные моно-, ди- триэтаноламины, а также деионизированную или дистиллированную воду. Все это обеспечивает низкое содержание примесей в полученном гидроксиде алюминия.
Растворение алюминия завершается от 3-4 до 30-40 ч. По завершении реакции выделение водорода прекращается. После этого отделяют реакционную массу от непрореагировавшего шлама, разбавляют 1-10 объемами воды и выдерживают 1-20 ч при 20-80oС для завершения разложения алюмината до гидроксида алюминия.
По предлагаемому способу, как и по прототипу, можно получать гидроксид алюминия, модифицированный оксидами различных металлов, которые вводят на стадии наработки алюмината или при его разложении в виде различных соединений металлов (оксиды, гидроксиды, неорганические соли, алкоголяты). Такие модифицированные гидроксиды алюминия обеспечивают особые свойства получаемых далее материалов. Так, при введении оксида бария (пример 5) получают модифицированный гидроксид алюминия, позволяющий получать каталитические носители с повышенной термостойкостью при 1000-1200oС. Введение менее 0,01 мас.% модифицирующего оксида не сказывается существенным образом на свойствах гидроксида алюминия, а введение более 15 мас.% модификатора экономически более выгодно осуществлять при других способах получения модифицированных гидроксидов алюминия.
При введении менее 0,1 моль этаноламина и менее 2 моль воды на 1 моль алюминия скорость растворения алюминия снижается, а при использовании более 10 моль этаноламина и более 50 моль воды ускорения процесса не наблюдается, но производительность (съем продукции с единицы объема реактора) снижается.
Процесс по предлагаемому способу осуществляют периодически или непрерывно. При непрерывном процессе через определенные периоды в 2-10 ч часть реакционной массы отделяют и выделяют гидроксид алюминия. Фильтрат упаривают и снова вводят в синтез, а отогнанную воду используют при промывке новой партии гидроксида. В реактор периодически догружают алюминий с учетом его удаления в виде гидроксида и выгружают непрореагировавший шлам. Такой процесс является экологически чистым и практически безотходным. Непрерывный процесс можно осуществлять и с непрерывной циркуляцией реакционного раствора через реактор, аппарат для разложения алюмината и фильтр.
Пример 1. В трехгорлую колбу с мешалкой, термометром и обратным холодильником загружают 27 г (1 моль) алюминиевой стружки, 610 г (10 моль) моноэтаноламина и 800 г (50 моль) дистиллированной воды. Колбу нагревают на масляной бане при перемешивании 25 ч до прекращения выделения водорода. Реакционную массу сливают с непрореагировавшего шлама, разбавляют 2 л дистиллированной воды, нагревают 1 ч при 80oС и охлаждают. Выпавший гидроксид алюминия отфильтровывают, промывают 2 раза по 100 мл воды, высушивают в термошкафу (80oС, 5 ч). Получают 80,3 г белого порошка, содержащего 70,9 мас.% Аl2О3.
Мольное соотношение алюминий:моноэтаноламин:вода составляет 1:10:50.
Пример 2. В реакторе по примеру 1 нагревают 27 г (1 моль) порошка алюминия, 74,5 г (0,5 моль) триэтаноламина и 80 г (5 моль) дистиллированной воды. Через 5 ч сливают 1/2 реакционного раствора (75 мл) с непрореагировавшего алюминия. Продолжают нагревание колбы, а из отделенной реакционной смеси выделяют гидроксид алюминия, как в примере 1, (200 мл воды для разбавления и 2х50 мл воды для промывки). Получают 16 г гидроксида алюминия, содержащего 72,1 мас.% Al2O3. Из фильтрата отгоняют на роторном испарителе 300 мл воды и полученный водный раствор триэтаноламина добавляют в колбу. Через 3-5 ч повторяют операцию выделения гидроксида алюминия с использованием для разбавления и промывки отогнанной воды. Через 3-4 операции выделения гидроксида алюминия в колбу добавляют 20 г порошка алюминия и продолжают наработку алюмината и его разложение и т.д.
Мольное соотношение алюминий : триэтаноламин : вода составляет 1:0,5:5.
Пример 3. Синтез проводят, как в примере 1, из 27 г (1 моль) гранулированного алюминия, 210 г (2 моль) диэтаноламина и 180 г (10 моль) деионизированной воды. Для разбавления и промывки используют 500 и 2х100 мл воды. Получают 81 г гидроксида алюминия, содержащего 69,6 мас.% Аl2O3.
Мольное соотношение алюминий:диэтаноламин:вода равно 1:2:10.
Пример 4.
Синтез осуществляют, как в примере 1. Загрузка: 27 г (1 моль) алюминиевой фольги, 149 г (1 моль) триэтаноламина и 360 г (20 моль) дистиллированной воды. После отделения шлама к реакционной массе добавляют 26 г Ва(ОН)2, растворенного в 400 мл нагретой до 80oС дистиллированной воды. Получают 104,1 г белого порошка, содержащего 52,3 и 15 мас.% Аl2O3 и ВаО соответственно.
Мольное соотношение алюминий:триэтаноламин:вода равно 1:1:20. Содержание модифицирующей добавки 15 мас.%.
Пример 5. Синтез осуществляют в примере 2. Используют 27 г (1 моль) алюминиевой стружки, 10,5 г (0,1 моль) диэтаноламина и 36 г (2 моль) дистиллированной воды. Полученный гидроксид алюминия содержит 70,2 мас.% Аl2О3.
Мольное соотношение алюминий:диэтаноламин:вода равно 1:0,1:2.
Пример 6. Синтез проводят в примере 1, из 27 г (1 моль) гранулированного алюминия, 74,5 (0,5 моль) триэтаноламина и 240 г (15 моль) воды. Дополнительно вводят 0,008 г порошка α - Аl2O3 со средним размером частиц 0,3-0,5 мкм. Получают 80,5 г модифицированного гидроксида алюминия, содержащего 70,8 мас. % Аl2О3, при этом 0,01 мас.% составляет Аl2О3 в α - форме.
Мольное соотношение алюминий:триэтаноламин:вода составляет 1:0,5:15. Содержание модифицирующей добавки 0,01 мас.%.
Пример 7. Загрузка и проведение синтеза, как в примере 1. К реакционной массе перед добавлением воды приливают раствор 10,4 г тетраэтоксисилана в 40 мл этанола. Получают 83,8 г модифицированного гидроксида алюминия, содержащего 68 и 3,6 мас.% Аl2O3 и SiO2 соответственно.
Мольное соотношение алюминий:моноэтаноламин:вода равно 1:10:50. Содержание модифицирующей добавки 3,6 мас.%.
Содержание Na2O в гидроксидах алюминия, полученных по примерам 1-7, составляет менее 0,001 мас.%. В отличие от прототипа получают гидроксид алюминия преимущественно в форме бемита, что важно для получения каталитических носителей на основе γ - Аl2О3 с высокой удельной поверхностью. Модифицированные гидроксиды алюминия по примерам 4 и 7 используют при получении высокотемпературных носителей и катализаторов, а по примеру 6 - для получения высокочистой глиноземной керамики с пониженной температурой образования α - Аl2О3. Для этих целей предпочтительно использование модифицированных гидроксидов.
Источники информации
1. Патент Германии N 3823895, С 04 В 35/10, 1989.
2. Патент США N 5225229, С 01 F 7/02, 1993.
3. РСТ WO 90/00523, С 01 F 7/02, 1990.
4. РСТ WO 94/24048, С 01 F 7/02, 1994.

Claims (3)

1. Способ получения гидроксида алюминия нагреванием металлического алюминия с водным раствором органического основания, отличающийся тем, что в качестве органического основания используют этаноламин общей формулы NHn(CH2CH2OH)3-n, где n = 0,1,2.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что мольное соотношение алюминий: этаноламин: вода равно 1 : (0,1 - 10) : (2 - 50).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в гидроксид алюминия вводят 0,01 - 15 мас.% модифицирующих оксидов.
RU97107191A 1997-05-15 1997-05-15 Способ получения гидроксида алюминия RU2114785C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97107191A RU2114785C1 (ru) 1997-05-15 1997-05-15 Способ получения гидроксида алюминия

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97107191A RU2114785C1 (ru) 1997-05-15 1997-05-15 Способ получения гидроксида алюминия

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2114785C1 true RU2114785C1 (ru) 1998-07-10
RU97107191A RU97107191A (ru) 1998-12-27

Family

ID=20192577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97107191A RU2114785C1 (ru) 1997-05-15 1997-05-15 Способ получения гидроксида алюминия

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2114785C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104030330A (zh) * 2014-06-14 2014-09-10 中国科学院过程工程研究所 一种诱导结晶制备高纯氢氧化铝的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
D E 159 2093 В2, 1976. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104030330A (zh) * 2014-06-14 2014-09-10 中国科学院过程工程研究所 一种诱导结晶制备高纯氢氧化铝的方法
CN104030330B (zh) * 2014-06-14 2017-01-18 中国科学院过程工程研究所 一种诱导结晶制备高纯氢氧化铝的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0159977B2 (ru)
US3953584A (en) Process for the preparation of basic aluminum chlorides
RU2114785C1 (ru) Способ получения гидроксида алюминия
KR101118724B1 (ko) 인산 리튬 촉매의 제조
KR20010006529A (ko) 칼슘 보레이트를 제조하는 방법
US3989805A (en) Process for the production of aluminum chlorohydroxides having a controlled chlorine content
RU2234460C1 (ru) Способ получения гидроксида алюминия псевдобемитной структуры и гамма-оксида алюминия на его основе
CN107720767B (zh) 一种钙长石水热合成高岭石的方法
ZA200600567B (en) Method for producing aluminium trihydrates having high a pore volume, aluminium trihydrates produced according to this method, and the use thereof
CN1729162A (zh) 改良的异佛尔酮腈合成流出物中和方法
US6569399B2 (en) Process for the preparation of high-purity magnesium hydroxide and magnesium oxide from magnesium alkoxides
GB2192874A (en) Producing sodium tetraborate pentahydrate
JPH05507054A (ja) 膨潤性の層状シリケートの簡単な製造方法
RU2198842C2 (ru) Способ получения оксида магния
JP3263422B2 (ja) グアニジン化合物のアルミン酸塩の製造方法
CN1083399C (zh) 合成高硅丝光沸石的方法
JP3276405B2 (ja) グアニジン化合物のホウ酸塩の製造方法
JPH075512B2 (ja) カルボン酸エーテル混合物の製造法
CA2392665C (en) Method for producing aluminum hydroxide
CN113233487B (zh) 氢氧化铝及其制备方法
CN113492003B (zh) 氧化铝载体及其制备方法、c16~c20长链烷烃脱氢催化剂
SU1498709A1 (ru) Способ получени жидкого литиевого стекла
JPH04357110A (ja) 高密度粗大結晶粒マグネシアクリンカー
JPS60149551A (ja) Ν−(α−ヒドロキシエチル)ホルムアミドの製造方法
RU2149826C1 (ru) Способ получения тринатрийфосфата