一种超细氢氧化铝的制造设备和制造方法技术

本发明专利技术公开了一种超细氢氧化铝的制造设备和制造方法。设备包括反应器、收集装置和吸收装置，反应器与铝盐罐和储水罐连通，反应器内有涡轮，反应器顶部侧边与收集装置连通，收集装置包括旋风收尘器，旋风收尘器的顶部有收尘布袋，收尘布袋内部与引风机通过管道连通，引风机与吸收装置连通，铝盐罐和储水罐上均有加热装置，铝盐罐和储水罐均通过钛管与反应器连通，制备方法为将氯化铝和水蒸发为蒸汽，然后在反应器内气相反应得到氢氧化铝，经过旋风收尘器收尘得到超细氢氧化铝。本发明专利技术设备简单，且能够实现连续化合成，制备方法简单，成本低，没有废水产生，且得到的超细氢氧化铝粒度分布窄，分散性好且纯度高。

【技术实现步骤摘要】
一种超细氢氧化铝的制造设备和制造方法
本专利技术涉及一种超细氢氧化铝的制造设备和制造方法，属于粉体制备

技术介绍
氢氧化铝(Aluminiumhydroxide)，化学式Al(OH)3，是铝的氢氧化物。由于又显一定的酸性，所以又可称之为一水合偏铝(HAlO2·H2O)，但实际水溶液中与碱反应时生成的是四羟基合铝酸盐Al(OH)4-，按用途分为工业级和医药级两种。其工业生产包括以下两种方法：1.拜耳法，系奥地利拜耳(K.J.Bayer)于1888年专利技术。其原理是用苛性钠(NaOH)溶液加温溶出铝土矿中的氧化铝，得到铝酸钠溶液。溶液与残渣(赤泥)分离后，降低温度，加入氢氧化铝作晶种，经长时间搅拌，铝酸钠分解析出氢氧化铝。拜耳法的优点主要是流程简单、投资省和能耗较低，最低者每吨氧化铝的能耗仅3×106千卡左右，碱耗一般为100公斤左右(以Na2CO3计)。碱石灰烧结法，适用于处理高硅的铝土矿，将铝土矿、碳酸钠和石灰按一定比例混合配料，在回转窑内烧结成由铝酸钠、铁酸钠、原硅酸钙和钛酸钠组成的熟料。然后用稀碱溶液溶出熟料中的铝酸钠。此时铁酸钠水解得到的NaOH也进入溶液。如果溶出条件控制适当，原硅酸钙就不会大量地与铝酸钠溶液发生反应，而与钛酸钙、Fe2O3.H2O等组成赤泥排出。溶出熟料得到的铝酸钠溶液经过专门的脱硅过程，SiO2形成水合铝硅酸钠(称为钠硅渣)或水化石榴石沉淀，而使溶液提纯。把CO2气体通入精制铝酸钠溶液，和加入晶种搅拌，得到氢氧化铝沉淀物和主要成分是碳酸钠的母液。氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃，而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体，因此，获得较广泛的应用，使用量也在逐年增加。使用范围:热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。同时，氢氧化铝也是电解铝行业所必需氟化铝的基础原料，在该行业氢氧化铝也是得到非常广泛应用。超细高分散的氢氧化铝，可以应用于催化剂、造纸填料、胶乳配合物、合成橡胶、聚氯乙烯、环氧树脂、聚脂树脂的阻燃填料、精密加工用刨光剂、牙膏用摩擦剂，城市供水的絮凝剂等，总之应用领域十分广泛。截止到2005年，仅仅作为阻燃剂上的应用在西方国家消费量已达17.5万吨，中国达9000吨，因此对高纯超细氢氧化铝的研究已经成为世界各国开发研究的重点课题。超微细氢氧化铝的生产工艺主要有两种，一种是物理法：通过机械粉碎将大粒径的工业氢氧化铝粉碎成小粒径，该法的优点是工艺简单，投资小，但只能获得3μm以上的粒径，并且粒度分布宽，晶体结构受到破坏；另一种是化学法,主要有两种途径:1)液相沉淀法:通过含铝离子的酸式碱性盐来制备氢氧化铝，成本高：2)精制拜耳法:用碱溶解氢氧化铝,形成过饱和的铝酸钠溶液,再加入氢氧化铝作为晶种,使溶液中的铝酸根离子以氢氧化铝形式析出,能获得杂质含量低、粒径小的高品质氢氧化铝。但制备工艺要求高,而且由于种分一次后产品粒径增大,分解出来的氢氧化铝不能作为晶种循环,因此每批都需要制备晶种,增加成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种超细氢氧化铝的制造设备和制造方法，设备简单，且能够实现连续化合成，制备方法简单，成本低，没有废水产生，且得到的超细氢氧化铝粒度分布窄，分散性好且纯度高。本专利技术通过以下技术手段解决上述技术问题：本专利技术的一种超细氢氧化铝的制造设备，其包括反应器、收集装置和吸收装置，所述反应器与铝盐罐和储水罐连通，反应器内设置有涡轮，反应器顶部侧边与收集装置连通，收集装置包括旋风收尘器，旋风收尘器的顶部设置有收尘布袋，收尘布袋内部与引风机通过管道连通，引风机与吸收装置连通，所述铝盐罐和储水罐上均设置有加热装置，铝盐罐和储水罐均通过钛管与反应器连通，钛管上设置有体积流量计、温度传感器和压力表，钛管与预混管连通，所述涡轮与电机连接，所述铝盐罐内设置有鼓气管，所述旋风收尘器上设置有温度表，旋风收尘器底部设置有收集盒。所述涡轮包括固定盘，所述固定盘上设置有叶片，所述叶片为直角梯形，叶片均布在固定盘上且垂直于固定盘，固定盘和叶片均为氧化锆陶瓷材质。所述预混管设置在反应器底部，预混管为一个环形管，环形管的中部设置有连通管，所述连通管上均布有出气孔，钛管与环形管连通，出气孔的孔径为0.5-2mm，所述收尘布袋的目数为800-1200目，收尘布袋内部设置有钛支撑架，引风机为变频电机。涡轮的直径为反应器内径的1/2-2/3，叶片的长度为固定盘直径的0.5-0.8倍，叶片的上边与下边的长度比为0.5-0.8倍。一种超细氢氧化铝的制造方法，其为以下步骤：(1)将无水氯化铝和水分别放在铝盐罐和储水罐内，然后加热，加热至铝盐罐中的温度为450-550℃，并维持铝盐罐内的压力为1.2-1.4个大气压，加热至储水罐内的温度为120-140℃，并维持储水罐内的压力为1.2-1.4个大气压；(2)开启电机，使得涡轮的转速为1400-1600r/min,开启引风机，使得收尘布袋内部与引风机之间连通的管道内的气体流速为2-5m/s,同时维持旋风收尘器内的温度为130℃以上，开启吸收装置，将引风机引出的废气吸收后外排；(3)开启鼓气管，引入压缩空气，维持鼓气管内的气流流速为2-5m/s；(4)氯化铝气体与水蒸气在预混管内混合后，在反应器内停留时间为15-30s，然后引出到旋风收尘器内；(5)反应完毕后，将收尘布袋上的收尘料吹落后，将收集盒取出，经过筛分后包装得到超细氢氧化铝粉末。反应器内的温度维持在300-350℃，筛分时过200-300目筛。本专利技术的设备采用铝盐罐和储水罐储存铝盐和水，然后加热将氯化铝和水转变为蒸汽，然后由于压力作用，被输送到预混管内进行预混，然后被输送到反应器内，由于反应器内设置有涡轮，涡轮转动，带动整个反应器内的气体混合，同时由于离心力，产生得到的氢氧化铝被甩到反应器的周壁上，然后由于引风机的启动，带动气流的运动，从而将超细氢氧化铝带入到旋风收尘内，经过旋风收尘，大部分物料落入到收集盒内，少量物料经过收尘布袋收尘，剩余的气体经过喷淋吸收得到盐酸溶液。本专利技术的制备超细氢氧化铝的方法，相比较液相合成，由于在气相下反应，从而避免了氢氧化铝的团聚，且得到的氢氧化铝粒度细、粒度分布均匀、分散性好，且可以实现连续化生产，同时经过喷淋吸收得到的盐酸溶液可以再利用，而不产生其他废水，同时没有洗涤等过程，减少了废水排放，环保性好。本专利技术的设备，通过钛管上设置的体积流量计、温度传感器和压力表，可以观察流量、温度以及压力等参数，同时设置的预混管，可以实现水蒸气和氯化铝蒸汽的预混，由于氯化铝在较低温度下就可以升华，所以可以在较少能耗下实现本反应的发生以及氢氧化铝的制备。本专利技术的设备，巧妙的将收尘布袋与旋风收尘器合二为一，可以减少设备投资，减少占地面积，且也避免了旋风料与收尘料的分离，从而避免了混料过程，得到的物料经过过筛后就可以包装。本专利的铝盐罐内设置有鼓气管，鼓气管鼓入压缩空气，可以将氯化铝轻轻吹起来，避免氯化铝大量的粘连在铝盐罐内壁上，同时也起到了补气的作用，使得引风机在启动时，产生气流，带动蒸汽和氢氧化铝的流动。在气相下，实现了氢氧化铝的合成，由于气相下，物料的混合均匀程度非常高，且由于涡轮的存在，可以实现物料分级(在涡轮离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超细氢氧化铝的制造设备，其特征在于，包括反应器(1)、收集装置(2)和吸收装置(3)，所述反应器(1)与铝盐罐(4)和储水罐(5)连通，反应器(1)内设置有涡轮(6)，反应器(1)顶部侧边与收集装置(2)连通，收集装置(2)包括旋风收尘器(7)，旋风收尘器(7)的顶部设置有收尘布袋(8)，收尘布袋(8)内部与引风机(9)通过管道连通，引风机(9)与吸收装置(3)连通，所述铝盐罐(4)和储水罐(5)上均设置有加热装置(10)，铝盐罐(4)和储水罐(5)均通过钛管(11)与反应器(1)连通，钛管(11)上设置有体积流量计(12)、温度传感器(13)和压力表(14)，钛管(11)与预混管(15)连通，所述涡轮(6)与电机(16)连接，所述铝盐罐(4)内设置有鼓气管(17)，所述旋风收尘器(7)上设置有温度表(18)，旋风收尘器(7)底部设置有收集盒(19)。

【技术特征摘要】
1.一种超细氢氧化铝的制造设备，其特征在于，包括反应器(1)、收集装置(2)和吸收装置(3)，所述反应器(1)与铝盐罐(4)和储水罐(5)连通，反应器(1)内设置有涡轮(6)，反应器(1)顶部侧边与收集装置(2)连通，收集装置(2)包括旋风收尘器(7)，旋风收尘器(7)的顶部设置有收尘布袋(8)，收尘布袋(8)内部与引风机(9)通过管道连通，引风机(9)与吸收装置(3)连通，所述铝盐罐(4)和储水罐(5)上均设置有加热装置(10)，铝盐罐(4)和储水罐(5)均通过钛管(11)与反应器(1)连通，钛管(11)上设置有体积流量计(12)、温度传感器(13)和压力表(14)，钛管(11)与预混管(15)连通，所述涡轮(6)与电机(16)连接，所述铝盐罐(4)内设置有鼓气管(17)，所述旋风收尘器(7)上设置有温度表(18)，旋风收尘器(7)底部设置有收集盒(19)。2.根据权利要求1所述的一种超细氢氧化铝的制造设备，其特征在于：所述涡轮(6)包括固定盘(20)，所述固定盘(20)上设置有叶片(21)，所述叶片(21)为直角梯形，叶片(21)均布在固定盘(20)上且垂直于固定盘(20)，固定盘(20)和叶片(21)均为氧化锆陶瓷材质。3.根据权利要求1所述的一种超细氢氧化铝的制造设备，其特征在于：所述预混管(15)设置在反应器(1)底部，预混管(15)为一个环形管，环形管的中部设置有连通管(22)，所述连通管(22)上均布有出气孔(23)，钛管(11)与环形管连通，出气孔(23)的孔径为0.5-2mm，所述收尘布袋(8)的目数为800-1200...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍君杰，
申请(专利权)人：鲍君杰，
类型：发明
国别省市：浙江,33