一種提高鋁酸鈉溶液穩定性的方法技術

本發明專利技術公布了一種提高鋁酸鈉溶液穩定性的方法，以鋁酸鈉溶液沉淀物為原料，經過研磨和堿處理得穩定劑，將其加入至待處理鋁酸鈉溶液進行凈化處理，過濾即得高穩定性鋁酸鈉溶液。本發明專利技術制備的穩定劑及其使用方法可以延長鋁酸鈉溶液穩定周期，鋁酸鈉化學性質和組分含量在長期放置中不發生明顯變化，可以滿足氫氧化鋁阻燃劑生產工藝需求。

A method to improve the stability of sodium aluminate solution

【技術實現步驟摘要】
一種提高鋁酸鈉溶液穩定性的方法
本專利技術主要涉及無機化工領域，主要涉及鋁酸鈉溶液的穩定方法。
技術介紹
鋁酸鈉又名偏鋁酸鈉，工業上主要用于生產氫氧化鋁，是拜耳法生產氧化鋁的中間物質。鋁酸鈉溶液又呈亞穩狀態，容易以結晶態析出氫氧化鋁晶體，鋁酸鈉溶液的穩定程度與溶液的濃度、苛性比、存放時間等因素有關，一般濃度越低、苛性比越小、存放時間越長，鋁酸鈉溶液越不穩定。工業制備鋁酸鈉溶液在放置過程中發生鋁酸鈉溶液水解，溶液由澄清變為渾濁，繼續有沉淀產生，氧化鋁濃度降低，苛性比升高，影響鋁酸鈉溶液的應用。鋁酸鈉溶液水解生成的沉淀為氫氧化鋁，這種沉淀會附著于設備及管道內壁，不僅造成鋁酸鈉組分變化，還會對設備造成損耗。因此制備出高穩定性的鋁酸鈉，不僅是下游氧化鋁生產工藝的需求，而且是鋁酸鈉生產設備的迫切需求。趙淋等人在“鋁酸鈉溶液穩定性的研究”中提出Al(OH)4-大量存在是鋁酸鈉溶液分解的主導因素，目前，提高鋁酸鈉溶液穩定性的生產工藝主要是加入穩定劑：CN103787387A中提到在苛性比為1.2-1.8范圍內，加入具有螯合作用的含堿金屬元素穩定劑，將穩定劑與鋁酸鈉溶液混合在一起，延遲鋁酸鈉溶液的結晶析出制得穩定性較好的鋁酸鈉溶液，其穩定性從48h延長至168h，放置7天依然有沉淀產生；CN105016366A中，加入丙烯醇苯乙烯共聚物等化合物，雖然鋁酸鈉溶液存放周期長大于1年(苛性比1.22放置365天有絮狀沉淀產生)，但是其缺點為：反應周期長(>24h)、穩定劑制備復雜且穩定劑副反應不可控、能耗高等。為解決鋁酸鈉溶液放置不穩定的問題，現有工藝通過加入穩定劑一定程度提高了其穩定性，但是依然存在引入外來雜質、效果差等缺點。基于上述原因，本申請提出了一種提高鋁酸鈉溶液穩定性的方法，本方法不引入其他雜質，且穩定性效果好。
技術實現思路
本專利技術針對現有工藝問題，提供了新的穩定劑制備及使用方法，以鋁酸鈉溶液為沉淀劑原料，經過研磨和堿處理得沉淀劑，待處理鋁酸鈉溶液加入沉淀劑用來提高鋁酸鈉穩定性。隨著沉淀劑處理方式和添加量不同使鋁酸鈉溶液放置時間延長12-24個月依然沒有沉淀產生。在制備過程中通過加入自制的穩定劑達到提高鋁酸鈉溶液穩定性的目的。該工藝具有不引入雜質，久置(>12個月)沒有沉淀產生的特點。為了實現上述目的，本申請采取下述技術方案：一種提高鋁酸鈉穩定性的方法，通過在待處理鋁酸鈉溶液添加誘導型穩定劑實現；所述的穩定劑制備方法如下：1)將苛性比為1.0-1.2的普通鋁酸鈉溶液室溫下放置3-30天，過濾，對濾餅淋洗干燥，即得沉淀劑原料；2)將步驟1)制備的原料加水配成質量分數為5-15％的漿料，采用砂磨機研磨10-60min，得到研磨后中間體；3)在步驟2)制備的中間體中加入氫氧化鈉，在40-80℃條件下攪拌2h，過濾，對濾餅淋洗干燥，即得到穩定劑；所述的提高鋁酸鈉穩定性的方法，具體如下：將穩定劑加入至待處理鋁酸鈉溶液，在40-80℃條件下攪拌處理2h，溶液析出沉淀物，過濾即得高穩定性鋁酸鈉溶液。所述研磨后中間體，其所含固體顆粒粒徑為D50＝0.2-2.0um；研磨導致粒徑減小，隨著研磨時間的延長，粒徑減小，沉淀劑原料D50＝4.2-6.6um，研磨時間不同(10-60min)，得中間體粒徑D50＝0.2-2.0um。所述氫氧化鈉加入量，為研磨后漿料質量的1-10％；所述穩定劑的使用量，為待處理鋁酸鈉質量的0.05-2.50％。本專利技術的有益效果：鋁酸鈉溶液中的亞穩態物質(Al(OH)4-)是鋁酸鈉不穩定的主要原因，專利技術人在長期的研究中發現，降低鋁酸鈉中Al(OH)4-的含量是提高鋁酸鈉溶液穩定性的主要方法。達到這一目的有兩種主要技術手段，一是將不穩定物質進行沉淀析出，二是將不穩定組分Al(OH)4-轉換為穩定的鋁酸鈉離子的二聚體[Al2O(OH)6]2-，這兩種技術手段均可以實現降低不穩定物質含量，提高鋁酸鈉穩定性的效果。本專利技術采用鋁酸鈉沉淀物為原料制備了一種穩定劑，一方面廉價易得，另一方面該沉淀物從鋁酸鈉溶液中析出，以此為穩定劑對鋁酸鈉中不穩定組分具有更好的誘導活性。該穩定劑具備兩個作用：第一，本專利技術通過研磨處理提高了穩定劑的誘導活性，使其作為晶種誘導鋁酸鈉溶液中不穩定物質析出；第二，通過堿處理對穩定劑表面進行了改性處理，穩定劑表面吸附大量OH-，可以促進Al(OH)4-向二聚體[Al2O(OH)6]2-的轉化。穩定劑的兩個作用均實現了降低不穩定物質含量的效果，是提高鋁酸鈉溶液穩定性的根本原因，也是本專利技術的核心創新點。另外，本專利技術使用穩定劑對鋁酸鈉溶液處理后，將不穩定析出物及穩定劑再次分離出去，得到的鋁酸鈉溶液不僅具有高穩定性，而且不引入其他雜質，這有利于鋁酸鈉溶液的應用。具體實施方式為了更好的理解本專利技術的技術方案，以下結合具體的實施例對本專利技術的新方法做進一步的闡述說明，但不應將此理解為本專利技術所述主題的范圍僅限于以下的實例。凡基于本專利技術上述內容所實現的技術均屬于本專利技術的范圍。實施例1將苛性比為1.1的普通鋁酸鈉溶液放置10天，過濾，濾餅洗滌干燥，得制備沉淀劑原料；將原料加水配成固含量為5％的漿料，采用砂磨機研磨60min，得到研磨后中間體，所含固體顆粒粒徑D50為0.22um，將200.0g中間體放入反應瓶中，加入氫氧化鈉20.0g，在60℃條件下攪拌2h，過濾，對濾餅淋洗干燥，得到穩定劑；取苛性比為1.10的鋁酸鈉216g放入反應瓶，加入5.4g的穩定劑，70℃攪拌處理2h，將沉淀物過濾，得到高穩定性鋁酸鈉溶液。本實施例鋁酸鈉溶液在25℃條件下靜置>24個月沒有沉淀產生。實施例2將苛性比為1.1的普通鋁酸鈉溶液放置10天，過濾，濾餅洗滌干燥，得制備沉淀劑原料；將原料加水配成固含量為15％的漿料，采用砂磨機研磨10min，得到研磨后中間體，所含固體顆粒粒徑D50為1.94um，將200.0g中間體放入反應瓶中，加入氫氧化鈉2.0g，在60℃條件下攪拌2h，過濾，對濾餅淋洗干燥，得到穩定劑；取苛性比為1.10的鋁酸鈉216g放入反應瓶，加入1.1g的穩定劑，70℃攪拌處理2h，將沉淀物過濾，得到高穩定性鋁酸鈉溶液。本實施例鋁酸鈉溶液在25℃條件下靜置12個月開始產生沉淀物。實施例3將苛性比為1.1的普通鋁酸鈉溶液放置10天，過濾，濾餅洗滌干燥，得制備沉淀劑原料；將原料加水配成固含量為7％的漿料，采用砂磨機研磨30min，得到研磨后中間體所含固體顆粒粒徑D50為0.59um，將200.0g中間體放入反應瓶中，加入氫氧化鈉20.0g，在60℃條件下攪拌2h，過濾，對濾餅淋洗干燥，得到穩定劑；取苛性比為1.10的鋁酸鈉216g放入反應瓶，加入5.4g的穩定劑，70℃攪拌處理2h，將沉淀物過濾，得到高穩定性鋁酸鈉溶液。本實施例鋁酸鈉溶液在25℃條件下靜置18個月開始產生沉淀物。實施例4將苛性比為1.1的普通鋁酸鈉溶液本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種提高鋁酸鈉穩定性的方法，其特征在于，通過在待處理鋁酸鈉溶液添加誘導型穩定劑實現。/n

【技術特征摘要】
1.一種提高鋁酸鈉穩定性的方法，其特征在于，通過在待處理鋁酸鈉溶液添加誘導型穩定劑實現。


2.如權利要求1所述的提高鋁酸鈉穩定性的方法，其特征在于，所述的穩定劑制備方法如下：
1)將苛性比為1.0-1.2的普通鋁酸鈉溶液放置3-30天，過濾，對濾餅淋洗干燥，即得沉淀劑原料；
2)將步驟1)制備的原料加水配成質量分數為5-15％的漿料(質量百分比)，采用砂磨機研磨10-60min，得到研磨后中間體；
3)在步驟2)制備的中間體中加入氫氧化鈉，在40-80℃條件下攪拌2h，過濾，對濾餅淋洗干燥，即得到穩定劑。


3.如權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉啟奎，岳濤，翟云鴿，任倩，劉中海，馮維春，
申請(專利權)人：山東省化工研究院，
類型：發明
國別省市：山東;37