专利名称：一种高产Al的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高产Al13的提纯方法。该方法是对传统硫酸盐沉淀-钡盐置换方法的改进。具体地说，是以一种较高浓度的聚合氯化铝为母液，对传统的沉淀置换方法做了更为简易合理的调整和改进，分离提纯出具有较高产量和纯度的Al13产品。
背景技术：
Al13(Al13O4(OH)247+)是一种重要的化工材料，虽然它的发现有近半个世纪的历史，但是它的应用还主要是局限在水处理领域。大量混凝科学研究及应用实践表明，Al13形态是聚合氯化铝絮凝剂中的最佳凝聚絮凝形态，其含量多少反映了制品的絮凝效能。除了絮凝剂，还有以Al13为改性剂做成的所谓交联改性粘土的功能材料，因具有良好吸附性能而应用在环保领域。此外，在制药行业也有Al13的应用。事实上，由于Al13具有特殊的keggin结构(四-八面体混合存在的水合铝氧化物)和纳米尺寸单元，在其它领域比如石油化工的催化剂，新型纳米材料的研发领域等都具有潜在的应用前景。虽然已经知道Al13形态是铝盐强制水解的一种主要产物，但是它的产率不理想，即使在最优化条件下也常常伴随大量其它的产物出现，这极大的阻碍了Al13的推广应用。因此对Al13形态的分离纯化工作日益受到关注。
目前在Al13的提纯方面，已经取得了一些进展。这方面的技术和方法主要有硫酸根-钡盐置换法，乙醇沉淀置换法，膜浓缩法等分离方法，其中，本发明人曾在2005年提出一种高Al13聚合铝的专利技术，是利用膜化学方法进行制备和提纯的技术，已经获得公开号，CN1634771A。但是这些方法也都存在一些缺陷，主要是以低浓度铝盐为原料，技术要求高，资源浪费较为严重，产量低，难以实现广泛、大规模的实际生产和应用。因此，开发一种适合大量生产的技术和方法成为当前Al13提纯工作的一个当务之急。
发明内容
本发明的目的是提供一种较高产的Al13的提纯方法。该方法是对传统沉淀置换方法的改进。具体地说，是以一种较高浓度的聚合氯化铝为母液，对传统的硫酸盐沉淀-钡盐置换方法做了更为简易合理的调整和改进，分离提纯出具有较高产量和纯度的Al13产品。
该技术以较高浓度的铝盐为中间原料进行提纯，该原料总铝浓度高出类似提纯方法所用原料的许多，常规的只有不到0.2M Al含量，因为再高的铝浓度会带来严重降低Al13含量的代价(不足30％)，而本发明中的铝含量高达0.5-1.0M，而其中Al13的含量又高出同类浓度铝盐的许多，一般可达到50-70％之间，大大减少了工作量的同时，也减少了水的用量和能耗。
在硫酸盐沉淀过程和分离过程中，该方法使用了一种含有硫酸根的原料为沉淀剂，按照一定的比例投加，无需多级处理，即可在较短的反应时间和处理后一次分离得到沉淀产品。
该沉淀产品经过一定处理后，再与钡盐以一定比例混合，在合适条件下，反应一段时间最后分离得到上清液即为纯Al13产品。
该方法下得到的产品经过FERRON比色法和NMR鉴定，其Al13含量＞95％，单位产量比起类似常规方法提高了2-5倍。
权利要求
1.一种高产Al13的提纯方法。其特征在于是以一种较高浓度的聚合氯化铝为母液，使用含有硫酸根的沉淀剂和钡离子的置换剂，对传统的沉淀置换方法做了更为简易合理的调整和改进，分离提纯出具有较高产量和纯度的Al13产品。
2.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于所用主要原料是一种高Al13含量(50％-70％)高铝浓度(0.5-1.0M)的聚合氯化铝。
3.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于使用含有硫酸根的材料作为沉淀剂。
4.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于使用一种含有钡离子的材料作为置换剂。
5.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于沉淀反应需要在20-40℃温度下进行，其硫酸根∶铝物料配比为1∶1-2∶1之间，反应10-40分钟。
6.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于置换反应条件为，超声或机械搅拌，温度20-40℃，其置换剂∶铝物料配比为1∶1-2∶1之间，反应4-10小时。
全文摘要
Al
文档编号C02F1/52GK1915830SQ20061011301
公开日2007年2月21日 申请日期2006年9月7日 优先权日2006年9月7日
发明者汤鸿霄, 叶长青, 石宝友, 王东升 申请人:中国科学院生态环境研究中心