北京普天同创生物科技有限公司
氢氧化铝(Aluminium hydroxide)又称氧化铝三水合物。分子式Al(OH)3,相对分子质量78.00。
1.产品性能
白色细微结晶粉末。不溶于水和乙醇,能溶于热盐酸、硫酸和碱类,是典型的两性化合物。相对密度2.42,折光率1.57, pH(30%浆料)9.5~10.5。开始脱水温度200℃。吸热量1966.5J/g。本品无毒。在塑料中对电性能无影响。而改性氢氧化铝能增加或改善树脂的耐电弧性、耐漏电性、阻燃性、耐热等综合性能。
2.生产方法
(1)碳酸氢铵法 将硫酸与铝粉(或铝灰)反应生成硫酸铝再与碳酸氢铵进行复分解反应,得到氢氧化铝。
A1203+3 H2SO4→A12(SO4)3+3H20
A12(SO4)3+6NH4HCO3→2A1(OH)3↓+3(NH4)2SO4+6CO2↑
(2)铝酸钠法(酸碱法)将铝粉(或铝灰)与氢氧化钠反应制得铝酸钠;硫酸与铝粉(或铝灰)反应制得硫酸铝,然后将铝酸钠与硫酸铝进行反应得到氢氧化铝,粗品经漂洗、压滤、干燥,得到产品。
2A1+2NaOH+2H20→2NaA102+3H2↑
或A1203 +2NaOH→2NaA102+H2O
2A1+3 H2SO4→Al2(SO4)3+3H2↑
或A1203 +3H2SO4→A12(SO4)3+3H20
6NaAIO2+Al2(S04)3+12H20→8Al(OH)3↓+3Na2S04
(3)碳酸钠明矾法 碳酸钠与钾明矾反应,得到氢氧化铝沉淀和可溶性硫酸盐,经分离、水洗、干燥得成品。
3Na2C03 +2AIK(S04)2+3H20→2A1(OH)3↓+3Na2SO4+K2S04+3CO2↑
3.技术配方
4.原料规格
(1)铝灰 冶炼厂下脚料,其中含有氧化铝。要求含三氧化二铝达30%以上。
含铁量不能过高。
(2)硫酸 含量92%~98%。
(3)氢氧化钠 可使用固碱,也可使用30%的液碱。
(4)明矾化学名称硫酸铝钾,又称钾明矾、白矾。分子式AIK(S04)2·12H2O。无色透明呈立方八面晶体或单斜立方晶体块状、粒状结晶。相对密度1.757。在干燥空气中风化失去结晶水,在92.5℃失去九个结晶水,于200℃时失去十二个结晶水。溶于水、甘油、稀酸。不溶于乙醇和丙酮。
5.工艺流程
(1)铝酸钠法
(2)碳酸钠明矾法
6.生产工艺
(1)铝酸钠法 先将水加入耐酸反应釜中,然后加入硫酸,边加边搅拌,配成20%~30%的硫酸水溶液。在搅拌下,逐渐加入铝灰,反应温度控制在110℃左右。随着反应的进行,物料的pH逐渐变化,当pH=3时即为终点。加水稀释至相对密度1.0507(70Be),静置澄清16h,除去滤渣。
将固体氢氧化钠配成30%的液碱,加入反应釜中,在搅拌下加入铝灰,反应温度控制在100~110℃,反应完毕,用水稀释至相对密度1.0623(8.50Be)。于澄清槽中静置16h,除去废渣。
将硫酸铝清液置于中和槽中,在不断搅拌下,缓缓加入铝酸钠清液,至pH达6.5时即为终点,获得氢氧化铝的悬浮液。然后用热水洗涤、沉降,再热水洗涤、再沉降,水洗至相对密度1.0021(0.30Be)时,进行压滤。滤饼在70~80℃温度下干燥12h,粉碎即得成品。
(2)碳酸钠明矾法 明矾20份溶解于200份水中,过滤、煮沸。碳酸钠9份,溶解于200份水中,过滤、煮沸,送入搅拌釜式反应器中。在不断搅拌下,将明矾水溶液徐徐加入釜中,使pH= 7.5~8.5(注意不能将碳酸钠液加入明矾液中,否则硫酸根被氢氧化铝吸附,洗不干净)。此时有白色氢氧化铝沉淀产生,并不断有气泡(CO2)鼓出。反应完毕后,加温水500份洗涤,静置沉淀4~6h,弃去上层清液,再加热水500份洗涤,静置沉淀,又弃去上层清液。如此反复操作,直至洗涤液用1%氯化钡试液测检,不产生白色混浊现象即为合乎要求。进行压滤,滤饼在70~80℃下干燥12h,粉碎后即为成品。
工艺控制:
(1)在铝酸钠法中,制备硫酸铝时硫酸与铝灰的质量比为1.25:1。制备铝酸钠时30%氢氧化钠与铝灰的质量比为2.2:l。
(2)铝灰中含铁量不能过高,否则会影响产品色泽。
(3)产品干燥温度不宜过高,一般控制在70~80℃。
7.产品标准
8.产品用途
可用作环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯、ABS树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯软质泡沫、丙烯腈树脂等多种塑料的阻燃剂。但本品阻燃力不太强,需添加的份数高达40~60份,这既有损于塑料的力学强度,又增加其成本。用硅烷类或钦酸醋类偶联剂对氢氧化铝进行改性处理,可改善其与树脂的结合性、加工性以及阻燃性、耐候性。还用作防水织物处理剂、油墨填充剂和增塑剂、纸张填料、媒染剂、搪瓷着色剂、净水剂。也用于制造铝盐、玻璃器皿、润滑剂、医药的原料。
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