WO2022081044A1 - Способ получения псевдобемита - Google Patents

Способ получения псевдобемита Download PDF

Info

Publication number
WO2022081044A1
WO2022081044A1 PCT/RU2021/050301 RU2021050301W WO2022081044A1 WO 2022081044 A1 WO2022081044 A1 WO 2022081044A1 RU 2021050301 W RU2021050301 W RU 2021050301W WO 2022081044 A1 WO2022081044 A1 WO 2022081044A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hydration
carried out
pseudoboehmite
chloride hexahydrate
aluminum
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/050301
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Дмитрий Витаутасович Кибартас
Александр Сергеевич СЕНЮТА
Владимир Андреевич Баянов
Максим Александрович СЕРЕБРЯКОВ
Андрей Владимирович КНЯЗЕВ
Юлия Олеговна МАКСИМОВА
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Объединенная Компания Русал Инженерно -Технологический Центр"
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 "Объединенная Компания Русал Инженерно -Технологический Центр" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Объединенная Компания Русал Инженерно -Технологический Центр"
Publication of WO2022081044A1 publication Critical patent/WO2022081044A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/14—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/30—Preparation of aluminium oxide or hydroxide by thermal decomposition or by hydrolysis or oxidation of aluminium compounds

Definitions

  • the invention relates to chemical technology, in particular to a method for producing amorphous aluminum hydroxide with a pseudoboehmite structure, and can also be used to produce granular active alumina, catalysts, carriers, and in other industries.
  • pseudoboehmite should not contain impurity phases of bayerite, gibbsite or X-ray amorphous aluminum trihydroxide in amounts of more than 1-2 wt.% each and should have a relatively high specific surface area (>180 m 2 /g).
  • the content of a number of impurities is strictly regulated, since they are catalytic poisons for most industrial catalytic processes.
  • iron, sodium and other alkali and alkaline earth metals, silicon, sulfur are especially distinguished, the content of which is limited to thousandths (PPt).
  • the main disadvantages of this method include difficult filtration and washing of the resulting finely dispersed product, a large consumption of chemically purified water for washing and, accordingly, the formation of a significant amount of hard-to-recycle wastewater from the filtrate and washing water, the impossibility of organizing the recirculation of the main reagents (acid and ammonia solution) toxic nitrogen oxides NO X during the drying of pseudoboehmite.
  • a known method for obtaining pseudoboehmite as a result of thermal decomposition of aluminum nitrate, including the stages of dissolving gibbsite in excess nitric acid, decomposition of the resulting acid solution with free air supply at 300-700°C, regeneration of the resulting nitrogen oxides into concentrated nitric acid with a return to the initial stage of the process and the extraction of the resulting pseudoboehmite by spray drying.
  • a serious disadvantage of the described scheme is the unstable quality of pseudoboehmite, since impurity phases (for example, aluminum trihydroxide, aluminum oxides, oxynitrates) can form during thermal decomposition, the composition and content of which directly depends on a number of technological parameters of the decomposition and drying stages. Also, in this method, the issue of cleaning solutions from impurities that pass into an acidic solution from the original gibbsite is not addressed.
  • impurity phases for example, aluminum trihydroxide, aluminum oxides, oxynitrates
  • the disadvantage of this method is the high cost and complexity of the process itself for obtaining pure aluminum alkoxides: the use of highly pure metallic aluminum, a long process of dissolving it in aliphatic alcohols, subsequent additional purification by distillation, and an extremely short life of the resulting alcoholates due to their instability.
  • thermochemical activation of gibbsite with the formation of an intermediate alumina product - thermochemical activation of gibbsite with the formation of an intermediate alumina product; - washing the intermediate alumina product on a drum filter with a solution of ammonium nitrate with a concentration of 0.5-5 g/l at a pH of less than 7-8;
  • the objective of the present invention is to develop an environmentally friendly method for obtaining pseudoboehmite aluminum hydroxide powders with a high content in the final product from an intermediate alumina product obtained by thermal decomposition of aluminum chloride crystalline hydrate by treating it with aqueous solutions of inorganic compounds under autoclave conditions.
  • the problem is solved due to the fact that in the method for obtaining aluminum hydroxide powder of pseudoboehmite structure, including hydration of the alumina product with subsequent drying, according to the claimed invention, the alumina product is obtained by calcining aluminum chloride hexahydrate at a temperature of 400-800 ° C, and hydration is carried out in autoclave conditions in the aquatic environment.
  • aluminum hydroxide of a pseudo-boehmite structure of high purity is formed with a high content of the main phase - pseudo-boehmite (at least 90 wt.%), in the absence of wastewater in the technology.
  • the calcination of aluminum chloride hexahydrate to obtain an intermediate alumina product is carried out at 400-800 °C, preferably at 600-700 °C.
  • the hydration is carried out in the presence of an acid, preferably hydrochloric or nitric acid, or an aqueous ammonia solution.
  • the original aluminum chloride hexahydrate can be obtained by hydrochloric acid opening of aluminum containing raw materials and subsequent crystallization of aluminum chloride hexahydrate by evaporating the clarified aluminum chloride solution or by saturating it with gaseous hydrogen chloride, for example, according to the methods (RU 2564360, publ. 27.09.2015; RU 2565217, published 20.10.2015; RU 2647041, published 13.03.2018 or Elsner D., Jenkins D.H. and Sinha H.N. Alumina via hydrochloric acid leaching of high silica bauxites - process development, Light metals, 1984, p. 411 - 426). Additional purification of aluminum chloride hexahydrate from impurities to their trace amounts can be carried out by multiple recrystallization.
  • the alumina product obtained by calcining aluminum chloride hexahydrate has a specific particle morphology, high porosity and specific surface, and is also characterized by high surface energy. Due to these physicochemical features, as well as due to the presence in its structure of aluminum oxychlorides, as a product of incomplete thermal destruction, this alumina product is easily recrystallized to boehmite in aqueous solutions under hydrothermal conditions at slightly acidic or neutral pH, as a rule, without the need to introduce additional reagents.
  • the selected hydration conditions make it possible to obtain a product of the required quality. This does not require water washing of the intermediate alumina product and the product obtained after autoclave hydration, since residual impurities in the catalyst carrier are removed during drying and subsequent calcination. As a result, the proposed technical solution does not contain waste wash water.
  • Phase composition pseudoboehmite, not less than 90%.
  • S y4 291 m 2 /g.
  • the content of impurities in the final product was HerO3 10 ppm, CaO 5 ppm, CaO 20 ppm in the final product.
  • the transit time of the material through the hot zone of a laboratory tubular rotary kiln was 20 minutes, the pH during hydration was maintained in the range of 2-9, adjusted if necessary by the introduction of acid or aqueous ammonia.
  • Acid hydrochloric, nitric, etc.
  • the addition of acid or ammonia is not a prerequisite.
  • Example 2 The initial aluminum chloride hexahydrate was treated analogously to example 1.
  • Phase composition pseudoboehmite, y-ACO3. 8 beats ⁇ u003d 263 m 2 / g.
  • the content of impurities in the final product is similar to example 1.
  • Example 3 The initial aluminum chloride hexahydrate was treated analogously to example 1.
  • T 200°C for 2 hours with constant stirring.
  • a gel was obtained, which was further dried at 160°C to constant weight, crushed, and the resulting powder was analyzed.
  • Phase composition pseudoboehmite.
  • S yj 285 m 2 /g.
  • the content of impurities in the final product is similar to example 1.
  • Example 4 The original aluminum chloride hexahydrate was processed analogously to example 1.
  • a sample of 20 g of alumina product obtained by calcining aluminum chloride hexahydrate in a tubular rotary kiln at T 500°C was placed in an ampoule autoclave with a fluoroplastic insert filled with 100 ml of distilled water and 1.5 g of a 25% NH4OH solution.
  • Autoclave hydration was carried out at T 180°C for 2 hours with constant stirring.
  • Phase composition pseudoboehmite. 8 beats ⁇ u003d 262 m 2 / g.
  • the content of impurities in the final product is similar to example 1.
  • Example 5 The initial aluminum chloride hexahydrate was treated analogously to example 1.
  • Phase composition boehmite. S a ⁇ u003d 87 m 2 / g.
  • Example 6 The initial aluminum chloride hexahydrate was treated analogously to example 1.
  • Phase composition a mixture of oxychlorides Al 5 (OH) 12C13 -7.5 ⁇ 0 and
  • Example 7 The initial aluminum chloride hexahydrate was treated analogously to example 1.
  • Phase composition pseudoboehmite, y-AbO3, traces of 0-A1 2 O3.
  • Example 8 The original aluminum chloride hexahydrate was treated analogously to example 1.
  • Phase composition amorphous phase, pseudoboehmite, y-A1 2 0s, A1 5 (OH) 1 2 C13 7.5H 2 O.
  • Example 9 The original aluminum chloride hexahydrate was treated analogously to example 1.
  • Phase composition pseudoboehmite, boehmite, y-D1 2 0z.
  • a significant amount of chlorine is retained in the intermediate alumina product, which, upon hydration, leads to the formation of oxychlorides of various compositions;
  • the intermediate alumina product does not in addition to amorphous y-AbO3, crystalline phases of y- and a-alumina appear, which are not amenable to hydrothermal hydration.

Abstract

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу получения аморфного гидроксида алюминия со структурой псевдобемита, и может быть также использовано для получения гранулированной активной окиси алюминия, катализаторов, носителей и в других областях промышленности. Способ получения порошка гидроксида алюминия псевдобемитной структуры, в котором гексагидрат хлорида алюминия подвергают термической прокалке при температуре 400-800°С, осуществляют гидратацию полученного промежуточного алюмооксидного продукта в автоклавных условиях в водной среде и сушат.

Description

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПСЕВДОБЕМИТА
Область техники
Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу получения аморфного гидроксида алюминия со структурой псевдобемита, и может быть также использовано для получения гранулированной активной окиси алюминия, катализаторов, носителей и в других областях промышленности.
Уровень техники
К гидроксидам алюминия псевдобемитной структуры, особенно, к применяемым в качестве исходного сырья для получения гранулированного активного оксида алюминия, катализаторов и носителей предъявляются специфические требования. Во-первых, псевдобемит не должен содержать примесных фаз байерита, гиббсита или рентгеноаморфного тригидроксида алюминия в количествах более 1-2 мас.% каждого и должен обладать сравнительно высокой удельной поверхностью (>180 м2/г). Во-вторых, жестко регламентируется содержание целого ряда примесей, поскольку они являются каталитическими ядами для большинства промышленных каталитических процессов. Среди контролируемых примесей особенно выделяют железо, натрий и прочие щелочные и щелочноземельные металлы, кремний, серу, содержание которых ограничивается тысячными долями (РРт).
Известен способ получения псевдобемита (SU 1381068 опубл. 15.03.1988), включающий обработку раствора соли алюминия небольшим избытком гидроокиси аммония относительно стехиометрического до pH = 7- 8 при двух температурных режимах: сначала при 38-45 °C в течение 1,0 -1,5 часов, а затем, с быстрым подъемом температуры, при 80-85°С в течение 30- 35 мин при перемешивании. Указанный способ позволяет получать монофазный продукт.
К основным недостаткам данного способа можно отнести затрудненную фильтрацию и промывку образующегося мелкодисперсного продукта, большой расход химически очищенной воды на промывку и, соответственно, образование значительного количества трудно утилизируемых стоков из фильтрата и промывных вод, невозможность организации рециркуляции основных реагентов (кислоты и аммиачного раствора) выделение токсичных окислов азота NOX при сушке псевдобемита.
Известен способ (RU 2284297 С2, опубл. 20.01.2003) получения псевдобемита в результате термического разложения нитрата алюминия, включающий стадии растворения гиббсита в избытке азотной кислоты, разложение полученного кислого раствора со свободной подачей воздуха при 300-700°С, регенерацию образующихся окислов азота в концентрированную азотную кислоту с возвратом на начальную стадию процесса и извлечение образовавшегося псевдобемита методом распылительной сушки.
Серьезным недостатком описанной схемы является нестабильное качество псевдобемита, поскольку при термическом разложении могут образовываться примесные фазы (например, тригидроксид алюминия, оксиды алюминия, оксинитраты), состав и содержание которых напрямую зависит от целого ряда технологических параметров реализации стадий разложения и сушки. Также в указанном способе не затрагивается вопрос очистки растворов от примесей, переходящих в кислый раствор из исходного гиббсита.
Существует способ получения моногидроксидов алюминия высокой чистоты с бемитовой структурой, а также регулируемым объемом и преобладающим радиусом пор (US 5055019, опубл. 08.10. 1991), состоящий из стадий гидролиза алкоксидов алюминия с получением суспензии промежуточного алюмооксидного продукта и его последующей автоклавной обработки при температуре 100-235°С и давлении 1-30 бар в течение от получаса до 20 часов при перемешивании.
Недостатком данного способа является высокая стоимость и сложность самого процесса получения чистых алкоксидов алюминия: использование особо чистого металлического алюминия, длительный процесс растворения его в алифатических спиртах, последующая дополнительная очистка перегонкой, а также чрезвычайно короткий срок жизни образующихся алкоголятов в силу их неустойчивости.
Существует также ряд способов производства активных гидроксида и оксида алюминия по малосточной или практически бессточной схеме, который основан на термохимической и/или механической активации гиббсита с получением суспензии промежуточного алюмооксидного продукта - термохимически активированного гидроксида алюминия. Последующая гидротермальная обработка промежуточного алюмооксидного продукта проводится при 105-170°С в течение 2-48 ч в присутствии органических или неорганических веществ (как правило, кислот азотной или уксусной) в результате чего получается пластификат - прекурсор для получения гидроксида алюминия псевдобемитной структуры или гамма- оксида алюминия (RU 2234460, опубл. 20.08.2004; RU2335457, опубл. 27.05.2008), которые могут также включать предварительную промывку промежуточного алюмооксидного продукта и распылительную сушку и/или прокалку разбавленной суспензии продукта пластификации (RU 2432318, опубл. 2011.10.27, RU2558891, опубл. 10.08.2015).
Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является способ (RU2558891, опубл. 10.08.2015), состоящий из следующих стадий:
- термохимической активации гиббсита с образованием промежуточного алюмооксидного продукта; - промывки промежуточного алюмооксидного продукта на барабанном фильтре раствором нитрата аммония с концентрацией 0,5-5 г/л при pH менее 7-8;
- пластификации отмытого промежуточного алюмооксидного продукта в азотнокислом растворе при pH, равном 3-4, и температуре 160- 170°С;
- распылительной сушки и/или прокалке разбавленной суспензии продукта пластификации при 140-170°С.
Одной из проблем производства активного гидроксида алюминия через пластификацию промежуточного алюмооксидного продукта термохимической активации гиббсита для последующего синтеза катализаторов на его основе является высокое содержание в нем примеси оксида натрия (до 0,6 % масс.). Даже предлагаемая в указанном способе промывка промежуточного алюмооксидного продукта раствором нитрата аммония не позволяет добиться нужной чистоты псевдобемита - остаточное содержание NaiO 0,09% (900 ppm) при выдвигаемых производителями катализаторов требованиях < 20 ppm, тем более, что на такую отмывку требуется большой расход воды (в сумме порядка 15-16 м3/т), что закономерно приводит к образованию значительного объема сточных вод, что не приемлемо с точки зрения экологии.
К тому же, при термохимической активации гиббсита, в зависимости от условий ее проведения, может образовываться смесь различных фаз от тригидрата и моногидрата до оксидов алюминия, которые обладают различной реакционной способностью по отношению к кислоте, в результате этого при последующей пластификации промежуточного алюмооксидного продукта в кислоте также невозможно получить монофазный продукт, что в дальнейшем негативно влияет на удельную поверхность и прочность катализатора. Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка экологичного способа получения порошков гидроксида алюминия псевдобемитной структуры с высоким его содержанием в конечном продукте из промежуточного алюмооксидного продукта, получаемого термическим разложением кристаллогидрата хлорида алюминия, путем его обработки водными растворами неорганических соединений в автоклавных условиях.
Задача решается за счет того, что в способе получения порошка гидроксида алюминия псевдобемитной структуры, включающем гидратацию алюмооксидного продукта с последующей его сушкой, согласно заявляемому изобретению, алюмооксидный продукт получают посредством прокалки гексагидрата хлорида алюминия при температуре 400-800 °C, а гидратацию проводят в автоклавных условиях в водной среде. При этом образуется гидроксид алюминия псевдобемитной структуры высокой чистоты с высоким содержанием основной фазы - псевдобемита (не менее 90 мае %.), при отсутствии в технологии сточных вод.
Прокалку гексагидрата хлорида алюминия для получения промежуточного алюмооксидного продукта проводят при 400^-800 °C, предпочтительно - при 600-г700°С.
Гидратацию промежуточного алюмооксидного продукта проводят в автоклавных условиях при 12(Н220°С, предпочтительно при 17(Н200°С и при отношении жидкого к твердому (Ж:Т) = 5-НО в течение 2^-5 часов.
Г идратацию промежуточного алюмооксидного продукта необязательно проводят при рН=2-г9, предпочтительно при рН=3^6. Для корректирования значения pH водного раствора, гидратацию проводят в присутствии кислоты, предпочтительно соляной или азотной, или водного раствора аммиака.
Полученный после гидратации промежуточного алюмооксидного продукта гидроксид алюминия псевдобемитной структуры подвергают сушке при температуре не выше 170°С. Сушка при более высокой температуре нежелательна, поскольку может приводить к частичной дегидратации псевдобемита и некоторому снижению таких показателей, как величина удельной поверхности продукта.
Известно, что исходный гексагидрат хлорида алюминия (ГХА) можно получить солянокислым вскрытием алюминий содержащего сырья и последующей кристаллизацией гексагидрата хлорида алюминия путем выпарки осветленного алюмохлоридного раствора или путем насыщения его газообразным хлороводородом, например, по способам (RU 2564360, опубл. 27. 09.2015; RU 2565217, опубл. 20. 10.2015.; RU 2647041, опубл. 13. 03. 2018 или Elsner D., Jenkins D.H. and Sinha H.N. Alumina via hydrochloric acid leaching of high silica bauxites - process development. Light metals, 1984, p. 411- 426). Дополнительную очистку гексагидрата хлорида алюминия от примесей до их следовых количеств можно осуществить путем многократной перекристаллизации.
Авторами установлено, что алюмооксидный продукт, получаемый при прокалке гексагидрата хлорида алюминия, обладает специфической морфологией частиц, высокой пористостью и удельной поверхностью, а также характеризуется высокой энергией поверхности. Благодаря этим физико-химическим особенностям, а также за счет наличия в своей структуре оксихлоридов алюминия, как продукта неполной термической деструкции, данный алюмооксидный продукт легко поддается перекристаллизации в бемит в водных растворах в гидротермальных условиях при слабокислых или нейтральных pH, как правило, без необходимости введения дополнительных реагентов. Авторами также установлено, что прокалка гексагидрата хлорида алюминия при температурах выше 800°С приводит к частичному образованию кристаллических фаз гамма-АЬСЬ и альфа-АЬО , которые не поддаются автоклавной гидратации, при прокалке ниже 400°С в промежуточном алюмооксидном продукте остается значительное количество неразложившегося гексагидрата хлорида алюминия, что при дальнейшей автоклавной гидратации приводит к образованию основных солей алюминия и снижению содержания фазы псевдобемита. При температурах гидратации ниже 120°С процесс занимает длительное время - до нескольких суток, что нежелательно при промышленной реализации способа. При температурах гидратации выше 220°С происходит частичная кристаллизация бемита, что приводит к снижению удельной поверхности порошков и может быть негативным фактором при использовании продукта в качестве сырья для изготовления катализаторов.
Время гидратации свыше 5 часов в сочетании с повышенной температурой также приводит к частичной кристаллизации бемита и, как следствие, падению удельной поверхности получаемого продукта. При времени гидратации менее 2 часов в сочетании с прочими условиями может не происходить образование более 90 мас.% содержания основного продукта.
Соотношение Ж:Т=5-Н0 выбрано по технологическим соображениям для обеспечения постоянного перемешивания. Гидратация, осуществляемая при pH менее 3, создаваемом как гидролизом остаточных оксихлоридов алюминия, так и введением кислоты, приводит к образованию значительного количества основных солей алюминия в конечном продукте. Гидратация при pH более 9, создаваемом введением раствора аммиака, может приводить к образованию заметного количества фазы байерита.
Таким образом, выбранные условия гидратации позволяют получать продукт необходимого качества. При этом не требуется водных промывок промежуточного алюмооксидного продукта и продукта, получаемого после автоклавной гидратации, поскольку остаточные примеси в носителе катализатора удаляются при сушке и последующей прокалке. В результате в предлагаемом техническом решении отсутствуют сточные промывные воды.
Таким образом, существенными отличительными признаками предлагаемого способа получения гидроксида алюминия псевдобемитной структуры являются:
1) Получение промежуточного алюмооксидного продукта путем прокалки гексагидрата хлорида алюминия; 2) более короткое время гидратации по сравнению с известными способами: до 48 часов, и не менее 12 часов.
3) высокая чистота получаемого псевдо бемита (содержание примесей не более 10-20 ppm)
4) высокое содержание основной фазы псевдобемита (не менее 90%),
5) отсутствие сточных промывных вод.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Осуществление изобретения
Пример 1. Гексагидрат хлорида алюминия подвергали очистке двукратной перекристаллизацией до содержания контролируемых примесей ГегОз 7 ppm, СаО 6 ppm, №2 О 15 ppm, затем продукт прокаливали в лабораторной трубчатой вращающейся печи при 700°С. Навеска 10 г этого алюмооксидного продукта, была помещена в ампульный автоклав с фторопластовым вкладышем, заполненный 100 мл дистиллированной воды. Автоклавная гидратация проводилась при Т = 150°С в течение 3 часов при постоянном перемешивании. После охлаждения суспензии до комнатной температуры твердая фаза отфильтровывалась, подвергалась сушке до постоянной массы при 120 °C, измельчалась, и полученный порошок анализировали.
Фазовый состав: псевдобемит, не менее 90%. Sy4 = 291 м2/г. Содержание примесей в конечном продукте составило ГегОз 10 ppm, СаО 5 ppm, КагО 20 ppm в конечном продукте.
В этом примере и в следующих приведенных примерах время прохождения материала через горячую зону лабораторной трубчатой вращающейся печи составило 20 мин, pH в процессе гидратации поддерживали в диапазоне 2-9, корректируя при необходимости введением кислоты или водного раствора аммиака. Кислота (соляная, азотная, пр.) может выступать в роли катализатора процесса - ускорять процесс перехода в псевдобемит, но поскольку при прокалке гексагидрата остается определенное количество хлоридов в виде оксихлоридов алюминия (зависит от температуры прокалки), в некоторых случаях количества кислоты, образующейся при гидролизе этих оксихлоридов алюминия достаточно для конверсии алюмооксидного продукта в псевдобемит, как в примере 1. Добавление кислоты или аммиака не является обязательным условием.
Пример 2. Исходный гексагидрат хлорида алюминия был обработан аналогично примеру 1. Навеска 20 г промежуточного алюмооксидного продукта, полученного прокалкой гексагидрата хлорида алюминия в трубчатой вращающейся печи при Т = 700°С, была помещена в ампульный автоклав с фторопластовым вкладышем, заполненный 70 мл дистиллированной воды и 30 г 5-процентного раствора НС1. Автоклавная гидратация проводилась при Т = 140 °C в течение 5 часов при постоянном перемешивании. После охлаждения суспензии до комнатной температуры твердая фаза отфильтровывалась, подвергалась сушке до постоянной массы при 150°С, измельчалась, и полученный порошок анализировали.
Фазовый состав: псевдобемит, у-АСОз. 8уд = 263 м2/г.
Содержание примесей в конечном продукте аналогично примеру 1.
Пример 3. Исходный гексагидрат хлорида алюминия был обработан аналогично примеру 1. Навеска 20 г алюмооксидного продукта, полученного прокалкой гексагидрата хлорида алюминия в трубчатой вращающейся печи при Т = 600 °C была помещена в ампульный автоклав с фторопластовым вкладышем, заполненный 100 мл дистиллированной воды. Автоклавная гидратация проводилась при Т = 200 °C в течение 2 часов при постоянном перемешивании. В результате автоклавной гидратации был получен гель, который далее подвергался сушке при 160°С до постоянной массы, измельчался и полученный порошок анализировали
Фазовый состав: псевдобемит. Syj = 285 м2/г.
Содержание примесей в конечном продукте аналогично примеру 1.
Пример 4. Исходный гексагидрат хлорида алюминия был обработан аналогично примеру 1. Навеска 20 г алюмооксидного продукта, полученного прокалкой гексагидрата хлорида алюминия в трубчатой вращающейся печи при T = 500°С была помещена в ампульный автоклав с фторопластовым вкладышем, заполненный 100 мл дистиллированной воды и 1,5 г 25- процентного раствора NH4OH. Автоклавная гидратация проводилась при Т = 180°С в течение 2 часов при постоянном перемешивании.
После охлаждения суспензии до комнатной температуры твердая фаза отфильтровывалась, подвергалась сушке до постоянной массы при 120°С, измельчалась и полученный порошок анализировали.
Фазовый состав: псевдобемит. 8уд = 262 м2/г.
Содержание примесей в конечном продукте аналогично примеру 1.
Пример 5. Исходный гексагидрат хлорида алюминия был обработан аналогично примеру 1. Навеска 10 г алюмооксидного продукта, полученного прокалкой гексагидрата хлорида алюминия в трубчатой вращающейся печи при Т = 600 °C была помещена в ампульный автоклав с фторопластовым вкладышем, заполненный 100 мл дистиллированной воды. Автоклавная гидратация проводилась при Т = 250°С в течение 3 часов при постоянном перемешивании. После охлаждения суспензии до комнатной температуры твердая фаза отфильтровывалась, подвергалась сушке до постоянной массы при 120°С, измельчалась и полученный порошок анализировали.
Фазовый состав: бемит. S a = 87 м2/г.
Пример 6. Исходный гексагидрат хлорида алюминия был обработан аналогично примеру 1. Навеска 20 г алюмооксидного продукта, полученного прокалкой гексагидрата хлорида алюминия в трубчатой вращающейся печи при Т = 400 °C была помещена в ампульный автоклав с фторопластовым вкладышем, заполненный 100 мл дистиллированной воды. Автоклавная гидратация проводилась при Т = 150°С в течение 4 часов при постоянном перемешивании. После охлаждения геля до комнатной температуры и сушки до постоянной массы при 140 °C, полученный твердый остаток измельчали и анализировали.
Фазовый состав: смесь оксихлоридов А15(ОН)12С1з -7,5^0 и
А1ц(ОН)зоС1з, псевдобемит. Пример 7. Исходный гексагидрат хлорида алюминия был обработан аналогично примеру 1. Навеска 20 г алюмооксидного продукта, полученного прокалкой гексагидрата хлорида алюминия в трубчатой вращающейся печи при Т = 800 °C была помещена в ампульный автоклав с фторопластовым вкладышем, заполненный 100 мл дистиллированной воды. Автоклавная гидратация проводилась при Т = 170°С в течение 4 часов при постоянном перемешивании. После охлаждения суспензии до комнатной температуры твердая фаза отфильтровывалась, подвергалась сушке до постоянной массы при 160°С, измельчалась и полученный порошок анализировали.
Фазовый состав: псевдобемит, у-АЬОз, следы 0-А12Оз.
Пример 8. Исходный гексагидрат хлорида алюминия был обработан аналогично примеру 1. Навеска 20 г алюмооксидного продукта, полученного прокалкой гексагидрата хлорида алюминия в трубчатой вращающейся печи при Т = 500°С была помещена в ампульный автоклав с фторопластовым вкладышем, заполненный 100 мл дистиллированной воды. Автоклавная гидратация проводилась при Т = 160°С в течение 1 часа при постоянном перемешивании. После охлаждения геля до комнатной температуры и сушки до постоянной массы при 160°С, полученный твердый остаток измельчали и анализировали.
Фазовый состав: аморфная фаза, псевдобемит, у-А120з, А15(ОН)12С1З 7,5Н2О.
Пример 9. Исходный гексагидрат хлорида алюминия был обработан аналогично примеру 1. Навеска 20 г алюмооксидного продукта, полученного прокалкой гексагидрата хлорида алюминия в трубчатой вращающейся печи при Т = 700°С была помещена в ампульный автоклав с фторопластовым вкладышем, заполненный 18 мл дистиллированной воды и 1,5 г 70- процентного раствора азотной кислоты. Автоклавная гидратация проводилась при Т = 190°С в течение 3 часов при постоянном перемешивании. После охлаждения геля до комнатной температуры и сушки до постоянной массы при 180°С, полученный твердый остаток измельчали и анализировали.
Фазовый состав: псевдобемит, бемит, у-Д120з. При невысоких температурах прокалки исходного ГХА (менее 400 °C) в промежуточном алюмооксидном продукте сохраняется значительное количество хлора, которое при гидратации приводит к образованию оксихлоридов различного состава, при температурах прокалки ГХА выше 800°С промежуточный алюмооксидный продукт фактически не содержит хлора, но в нем помимо аморфного у-АЬОз появляются кристаллические фазы у- и а-оксидов алюминия, которые не поддаются гидротермальной гидратации.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ получения порошка гидроксида алюминия псевдобемитной структуры, включающий гидратацию алюмооксидного продукта с последующей его сушкой, отличающийся тем, что алюмооксидный продукт получают посредством прокалки гексагидрата хлорида алюминия при температуре 400-800 °C, а гидратацию проводят в автоклавных условиях в водной среде.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прокалку гексагидрата хлорида алюминия предпочтительно проводят при 600 700°С.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидратацию проводят при 120-220°С.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидратацию предпочтительно проводят при 17О- 2ОО°С.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидратацию проводят при отношении Ж:Т = 5-Н0.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидратацию проводят в течение 2^-5 часов.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидратацию проводят при рН=2-9.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидратацию предпочтительно проводят при рН=3-Н5.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гидратацию проводят в присутствии кислоты.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что гидратацию предпочтительно проводят в присутствии соляной кислоты.
11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что гидратацию предпочтительно проводят в присутствии азотной кислоты.
12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что гидратацию ведут в присутствии раствора аммиака.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученный после гидратации гидроксид алюминия псевдобемитной структуры подвергают сушке при температуре не выше 170 °C.
PCT/RU2021/050301 2020-10-13 2021-09-20 Способ получения псевдобемита WO2022081044A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020133477A RU2749511C1 (ru) 2020-10-13 2020-10-13 Способ получения псевдобемита
RU2020133477 2020-10-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022081044A1 true WO2022081044A1 (ru) 2022-04-21

Family

ID=76377424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/050301 WO2022081044A1 (ru) 2020-10-13 2021-09-20 Способ получения псевдобемита

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2749511C1 (ru)
WO (1) WO2022081044A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0972748A1 (en) * 1998-01-30 2000-01-19 Japan Energy Corporation Method of manufacturing pseudo-boehmite
RU2258035C2 (ru) * 2003-09-01 2005-08-10 ОАО "Уральский научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой промышленности", ОАО "Уралалюминий" Способ получения активного оксида алюминия
EP1630135A2 (en) * 2004-08-26 2006-03-01 Nissan Motor Company, Ltd. Alumina particle, alumina particle manufacturing method, resin composition, and resin composition manufacturing method
CN101597076A (zh) * 2009-07-01 2009-12-09 武汉科技大学 一种贝壳状勃姆石粉体及其制备方法
RU2547833C1 (ru) * 2013-02-04 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Способ получения оксида алюминия

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0972748A1 (en) * 1998-01-30 2000-01-19 Japan Energy Corporation Method of manufacturing pseudo-boehmite
RU2258035C2 (ru) * 2003-09-01 2005-08-10 ОАО "Уральский научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой промышленности", ОАО "Уралалюминий" Способ получения активного оксида алюминия
EP1630135A2 (en) * 2004-08-26 2006-03-01 Nissan Motor Company, Ltd. Alumina particle, alumina particle manufacturing method, resin composition, and resin composition manufacturing method
CN101597076A (zh) * 2009-07-01 2009-12-09 武汉科技大学 一种贝壳状勃姆石粉体及其制备方法
RU2547833C1 (ru) * 2013-02-04 2015-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" Способ получения оксида алюминия

Also Published As

Publication number Publication date
RU2749511C1 (ru) 2021-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4656156A (en) Adsorbent and substrate products and method of producing same
US4634581A (en) Production of high purity alumina
RU2633579C2 (ru) Способы обработки летучей золы
NZ225586A (en) Preparation of microcrystalline boehmite (alpha alumina monohydrate) and ceramic bodies
EP0157503B1 (en) Production of low silica content, high purity alumina
RU2554136C2 (ru) Способ получения глинозема
CN111943242B (zh) 介孔γ-Al2O3载体的制备方法以及介孔γ-Al2O3载体
GB2190367A (en) Preparation of ceramic powders
US4474736A (en) Treatment of aluminous materials
CA3149879A1 (en) Process for preparing alumina
US5225229A (en) Aluminum hydroxide production
AU748945B2 (en) Process for producing alumina
US3838189A (en) Two-stage process for producing soda ash from trona
JPS60501901A (ja) 高純度アルミナの製造
US4915930A (en) Process for producing aluminum hydroxide of improved whiteness
JP2003048768A (ja) α−アルミナ成形体の製造方法と成形体と坦体
EP1264799A1 (en) Process for the purification of aqueous metal salt solutions
JPH0249247B2 (ru)
WO2022081044A1 (ru) Способ получения псевдобемита
US4849190A (en) Process for the production of hydrated alumina and process for the treatment of acid wastes
US3989805A (en) Process for the production of aluminum chlorohydroxides having a controlled chlorine content
CN114455618B (zh) 一种制备低钠低铁超细α-氧化铝及大孔容拟薄水铝石的方法
US5063033A (en) Process for the production of boehmite
AU2003258077B2 (en) Aluminum hydroxide, made via the bayer process, with low organic carbon
JP2000256011A (ja) ベーマイト及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21880659

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21880659

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1