RU2710708C1 - Microsphere powdered aluminum hydroxide of specified dispersion and method of its production - Google Patents

Microsphere powdered aluminum hydroxide of specified dispersion and method of its production Download PDF

Info

Publication number
RU2710708C1
RU2710708C1 RU2019121069A RU2019121069A RU2710708C1 RU 2710708 C1 RU2710708 C1 RU 2710708C1 RU 2019121069 A RU2019121069 A RU 2019121069A RU 2019121069 A RU2019121069 A RU 2019121069A RU 2710708 C1 RU2710708 C1 RU 2710708C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particle size
aluminum hydroxide
aluminum
specific surface
surface area
Prior art date
Application number
RU2019121069A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наиля Самильевна Сакаева
Ольга Анатольевна Климова
Галина Михайловна Ястребова
Original Assignee
Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор"
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 Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор" filed Critical Акционерное общество "Специальное конструкторско-технологическое бюро "Катализатор"
Priority to RU2019121069A priority Critical patent/RU2710708C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2710708C1 publication Critical patent/RU2710708C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04Alumina
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to chemical engineering and can be used in production of aluminum oxides and hydroxides of various modifications, aluminum salts, etc. Set task is solved by means of microspherical powdered aluminum hydroxide for preparation of catalyst supports, containing oxygen-containing compound of aluminum of formula Al2O3⋅nH2O, obtained by fast partial dehydration of hydrargillite with given particle size. Powdered aluminum hydroxide contains water in an amount corresponding to the value n=0.5–2.9, and simultaneously subjected to micromilling to preset particle size and mechanochemical activation and has a chemical activity of not less than 67 %, specific surface area of not less than 120 m2/g, bulk density of 0.9–1.1 g/cm3 and preset size of particles within 5–150 mcm.
EFFECT: obtaining mechanically activated aluminum hydroxide with chemical activity of 67–72 %, specific surface area of not less than 120 m2/g, bulk density of 0,9–1,1 g/cm3 and specified particle size within 5–150 mcm.
4 cl, 1 tbl, 7 ex

Description

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в производстве оксидов и гидроксидов алюминия различных модификаций, солей алюминия и др.The invention relates to the field of chemical technology and can be used in the production of aluminum oxides and hydroxides of various modifications, aluminum salts, etc.

Гидратные оксиды алюминия, находят широкое применение в качестве полупродуктов для производства солей алюминия, антипиренов, а также - гранулированных катализаторов, носителей для катализаторов, сорбентов и т.д.Hydrated aluminum oxides are widely used as intermediates for the production of aluminum salts, flame retardants, as well as granular catalysts, catalyst supports, sorbents, etc.

Для синтеза катализаторов и носителей в качестве предшественников используют порошки гидроксидов и/или оксидов алюминия различного фазового состава и дисперсности.For the synthesis of catalysts and supports, powders of hydroxides and / or aluminum oxides of various phase composition and dispersion are used as precursors.

Известны гидроксиды алюминия, синтезированные по технологии осаждения из алюминийсодержащих растворов - щелочному осаждению солей алюминия или кислотному осаждению алюминатов щелочных металлов, (патент RU 2482061, МПК C01F 7/02; В82В 3/00; B82Y 40/00, опубл. 20.05.2013; патент RU 2145520, МПК B01J 37/03; B01J 21/04, опубл. 20.02.2000; патент RU 2362620, МПК B01J 21/04; B01J 37/03; C01F 7/02, опубл. 27.07.2009). В зависимости от условий синтеза (способа осаждения, рН, температуры осаждения и др.) возможно получать гидроксиды алюминия различного фазового состава, например псевдобемитного типа (патент RU 2482061, МПК C01F 7/02; В82В 3/00; B82Y 40/00, опубл. 20.05.2013), байеритного типа или смеси псевдобемита и байерита (А.С. SU 1483843, МПК C01F 7/02, опубл. 27.09.1999). Однако технологии получения гидроксидов алюминия, основанные на осаждении из алюминийсодержащих растворов, не экологичны и дороги, так как отличаются большим расходом химически очищенной воды и образованием большого количества загрязненных стоков.Known aluminum hydroxides synthesized by the technology of deposition from aluminum-containing solutions - alkaline deposition of aluminum salts or acid deposition of aluminates of alkali metals, (patent RU 2482061, IPC C01F 7/02; B82B 3/00; B82Y 40/00, publ. 05.20.2013; patent RU 2145520, IPC B01J 37/03; B01J 21/04, publ. 02/20/2000; patent RU 2362620, IPC B01J 21/04; B01J 37/03; C01F 7/02, publ. 07/27/2009). Depending on the synthesis conditions (precipitation method, pH, precipitation temperature, etc.) it is possible to obtain aluminum hydroxides of various phase composition, for example, pseudoboehmite type (patent RU 2482061, IPC C01F 7/02; B82B 3/00; B82Y 40/00, publ. May 20, 2013), a bayerite type or a mixture of pseudoboehmite and bayerite (A.S. SU 1483843, IPC C01F 7/02, publ. 09/27/1999). However, technologies for producing aluminum hydroxides based on precipitation from aluminum-containing solutions are not environmentally friendly and expensive, since they are characterized by a high consumption of chemically purified water and the formation of a large amount of polluted effluents.

Наиболее перспективным современным направлением синтеза порошков гидроксидов и/или оксидов алюминия являются технологии, основанные на аморфизации гиббсита и последующей переработки аморфизированного продукта в гидроксиды алюминия различного фазового состава (псевдобемит, бемит, байерит, их смеси).The most promising modern direction in the synthesis of powders of hydroxides and / or aluminum oxides are technologies based on the amorphization of gibbsite and the subsequent processing of the amorphized product into aluminum hydroxides of various phase composition (pseudoboehmite, boehmite, bayerite, mixtures thereof).

Способы получения аморфизированного гидроксида алюминия многочисленны и отличаются условиями осуществления процесса, а также условиями его последующей обработки.Methods for producing amorphized aluminum hydroxide are numerous and differ in the process conditions, as well as the conditions for its subsequent processing.

Известен способ аморфизации гиббсита в потоке горячего воздуха (патент RU 2167818, МПК C01F 7/02, опубл. 27.05.2001), в режиме импульсного нагрева в псевдоожиженном слое твердого носителя (патент RU 2335457, МПК C01F 7/44, опубл. 10.10.2008), в теплоизолированной камере под действием центробежных сил на нагретой вращающейся тарели (патент RU 2234460, МПК C01F 7/02, опубл. 20.08.2004; патент RU 2237018, МПК C01F 7/02, опубл. 27.09.2004; патент RU 2237019, МПК C01F 7/02, опубл. 27.09.2004), при механической (А.С. SU 1330923, МПК C01F 7/02; А.С. SU 1445109, МПК C01F 7/02, опубл. 20.11.1996) и/или механохимической активации (патент RU 2432318, МПК C01F 7/02, опубл. 27.10.2011).A known method of amorphization of gibbsite in a stream of hot air (patent RU 2167818, IPC C01F 7/02, publ. 05/27/2001), in the pulsed heating mode in a fluidized bed of a solid carrier (patent RU 2335457, IPC C01F 7/44, publ. 10.10. 2008), in a thermally insulated chamber under the action of centrifugal forces on a heated rotating plate (patent RU 2234460, IPC C01F 7/02, publ. 20.08.2004; patent RU 2237018, IPC C01F 7/02, publ. 27.09.2004; patent RU 2237019 , IPC C01F 7/02, publ. 09/27/2004), with mechanical (A.S. SU 1330923, IPC C01F 7/02; A.S. SU 1445109, IPC C01F 7/02, publ. 11/20/1996) and / or mechanochemical activation (patent RU 2432318, IPC C01F 7/02, op Released 10/27/2011).

Известны порошки гидроксидов и оксидов алюминия, синтезированные по технологии быстрой термохимической активации гиббсита с последующей обработкой, отличающиеся условиями последующих операций и физико-химическими характеристиками полученных продуктов (патент RU 2390495, МПК C01F 7/02, опубл. 27.05.2010; патент RU 2234460, МПК C01F 7/02, опубл. 20.08.2004; патент RU 2335457, МПК C01F 7/44, опубл. 10.10.2008).Known powders of hydroxides and aluminum oxides synthesized by the technology of rapid thermochemical activation of gibbsite with subsequent processing, differing in the conditions of subsequent operations and physicochemical characteristics of the products obtained (patent RU 2390495, IPC C01F 7/02, publ. 27.05.2010; patent RU 2234460, IPC C01F 7/02, published on 08/20/2004; patent RU 2335457, IPC C01F 7/44, published on 10/10/2008).

Многообразие способов получения гидроксидов и оксидов алюминия приводит к существенным различиям их свойств, в частности дисперсности и фазового состава.The variety of methods for producing hydroxides and aluminum oxides leads to significant differences in their properties, in particular dispersion and phase composition.

Известно кислородсодержащее гидратированное соединение алюминия общей формулы Al2O3⋅nН2O (патент RU 2237019, МПК C01F 7/02, опубл. 27.09.2004), содержащее катионы алюминия в 4, 5 и 6 координированном состоянии по отношению к кислороду, имеющее поверхность 50-450 м2/г, аморфную или плохо окристаллизованную или частично кристаллическую структуру. При этом n=0,01-2,99, средний размер частиц порошка составляет от 20 до 150 мкм, на термограммах данное соединение характеризуется наличием экзоэффекта в области температур 780-850°С, соответствующего упорядочению кристаллической структуры. Способ получения кислородсодержащего гидратированного соединения алюминия, заключается в быстрой термоударной обработке гидроксида алюминия при повышенной температуре с последующим принудительным охлаждением. Термоударную обработку гидроксида алюминия проводят в теплоизолированной камере под действием центробежных сил при тонкослойном распределении гидроксида алюминия на вращающейся и нагретой до температуры 300-1500°С поверхности в течение 0,01-10 с с одновременным отбором отходящих паров воды.Known oxygen-containing hydrated aluminum compound of the General formula Al 2 O 3 ⋅nН 2 O (patent RU 2237019, IPC C01F 7/02, publ. 09/27/2004) containing aluminum cations in the 4, 5 and 6 coordinated state with respect to oxygen, having surface of 50-450 m 2 / g, amorphous or poorly crystallized or partially crystalline structure. Moreover, n = 0.01-2.99, the average particle size of the powder is from 20 to 150 microns, in thermograms this compound is characterized by the presence of an exoeffect in the temperature range of 780-850 ° C, corresponding to the ordering of the crystal structure. A method of obtaining an oxygen-containing hydrated aluminum compound consists in rapid heat-shock treatment of aluminum hydroxide at elevated temperature, followed by forced cooling. Thermal shock treatment of aluminum hydroxide is carried out in a heat-insulated chamber under the action of centrifugal forces with a thin-layer distribution of aluminum hydroxide on a rotating surface heated to a temperature of 300-1500 ° C for 0.01-10 s with the simultaneous selection of waste water vapor.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является носитель микросферический для катализаторов (патент RU 2271248, МПК B01J 21/04; C01F 7/02, опубл. 10.03.2006), включающий кислородсодержащее соединение алюминия формулы Al2O3⋅nН2O рентгеноаморфной структуры, полученное быстрой частичной дегидратацией гидраргиллита. Носитель представляет собой сфероидные частицы, состоящие из гексагональных стержней с системой плоских параллельных пор, соответствующих расщеплению по грани (001), носитель содержит воду в количестве, соответствующем значению n=0,5-1,0, имеет размер частиц 20-250 мкм, удельную поверхность 80-250 м2/г и объем пор 0,1-0,3 см3/г. Предлагаемый по изобретению носитель позволяет получать катализаторы с высокими прочностными свойствами и высокой активностью.The closest technical solution to the claimed is a microspherical support for catalysts (patent RU 2271248, IPC B01J 21/04; C01F 7/02, publ. 10.03.2006), comprising an oxygen-containing aluminum compound of the formula Al 2 O 3 ⋅nН 2 O of an X-ray amorphous structure, obtained by rapid partial dehydration of hydrargillite. The carrier is spheroidal particles consisting of hexagonal rods with a system of flat parallel pores corresponding to cleavage along the (001) face, the carrier contains water in an amount corresponding to a value of n = 0.5-1.0, has a particle size of 20-250 μm, the specific surface area is 80-250 m 2 / g and the pore volume is 0.1-0.3 cm 3 / g. Proposed according to the invention, the carrier allows to obtain catalysts with high strength properties and high activity.

Недостатком носителя является то, что размер частиц находится в широком интервале (20-250 мкм), поэтому для выделения более узких фракций предлагается использовать трудоемкую процедуру рассева. Носитель в основном используется для приготовления катализаторов кипящего слоя. Однако имеется ряд катализаторов, а также носителей, сорбентов и т.д., для которых требуется более узкий интервал размеров частиц. Например, размер части носителя для катализатора гидроочистки должен находиться в интервале от 30 до 40 мкм (патент RU 2472585, МПК В01J 37/02; C10G 45/08; B01J 21/02; B01J 27/20; B01J 37/04, опубл. 20.01.2013). Кроме того, носитель имеет недостаточно высокую степень регидратации.The disadvantage of the carrier is that the particle size is in a wide range (20-250 microns), therefore, it is proposed to use a laborious screening procedure to isolate narrower fractions. The carrier is mainly used for the preparation of fluidized bed catalysts. However, there are a number of catalysts, as well as carriers, sorbents, etc., which require a narrower range of particle sizes. For example, the size of the portion of the support for the hydrotreating catalyst should be in the range from 30 to 40 μm (patent RU 2472585, IPC B01J 37/02; C10G 45/08; B01J 21/02; B01J 27/20; B01J 37/04, publ. 01/20/2013). In addition, the carrier has an insufficiently high degree of rehydration.

Задачей настоящего изобретения является получение (без переосаждения) химически активных аморфизированных гидроксидов алюминия, предшественником которых является соединение алюминия, полученное быстрой дегидратацией гидраргиллита (гиббсита, технического гидрата глинозема), имеющих заданный гранулометрический состав и повышенную химическую активность.The objective of the present invention is to obtain (without reprecipitation) chemically active amorphized aluminum hydroxides, the precursor of which is an aluminum compound obtained by the rapid dehydration of hydrargillite (gibbsite, technical alumina hydrate) having a given particle size distribution and increased chemical activity.

Поставленная задача решается с помощью микросферического порошкообразного гидроксида алюминия для приготовления носителей для катализаторов, включающего кислородсодержащее соединение алюминия формулы Al2O3⋅nН2O, полученного быстрой частичной дегидратацией гидраргиллита с заданным размером частиц. Порошкообразный гидроксид алюминия содержит воду в количестве, соответствующем значению n=0,5-2,9 и подвергнут одновременно микроизмельчению до заданного размера частиц и механохимической активации и имеет химическую активность не ниже 67%, удельную поверхность не ниже 120 м2/г, насыпную плотность 0,9-1,1 г/см3 и заданный размер частиц в пределах 5-150 мкм.The problem is solved using microspherical powdered aluminum hydroxide for the preparation of catalyst supports, including an oxygen-containing aluminum compound of the formula Al 2 O 3 ⋅nН 2 O obtained by the fast partial dehydration of hydrargillite with a given particle size. Powdered aluminum hydroxide contains water in an amount corresponding to a value of n = 0.5-2.9 and is simultaneously micronized to a given particle size and mechanochemical activation and has a chemical activity of at least 67%, specific surface area of at least 120 m 2 / g, bulk a density of 0.9-1.1 g / cm 3 and a given particle size in the range of 5-150 microns.

Предпочтительно порошкообразный гидроксид алюминия состоит из фракции с узким распределением частиц порошка, выбранной из следующих интервалов: 5-15, 10-25, 25-45, 40-55, 50-70, 70-150.Preferably, the powdered aluminum hydroxide consists of a fraction with a narrow distribution of powder particles selected from the following ranges: 5-15, 10-25, 25-45, 40-55, 50-70, 70-150.

Также поставленная задача решается с помощью способа получения микросферического порошкообразного гидроксида алюминия, включающего кислородсодержащее соединение алюминия, полученное быстрой частичной дегидратацией алюминия описанным выше с заданным размером частиц. Для получения заданного размера частиц в пределах 5-150 мкм дополнительно проводят одновременно микроизмельчение и механохимическую активацию кислородсодержащего соединения алюминия Al2O3⋅nН2O, где n=0,5-2,9 на мельницах роторно-вихревого типа со встроенным классификатором частиц.Also, the problem is solved using the method of producing a microspherical powdered aluminum hydroxide, including an oxygen-containing aluminum compound obtained by the rapid partial dehydration of aluminum described above with a given particle size. In order to obtain a given particle size in the range of 5-150 μm, micromilling and mechanochemical activation of an oxygen-containing aluminum compound Al 2 O 3 ⋅nН 2 O are additionally carried out simultaneously, where n = 0.5-2.9 in rotor-vortex type mills with an integrated particle classifier .

Предпочтительно скорость подачи кислородсодержащего соединения алюминия в роторно-вихревую мельницу составляет от 5 до 90 кг/м.Preferably, the feed rate of the oxygen-containing aluminum compound to the rotary vortex mill is from 5 to 90 kg / m.

В качестве исходного алюминийсодержащего сырья используют технический гидрат глинозема (гидраргиллит), переведенный в химически активное состояние путем термохимической и механохимической активации. В частности, в качестве исходного сырья был взят гиббсит производства ОАО «Ачинский глиноземный комбинат», который представляет собой порошок гиббсита с гранулами размером от 100 до 190 мкм, с насыпным весом 1,3 г/см3, удельной поверхностью <1 м2/г, общим объемом пор <0,01 см3/г, и содержанием микропримесей: SiO2 до 0,06% маc., Na2O до 0,40% маc., Fe2O3 до 0,03% маc.As the initial aluminum-containing raw materials, technical alumina hydrate (hydrargillite) is used, which has been converted into a chemically active state by thermochemical and mechanochemical activation. In particular, gibbsite from the production of Achinsk Alumina Refinery OJSC was taken as a feedstock, which is gibbsite powder with granules from 100 to 190 microns in size, with a bulk density of 1.3 g / cm 3 , specific surface area <1 m 2 / g, the total pore volume <0.01 cm 3 / g, and the content of trace elements: SiO 2 up to 0.06% wt., Na 2 O up to 0.40% wt., Fe 2 O 3 up to 0.03% wt.

На первой стадии исходный технический гидрат глинозема формулы Al2O3⋅3Н2O подвергают термохимической активации - переводят путем быстрой термической обработки в частично дегидратированный продукт (ТГА) формулы Al2O3⋅nН2O, где n=0,5-2,9, имеющий преимущественно рентгеноаморфное состояние. Импульсную термическую обработку технического гидрата глинозема осуществляют при температуре 350-900°С в течение 2-10 с. Охлаждение продукта осуществляют до температуры ниже 200°С за время не более 10 мин. Полученный продукт характеризуется неоднородностью качества - широким диапазоном по размеру частиц от 20 до 250 мкм, удельной поверхностью от 50 до 200 м2/г, объемом пор 0,1-0,3 см3/г, и относительно низкой химической активностью на уровне от 35-45%. Уровень химической активности определяет реакционную способность продукта в реакциях гидратации порошков МТГА (химическую активность), которую оценивали по степени растворения в 20% растворе гидроксида натрия при 60°С в течение 30 мин.At the first stage, the initial technical alumina hydrate of the formula Al 2 O 3 ⋅ 3Н 2 O is subjected to thermochemical activation — it is converted by rapid heat treatment into a partially dehydrated product (TGA) of the formula Al 2 O 3 ⋅nН 2 O, where n = 0.5-2 , 9, having a predominantly X-ray amorphous state. Pulse heat treatment of technical alumina hydrate is carried out at a temperature of 350-900 ° C for 2-10 s. The product is cooled to a temperature below 200 ° C in a time not exceeding 10 minutes. The resulting product is characterized by a heterogeneity of quality - a wide range of particle sizes from 20 to 250 microns, specific surface area from 50 to 200 m 2 / g, pore volume 0.1-0.3 cm 3 / g, and relatively low chemical activity at the level of 35-45%. The level of chemical activity determines the reactivity of the product in the hydration reactions of MTHA powders (chemical activity), which was assessed by the degree of dissolution in a 20% sodium hydroxide solution at 60 ° C for 30 min.

Неоднородность качества полученного продукта вносит неоднородность и в свойства продуктов его переработки, а низкая химическая активность не способствует процессу гидратации (регидратации). При гидратации порошков частицы различного размера претерпевают различные изменения в одних и тех же условиях обработки, поэтому при гидратации порошков с узким распределением частиц по размерам все частицы подвергаются одинаковым гидротермальным воздействиям и гидратация (регидратация) происходит более эффективно.The heterogeneity of the quality of the obtained product makes heterogeneity in the properties of the products of its processing, and low chemical activity does not contribute to the hydration (rehydration) process. When hydrating powders, particles of different sizes undergo various changes under the same processing conditions, therefore, when hydrating powders with a narrow particle size distribution, all particles undergo the same hydrothermal influences and hydration (rehydration) is more effective.

Для получения высокодисперсных, химически активных гидроксидов алюминия с определенным размером частиц, на второй стадии продукт ТГА подвергают помолу на роторно-вихревой мельнице при заданных технологических параметрах, позволяющих достигать нормированное распределение частиц по размерам.To obtain highly dispersed, chemically active aluminum hydroxides with a certain particle size, in the second stage, the TGA product is subjected to grinding in a rotary vortex mill at specified technological parameters, which allow achieving a normalized particle size distribution.

В камере роторно-вихревой мельницы процесс измельчения происходит с помощью быстровращающегося в горизонтальной плоскости ножа, на который в приосевую область сверху поступает продукт. Под ножом (параллельно ему) в камере закреплена сменная диафрагма. Вращение ножа обеспечивают через клиноременную передачу два синхронно работающих электродвигателя. Размер частиц готового продукта зависит от времени пребывания исходного продукта в мельнице при скорости подачи продукта от 5 до 9 кг/мин, которое зависит от разрежения в системе и диаметра внутреннего отверстия сменной диафрагмы, который устанавливают на уровне от 200 до 350 мм. Производительность мельницы может достигать 300 кг/час продукта.In the chamber of a rotary vortex mill, the grinding process is carried out using a knife rapidly rotating in the horizontal plane, onto which the product enters the axial region from above. Under the knife (parallel to it), a replaceable diaphragm is fixed in the chamber. The rotation of the knife is provided through a V-belt transmission by two synchronously operating electric motors. The particle size of the finished product depends on the residence time of the starting product in the mill at a feed rate of 5 to 9 kg / min, which depends on the vacuum in the system and the diameter of the internal opening of the interchangeable diaphragm, which is set at a level of 200 to 350 mm. Mill productivity can reach 300 kg / hour of a product.

После помола получают механически активированный гидроксид алюминия МТГА с повышенной химической активностью на уровне не ниже 67%, удельной поверхностью не ниже 120 м2/г и нормированным размером частиц, например, получают порошки со средним объемным диаметром частиц 5-15 мкм, 10-25 мкм, 25-45 мкм, 40-55 мкм, 50-70 мкм и т.д. По фазовому составу полученные порошки МТГА представляют собой многокомпонентную систему, содержащую преимущественно аморфизированный гидроксид алюминия (не менее 90%). Полученные продукты могут быть использованы в качестве предшественников для синтеза гидроксидов алюминия различных модификаций, а также для синтеза различных соединений алюминия - солей, оксидов алюминия и др.After grinding, mechanically activated aluminum hydroxide MTGA is obtained with increased chemical activity at a level of at least 67%, specific surface area of at least 120 m 2 / g and normalized particle size, for example, powders with an average particle diameter of 5-15 microns, 10-25 microns, 25-45 microns, 40-55 microns, 50-70 microns, etc. According to the phase composition, the obtained MTGA powders are a multicomponent system containing predominantly amorphized aluminum hydroxide (at least 90%). The resulting products can be used as precursors for the synthesis of aluminum hydroxides of various modifications, as well as for the synthesis of various aluminum compounds - salts, aluminum oxides, etc.

Техническим результатом является получение механически активированного гидроксида алюминия с химической активностью 67-72%), удельной поверхностью не ниже 120 м/г, насыпной плотностью 0,9-1,1 г/см3 и заданным размером частиц в пределах 5-150 мкм.The technical result is the production of mechanically activated aluminum hydroxide with a chemical activity of 67-72%), specific surface area of at least 120 m / g, bulk density of 0.9-1.1 g / cm 3 and a given particle size in the range of 5-150 microns.

Для приготовления порошка гидроксида алюминия используют продукт частичной дегидратации гидраргиллита формулы Al2O3⋅nН2O, где n=0,5-2,9. Импульсную термическую обработку технического гидрата глинозема осуществляют при температуре 350-900°С в течение 2-10 с. Охлаждение продукта осуществляют до температуры ниже 200°С за время не более 10 мин. Продукт ТГА характеризуется неоднородностью качества - широким диапазоном по размеру частиц от 20 до 250 мкм, удельной поверхностью от 50 до 200 м2/г, объемом пор 0,1-0,3 см3/г, и относительно низкой химической активностью на уровне 35-45%.To prepare the aluminum hydroxide powder, the product of partial dehydration of hydrargillite of the formula Al 2 O 3 ⋅nН 2 O, where n = 0.5-2.9, is used. Pulse heat treatment of technical alumina hydrate is carried out at a temperature of 350-900 ° C for 2-10 s. The product is cooled to a temperature below 200 ° C in a time not exceeding 10 minutes. The TGA product is characterized by heterogeneity of quality - a wide range of particle sizes from 20 to 250 microns, specific surface area from 50 to 200 m 2 / g, pore volume 0.1-0.3 cm 3 / g, and relatively low chemical activity at the level of 35 -45%.

Полученный продукт дополнительно подвергают механохимической активации на роторно-вихревой мельнице и получают активированный гидроксид алюминия МТГА с химической активностью на уровне 61-12%, удельной поверхностью не ниже 120 м2/г и нормированным размером частиц в пределах 5-70 мкм. Уровень химической активности определяет реакционную способность продукта в реакциях гидратации порошков МТГА (химическую активность), которую оценивали по степени растворения в 20% растворе гидроксида натрия при 60°С в течение 30 мин.The resulting product is additionally subjected to mechanochemical activation in a rotary vortex mill and receive activated aluminum hydroxide MTGA with a chemical activity of 61-12%, a specific surface area of at least 120 m 2 / g and a normalized particle size in the range of 5-70 μm. The level of chemical activity determines the reactivity of the product in the hydration reactions of MTHA powders (chemical activity), which was assessed by the degree of dissolution in a 20% sodium hydroxide solution at 60 ° C for 30 min.

Пример 1.Example 1

Порошок ТГА (Al2O3⋅nН2O, где n=10,5) размолот на роторно-вихревой мельнице при скорости подачи продукта от 9 кг/мин, при диаметре внутреннего отверстия сменной диафрагмы от 200 мм, что позволило достигать среднего размера частиц 5-10 мкм. Характеристики полученного порошка приведены в таблице 1.TGA powder (Al 2 O 3 ⋅nН 2 O, where n = 10.5) was ground in a rotary-vortex mill with a product feed rate of 9 kg / min, and a diameter of an internal opening of a replaceable diaphragm of 200 mm, which made it possible to achieve an average size particles of 5-10 microns. The characteristics of the obtained powder are shown in table 1.

Пример 2.Example 2

Порошок ТГА (Al2O3⋅nН2O, где n=2,9) размолот на роторно-вихревой мельнице при скорости подачи продукта от 8 кг/мин, при диаметре внутреннего отверстия сменной диафрагмы от 220 мм, что позволило достигать среднего размера частиц 10-25 мкм. Характеристики полученного порошка приведены в таблице 1.TGA powder (Al 2 O 3 ⋅nН 2 O, where n = 2.9) is ground in a rotary-vortex mill with a product feed rate of 8 kg / min, and a diameter of an internal opening of a replaceable diaphragm of 220 mm, which made it possible to achieve an average size particles of 10-25 microns. The characteristics of the obtained powder are shown in table 1.

Пример 3.Example 3

Порошок ТГА (Al2O3⋅nН2O, где n=1,5) размолот на роторно-вихревой мельнице при скорости подачи продукта от 7 кг/мин, при диаметре внутреннего отверстия сменной диафрагмы от 250 мм, что позволило достигать среднего размера частиц 25-45 мкм. Характеристики полученного порошка приведены в таблице 1.TGA powder (Al 2 O 3 ⋅nН 2 O, where n = 1.5) was ground in a rotary-vortex mill at a feed rate of 7 kg / min, with a diameter of the internal opening of the interchangeable diaphragm from 250 mm, which made it possible to achieve an average size particles of 25-45 microns. The characteristics of the obtained powder are shown in table 1.

Пример 4.Example 4

Порошок ТГА (Al2O3⋅nН2O, где n=2,0) размолот на роторно-вихревой мельнице при скорости подачи продукта от 6 кг/мин, при диаметре внутреннего отверстия сменной диафрагмы от 300 мм, что позволило достигать среднего размера частиц 40-55 мкм. Характеристики полученного порошка приведены в таблице 1.TGA powder (Al 2 O 3 ⋅nН 2 O, where n = 2.0) is ground in a rotary vortex mill with a product feed rate of 6 kg / min, and a diameter of an internal opening of a replaceable diaphragm of 300 mm, which made it possible to achieve an average size particles of 40-55 microns. The characteristics of the obtained powder are shown in table 1.

Пример 5.Example 5

Порошок ТГА (Al2O3⋅nН2O, где n=0,8) размолот на роторно-вихревой мельнице при скорости подачи продукта от 5 кг/мин, при диаметре внутреннего отверстия сменной диафрагмы от 350 мм, что позволило достигать среднего размера частиц 50-70 мкм. Характеристики полученного порошка приведены в таблице 1.TGA powder (Al 2 O 3 ⋅nН 2 O, where n = 0.8) is ground in a rotary vortex mill at a feed rate of 5 kg / min, with a diameter of the internal opening of the interchangeable diaphragm from 350 mm, which allowed to achieve an average size particles of 50-70 microns. The characteristics of the obtained powder are shown in table 1.

Пример 6.Example 6

Пример демонстрирует использование композиции полупродуктов для приготовления гранулированных алюмооксидных продуктов, которые могут быть использованы в качестве носителей для катализаторов, сорбентов и т.д.An example demonstrates the use of an intermediate composition for the preparation of granular alumina products that can be used as carriers for catalysts, sorbents, etc.

Порошки МТГА, полученные по примерам 4 и 3, с размером частиц 40-55 мкм и 25-45 мкм соответственно, подвергают раздельной гидратации растворами азотной кислоты в реакторах с рубашкой для обогрева и мешалкой пропеллерного типа. Гидратацию проводят при атмосферном давлении и температурах 65-95°С, при рН=5-9 в течение 0,5-10 часов, при отношении жидкой фазы к твердой (3-6):1. После завершения гидратации суспензия гидроксида алюминия поступает в барабанные вакуум-фильтры, где происходит разделение суспензии на жидкую фазу и влажную массу с влажностью не более 60%.MTGA powders obtained in examples 4 and 3, with particle sizes of 40-55 μm and 25-45 μm, respectively, are subjected to separate hydration with solutions of nitric acid in reactors with a heating jacket and a propeller-type mixer. Hydration is carried out at atmospheric pressure and temperatures of 65-95 ° C, at pH = 5-9 for 0.5-10 hours, with the ratio of liquid to solid phase (3-6): 1. After hydration is completed, the suspension of aluminum hydroxide enters the drum vacuum filters, where the suspension is separated into a liquid phase and a wet mass with a moisture content of not more than 60%.

Часть влажной массы, полученной после гидратации порошка МТГА с размером частиц 25-45 мкм, подвергают сушке на установке сушки пастообразных продуктов в потоке горячего воздуха при температуре от 80 до 130°С и разрежении в сушилке в пределах от минус 1,5 до минус 0,5 кПа. В результате получают порошок гидроксида алюминия с удельной поверхностью 255 м2/г.Part of the wet mass obtained after hydration of MTGA powder with a particle size of 25-45 μm is subjected to drying in a drying plant for pasty products in a stream of hot air at a temperature of 80 to 130 ° C and a vacuum in the dryer in the range from minus 1.5 to minus 0 , 5 kPa. The result is an aluminum hydroxide powder with a specific surface area of 255 m 2 / g.

Часть влажной массы, полученной после гидратации порошка МТГА с размером частиц 25-45 мкм, подвергают термообработке при температурах 250-350°С с получением порошка переходного оксида алюминия с удельной поверхностью 298 м2/г и насыпным весом 0,57 г/см3.Part of the wet mass obtained after hydration of MTGA powder with a particle size of 25-45 μm is subjected to heat treatment at temperatures of 250-350 ° C to obtain a transition alumina powder with a specific surface area of 298 m 2 / g and bulk density of 0.57 g / cm 3 .

На стадии приготовления массы для формования готовят композицию путем смешивания полученных полупродуктов в следующем соотношении: 30% влажной массы гидроксида алюминия с размером частиц 40-55 мкм, 50% порошка гидроксида алюминия с размером частиц 25-45 мкм и 20% порошка переходного оксида алюминия, а также дополнительно вводят кислоты (органические или неорганические) для пластификации массы, пороструктурирующие добавки, и при необходимости могут быть введены модифицирующие соединения металлов.At the stage of preparation of the molding mass, the composition is prepared by mixing the obtained intermediates in the following ratio: 30% wet weight of aluminum hydroxide with a particle size of 40-55 μm, 50% aluminum hydroxide powder with a particle size of 25-45 μm and 20% transition aluminum oxide powder, and additionally, acids (organic or inorganic) are added to plasticize the mass, porous structure additives, and metal modifying compounds can be added if necessary.

Массу пластифицируют, подают в шнек-гранулятор и получают гранулы. Гранулы могут быть сформованы в виде черенков диаметром от 2 до 12 мм, сферы от 2 до 15 мм, трехлистника, кольца и др.The mass is plasticized, fed into a screw granulator and granules are obtained. Granules can be formed in the form of cuttings with a diameter of 2 to 12 mm, spheres from 2 to 15 mm, a trefoil, a ring, etc.

Пример 7 (прототип).Example 7 (prototype).

Для приготовления носителя используют гидраргиллит, полученный из нефелинового сырья методом спекания с содой и известняком в виде порошка из сфероидных частиц из гексагональных стержней размером 20-250 мкм со свойствами, приведенными в таблице 1. Его подвергают быстрой частичной дегидратации при температуре 500°С в течение 1 с. В результате получают кислородсодержащее соединение алюминия формулы Al2O3⋅nН2O, где n=0,5, который состоит из сфероидных частиц, состоящих из гексагональных стержней с системой плоских параллельных пор, которое подвергают рассеву для получения определенного размера частиц 70-250 мкм. Носитель имеет объем пор 0,1 см3/г удельную поверхность 80 м2/г и содержит соединения кремния, железа, натрия.The carrier is prepared using hydrargillite obtained from nepheline raw materials by sintering with soda and limestone in the form of a powder of spheroid particles from hexagonal rods of 20-250 μm in size with the properties shown in table 1. It is subjected to rapid partial dehydration at a temperature of 500 ° C for 1 sec The result is an oxygen-containing aluminum compound of the formula Al 2 O 3 ⋅nН 2 O, where n = 0.5, which consists of spheroid particles consisting of hexagonal rods with a system of flat parallel pores, which is sieved to obtain a certain particle size of 70-250 microns. The carrier has a pore volume of 0.1 cm 3 / g specific surface area of 80 m 2 / g and contains compounds of silicon, iron, sodium.

Данные представлены в таблице 1.The data are presented in table 1.

Носитель имеет химическую активность, равную 62%.The carrier has a chemical activity of 62%.

Figure 00000001
Figure 00000001

В примере 6 показано, что полученные продукты могут быть использованы в качестве предшественников для синтеза гидроксидов алюминия различных модификаций, а также для синтеза различных соединений алюминия - солей, оксидов алюминия и др.Example 6 shows that the products obtained can be used as precursors for the synthesis of aluminum hydroxides of various modifications, as well as for the synthesis of various aluminum compounds - salts, aluminum oxides, etc.

Claims (4)

1. Микросферический порошкообразный гидроксид алюминия для приготовления носителей для катализаторов, включающий кислородсодержащее соединение алюминия формулы Al2O3⋅nН2О, полученного быстрой частичной дегидратацией гидраргиллита с заданным размером частиц, отличающийся тем, что он содержит воду в количестве, соответствующем значению n=0,5-2,9, и подвергнут одновременно микроизмельчению до заданного размера частиц и механохимической активации, при этом имеет химическую активность не ниже 67%, удельную поверхность не ниже 120 м2/г, насыпную плотность 0,9-1,1 г/см3 и заданный размер частиц в пределах 5-150 мкм.1. Microspherical powdered aluminum hydroxide for the preparation of catalyst supports, including an oxygen-containing aluminum compound of the formula Al 2 O 3 ⋅nН 2 O obtained by the rapid partial dehydration of hydrargillite with a given particle size, characterized in that it contains water in an amount corresponding to n = 0,5-2,9 and simultaneously subjected to a predetermined micronized, particle size and mechanical activation, and has a reactivity of not lower than 67%, specific surface area below 120 m 2 / g, bulk w density of 0.9-1.1 g / cm 3 and a predetermined particle size in the range 5-150 microns. 2. Порошкообразный гидроксид алюминия по п.1, отличающийся тем, что он состоит из фракции с узким распределением частиц порошка, выбранной из следующих интервалов: 5-15, 10-25, 25-45, 40-55, 50-70, 70-150.2. Powdered aluminum hydroxide according to claim 1, characterized in that it consists of a fraction with a narrow distribution of powder particles selected from the following ranges: 5-15, 10-25, 25-45, 40-55, 50-70, 70 -150. 3. Способ получения микросферического порошкообразного гидроксида алюминия по п.1 или 2, при котором для получения заданного размера частиц в пределах 5-150 мкм одновременно проводят микроизмельчение и механохимическую активацию кислородсодержащего соединения алюминия Al2O3⋅nН2О, где n=0,5-2,9, на мельницах роторно-вихревого типа со встроенным классификатором частиц.3. The method of producing a microspherical powdered aluminum hydroxide according to claim 1 or 2, in which to obtain a given particle size in the range of 5-150 μm, micromilling and mechanochemical activation of the oxygen-containing aluminum compound Al 2 O 3 ⋅nН 2 О, where n = 0 , 5-2.9, in rotor-vortex type mills with an integrated particle classifier. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что скорость подачи кислородсодержащего соединения алюминия в роторно-вихревую мельницу составляет от 5 до 90 кг/м.4. The method according to claim 3, characterized in that the feed rate of the oxygen-containing aluminum compounds in the rotary vortex mill is from 5 to 90 kg / m
RU2019121069A 2019-07-03 2019-07-03 Microsphere powdered aluminum hydroxide of specified dispersion and method of its production RU2710708C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121069A RU2710708C1 (en) 2019-07-03 2019-07-03 Microsphere powdered aluminum hydroxide of specified dispersion and method of its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121069A RU2710708C1 (en) 2019-07-03 2019-07-03 Microsphere powdered aluminum hydroxide of specified dispersion and method of its production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2710708C1 true RU2710708C1 (en) 2020-01-09

Family

ID=69140832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019121069A RU2710708C1 (en) 2019-07-03 2019-07-03 Microsphere powdered aluminum hydroxide of specified dispersion and method of its production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2710708C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2048908C1 (en) * 1992-06-01 1995-11-27 Специальное конструкторско-технологическое бюро катализаторов с опытным заводом Method of producing aluminooxide catalyst for isolation of acid gases by klauss process
RU2148017C1 (en) * 1999-09-28 2000-04-27 Акционерное общество открытого типа "Катализатор" Oxygen-containing aluminum compound and method of preparation thereof
RU2256499C1 (en) * 2004-05-17 2005-07-20 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst, method for preparation thereof, and a method for dehydration of hydrocarbons using this catalyst
RU2257261C1 (en) * 2004-05-17 2005-07-27 Институт Катализа Имени Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst carrier and a method for preparation thereof
RU2271248C1 (en) * 2005-03-15 2006-03-10 Открытое акционерное общество "Катализатор" Microspherical catalyst carrier
JP2007217245A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Nissan Motor Co Ltd Metal oxide particle composite, resin composite using the same and method for producing them
JP2008137884A (en) * 2006-11-06 2008-06-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Alumina micro particles and method of manufacturing alumina sol

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2048908C1 (en) * 1992-06-01 1995-11-27 Специальное конструкторско-технологическое бюро катализаторов с опытным заводом Method of producing aluminooxide catalyst for isolation of acid gases by klauss process
RU2148017C1 (en) * 1999-09-28 2000-04-27 Акционерное общество открытого типа "Катализатор" Oxygen-containing aluminum compound and method of preparation thereof
RU2256499C1 (en) * 2004-05-17 2005-07-20 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst, method for preparation thereof, and a method for dehydration of hydrocarbons using this catalyst
RU2257261C1 (en) * 2004-05-17 2005-07-27 Институт Катализа Имени Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Catalyst carrier and a method for preparation thereof
RU2271248C1 (en) * 2005-03-15 2006-03-10 Открытое акционерное общество "Катализатор" Microspherical catalyst carrier
JP2007217245A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Nissan Motor Co Ltd Metal oxide particle composite, resin composite using the same and method for producing them
JP2008137884A (en) * 2006-11-06 2008-06-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Alumina micro particles and method of manufacturing alumina sol

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2394534C (en) Alumina trihydrate derived high pore volume, high surface area aluminum oxide composites and methods of their preparation and use
EP0790872B1 (en) Basic inorganic binders
US6403526B1 (en) Alumina trihydrate derived high pore volume, high surface area aluminum oxide composites and methods of their preparation and use
US7666296B2 (en) Process for the hydroconversion in a slurry of heavy hydrocarbonaceous feedstocks in the presence of a dispersed phase and an alumina-based oxide
US7294328B2 (en) Method for producing α-alumina formed body
RU2078043C1 (en) Partially crystalline transient aluminium oxide, method of its producing and method of producing the formed $$$-aluminium oxide from it
RU2742335C2 (en) Surface-modified calcium carbonate as a catalyst support based on transition metals
RU2335457C2 (en) Method of aluminium hydroxide production with pseudoboehmite structure and aluminium gamma-oxide on its basis
RU2729612C1 (en) Active granulated aluminium oxide
RU2710708C1 (en) Microsphere powdered aluminum hydroxide of specified dispersion and method of its production
KR101725799B1 (en) High Crystalline Hybrid Boehmite Composite and a Preparation Method Threreof
JP2869287B2 (en) Method for producing plate-like boehmite particles
CN102639239B (en) Be the spherical zeolitic catalyst of alkene by methanol conversion
RU2390495C2 (en) Granular active aluminium oxide and preparation method thereof
RU2237018C1 (en) Method of producing bayerite-structure aluminum hydroxide and aluminum eta-oxide based thereof
KR20000039561A (en) Method of preparing active alumina moldings
JP2003063854A (en) Activated alumina molding and method for manufacturing it
CN114634194B (en) Spherical three-dimensional through macroporous alumina and preparation method thereof
EP4306210A1 (en) High surface area pcc as a catalyst carrier for platinum compounds
CN115974096A (en) System and method for continuously producing zeolite molecular sieve by using fly ash
RU2167818C1 (en) Method of preparing aluminium hydroxide powder
RU2064837C1 (en) Method to produce carrier for catalysts of hydraulic processing
RU2731569C2 (en) Method of producing aluminum oxide gel having high dispersibility and crystallite size
SU1640129A1 (en) Method of producing porous granules
JPS62153118A (en) Production of easily sintering alumina powder