一種氧化鋁干膠的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氧化鉛干膠的制備方法，特別涉及一種利用撞擊流反應(yīng)器制備氧 化鉛干膠的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前國內(nèi)主要采用工業(yè)氨氧化鉛經(jīng)酸溶解后用氨水或其他堿再沉淀等工藝路線 來制備氨氧化鉛。該種方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜、需要防腐蝕設(shè)備和消耗昂貴的化工原料。國內(nèi) W其它工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品有機(jī)鉛化合物水解制備的成本則低得多。鑒于國內(nèi)生產(chǎn)的擬薄水 鉛石在價(jià)格上無法與國外競(jìng)爭，所W研究開發(fā)廉價(jià)的制備路線和方法是非常有價(jià)值的。
[0003] CN85100161A公開了一種"碳酸法工藝（C〇2法）生產(chǎn)擬薄水鉛石的方法，該方法利 用中間產(chǎn)物-工業(yè)鉛酸軸溶液為原料，用高濃度0)2氣體做沉淀劑，在低溫低濃度下快速碳 酸化成膠而得到擬薄水鉛石，碳酸化成膠過程可W間斷和連續(xù)化進(jìn)行，所得到的產(chǎn)品純度 高，膠溶性好。但所制備的擬薄水鉛石晶粒不完整，粒徑分布彌散，結(jié)晶度低. CN1420082A公開了一種活性氧化鉛的制備方法，該方法用氨氧化鉛粉和氨氧化軸配制 成一定濃度的偏鉛酸軸溶液，通入>90% (V)的Ch混合氣，控制成膠溫度20~7(TC，當(dāng) 抑值為9~11時(shí)，將反應(yīng)產(chǎn)物過濾，洗涂濾餅，干燥濾餅得到擬薄水鉛石，并于500~70(TC 賠燒，即得活性氧化鉛。由于成膠過程中溶液抑值不斷減小，所制備的氧化鉛同樣存在結(jié) 晶度低，粒徑分布彌散，晶粒不完整的現(xiàn)象。
[0004] 撞擊流反應(yīng)器屬于化工反應(yīng)技術(shù)裝備。采用水平同軸兩流撞擊流。利用撞擊流強(qiáng) 化相間傳遞特性，液相進(jìn)行快速反應(yīng)的過程不受傳遞限制，總過程強(qiáng)度高，小設(shè)備大生產(chǎn)； 結(jié)構(gòu)簡單、內(nèi)件少，投資省，動(dòng)力消耗低；清洗方便，更適用于有固體產(chǎn)物生成的場(chǎng)合。此方 法具有下列特點(diǎn)；（0撞擊區(qū)微觀混合強(qiáng)烈、快速反應(yīng)生成大量微小晶核；（2)環(huán)室回流區(qū) 和導(dǎo)流筒中基本上無混合、不反應(yīng)，初生態(tài)微晶不長大，還有利于表面穩(wěn)定和純化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種氧化鉛干膠的制備方法。本發(fā)明方法中采 用撞擊流反應(yīng)器，強(qiáng)化氣液兩相及液液兩相間的傳遞特性，所制備的氧化鉛干膠結(jié)晶度高， 晶粒完整，粒徑分布集中。
[0006] 本發(fā)明提供的氧化鉛干膠的制備方法，包括如下內(nèi)容： (1) 在撞擊流反應(yīng)器底部加入反應(yīng)液并加熱至一定溫度，啟動(dòng)底部攬拌獎(jiǎng)； (2) 啟動(dòng)加速器將堿金屬鉛酸鹽水溶液和CA氣流分別由撞擊流反應(yīng)器上部的加速管 (進(jìn)料口 I)注入，堿金屬鉛酸鹽水溶液經(jīng)壓力霧化噴嘴霧化后，與0)2氣流在氣液撞擊區(qū)進(jìn) 行氣液撞擊流反應(yīng)，生成氨氧化鉛晶核，經(jīng)沉降后進(jìn)入到沉降區(qū)； (3) 氣液撞擊流反應(yīng)結(jié)束后，在撞擊流反應(yīng)器底部兩端的進(jìn)料口 II和III同時(shí)連續(xù)加 入酸性鉛鹽水溶液和堿金屬鉛酸鹽水溶液或堿性沉淀劑，調(diào)節(jié)抑值，中和反應(yīng)并穩(wěn)定一段 時(shí)間； (4)穩(wěn)定結(jié)束后，關(guān)閉撞擊流反應(yīng)器，進(jìn)行老化，經(jīng)過濾、洗涂和干燥得到氧化鉛干膠。
[0007] 本發(fā)明方法中，步驟（1)所述的加熱溫度為45~100。優(yōu)選50~95C。
[0008] 本發(fā)明方法中，步驟（1)所述的攬拌獎(jiǎng)的轉(zhuǎn)速為500~2000r/min，優(yōu)選1000~ 1500r/min。
[0009] 本發(fā)明方法中，步驟（2)中所述堿金屬鉛酸鹽水溶液選自NaAl化或KA1化水溶液， 堿金屬鉛酸鹽水溶液的濃度W Al2〇3計(jì)為8~80g/L，優(yōu)選10~70g/L ;所述的堿金屬鉛酸 鹽水溶液的流量為5~20L/h，優(yōu)選15~20L/h。
[0010] 本發(fā)明方法中，步驟（2)中所述的0)2的流量為1~15L/h，優(yōu)選1~lOL/h。
[0011] 本發(fā)明方法中，步驟（2)中所述的氣液撞擊流反應(yīng)的時(shí)間為1~3小時(shí)，優(yōu)選 1. 5~2. 5小時(shí)。
[001引本發(fā)明方法中，步驟（3)中所述的酸性鉛鹽水溶液為AlCl3、Al2(S04)3或A1(N0)3的 水溶液，優(yōu)選A12 (S04) 3水溶液；所述的堿金屬鉛酸鹽水溶液為NaAl02或KA102水溶液；所述 的堿性沉淀劑一般為化0H、（畑4) 20)3或NH4OH水溶液，優(yōu)選（畑4) 20)3或NH4OH水溶液。酸 性鉛鹽水溶液的濃度W Al203計(jì)為3~15g/100mL ;堿金屬鉛酸鹽水溶液的濃度W Al203計(jì) 為8~35g/100血。
[001引本發(fā)明方法中，步驟（3)中所述的抑值范圍是6~8,優(yōu)選7.0~7. 8。所述中和 反應(yīng)的時(shí)間為5~20分鐘，優(yōu)選10~15分鐘。所述酸性鉛鹽水溶液和堿金屬鉛酸鹽水溶 液的流量一般為0. 5~1. 0 L/min，優(yōu)選0. 5~0. 8 L/min。
[0014] 本發(fā)明方法中，步驟（4)所述的老化抑值范圍為8.0~10.0,優(yōu)選9.0~9. 5。所 述的穩(wěn)定時(shí)間范圍為5~20分鐘，優(yōu)選10~15分鐘。
[0015] 本發(fā)明方法中，步驟（4)所述的老化溫度范圍是80~15(TC，優(yōu)選90~12(TC;老 化的時(shí)間為0. 5~2小時(shí)，優(yōu)選0. 5~1小時(shí)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明方法制備的氧化鉛干膠，氧化鉛干膠的結(jié)晶度> 85%，優(yōu)選90%~95%。 氧化鉛干膠最大粒徑范圍為70~80 y m，最小粒徑范圍為1~5 y m ;而且粒徑分布非常集 中：其粒徑分布中，< 20 y m粒徑所占比例為80%~85% ;> 20~40 y m粒徑所占比例為 10%~18%，> 40 y m粒徑所占比例為1%~2%。本發(fā)明方法中的結(jié)晶度采用X畑進(jìn)行測(cè)定， 粒徑分布采用激光粒度儀來進(jìn)行測(cè)定。
[0017] 本發(fā)明方法中采用的撞擊流反應(yīng)器，該撞擊流反應(yīng)器由上至下包括；氣液反應(yīng)區(qū)、 沉降區(qū)和液液反應(yīng)區(qū)；其中氣液反應(yīng)區(qū)內(nèi)有加速管、壓力霧化噴嘴W及多孔氣體噴嘴，氣液 反應(yīng)區(qū)頂部設(shè)有出氣口，兩側(cè)側(cè)壁上水平對(duì)稱設(shè)有廣3對(duì)加速管，加速管一端作為進(jìn)料口 (進(jìn)液體）或進(jìn)氣口（進(jìn)氣體)，另一端作為出料口或出氣口伸入到氣液反應(yīng)區(qū)內(nèi)部，出料口 (進(jìn)液口的一端）處安裝壓力霧化噴嘴，將液體霧化，出氣口處安裝多孔氣體噴嘴；氣液反應(yīng) 區(qū)下方為沉降區(qū)，沉降區(qū)下方為液液反應(yīng)區(qū)；液液反應(yīng)區(qū)包括導(dǎo)流筒和攬拌獎(jiǎng)，液液反應(yīng)區(qū) 頂部與沉降區(qū)底部直接相連，液液反應(yīng)區(qū)兩側(cè)設(shè)有進(jìn)料口 II和進(jìn)料口 III，導(dǎo)流筒在液液 反應(yīng)區(qū)兩側(cè)中部對(duì)稱設(shè)置，進(jìn)料口分別與導(dǎo)流筒相通，導(dǎo)流筒中設(shè)置有攬拌獎(jiǎng)，液液反應(yīng)區(qū) 底部設(shè)有一個(gè)攬拌獎(jiǎng)。
[0018] 本發(fā)明撞擊流反應(yīng)器中，加速管與撞擊流反應(yīng)器外部的加速器相連。
[0019] 本發(fā)明撞擊流反應(yīng)器中，進(jìn)料口 I、II和III經(jīng)原料粟與原料相通。
[0020] 本發(fā)明撞擊流反應(yīng)器中，氣液反應(yīng)區(qū)、沉降區(qū)和液液反應(yīng)區(qū)的大小無明顯的界限， 一般根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行劃分。氣液反應(yīng)區(qū)提供氣相和液相之間反應(yīng)的場(chǎng)所；液液反應(yīng)區(qū) 進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，在反應(yīng)區(qū)加入反應(yīng)液(一般為水)，反應(yīng)液需沒過導(dǎo)流筒，反應(yīng)區(qū)底部設(shè)有卸料 口，該卸料口用小口封堵；沉降區(qū)在反應(yīng)時(shí)通過反應(yīng)液的液面與液液反應(yīng)區(qū)進(jìn)行劃分，用W 避免氣體瑞流對(duì)液液反應(yīng)區(qū)中反應(yīng)的影響。
[002。 本發(fā)明撞擊流反應(yīng)器中，導(dǎo)流筒中攬拌獎(jiǎng)的轉(zhuǎn)速為1000~1500r/min。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的氧化鉛干膠的制備方法具有W下優(yōu)點(diǎn)： 1、采用氣液撞擊流反應(yīng)區(qū)強(qiáng)化相間傳遞特性，氣液進(jìn)行快速反應(yīng)的過程不受傳遞限 巧1|，能夠快速生成大量細(xì)小晶核，液體霧化后與氣體反應(yīng)，增大了接觸面積，使氣液反應(yīng)更 加充分。
[0023] 2、大量細(xì)小晶核進(jìn)入到沉降區(qū)后由于液液撞擊流在撞擊區(qū)有較高的過飽和度，撞 擊區(qū)內(nèi)的過飽和度均勻，促使氧化鉛干膠生長比較緩慢，在較短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)生成的氨氧 化鉛粒徑分布較窄，結(jié)晶度高，平均粒徑分散均勻。因此生成的晶種氨氧化鉛結(jié)晶純度高， 顆粒度較小，粒徑分布集中，而且沉降區(qū)內(nèi)抑穩(wěn)定，可起到良好的導(dǎo)向作用。
[0024] 3、本發(fā)明撞擊流反應(yīng)器，總過程強(qiáng)度高，小設(shè)備大生產(chǎn)；結(jié)構(gòu)簡單、內(nèi)件少，投資 省，動(dòng)力消耗低；清洗方便，更適用于有固體產(chǎn)物生成的場(chǎng)合。
[0025] 4、本方法所制備的氧化鉛干膠顆粒結(jié)晶度高，晶粒完整，粒徑小且分布均勻，可W 用于制備加氨催化劑的載體，很適合制備高強(qiáng)度、低磨耗的沸騰床加氨載體及催化劑。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明中的撞擊流反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 其中1-氣液反應(yīng)區(qū)；2-加速管；3-壓力霧化噴嘴；4-出氣口；5-多孔氣體噴嘴； 6-氣液撞擊區(qū)；7-進(jìn)料口 I ;8-進(jìn)氣口；9-沉降區(qū)；10-接觸液面；11-液液撞擊區(qū)；12-進(jìn) 料口 II ;13-進(jìn)料口 III ;14-導(dǎo)流筒；15-卸料口；16-攬拌獎(jiǎng). 圖2為本發(fā)明中實(shí)施例1和比較例1所制備氧化鉛干膠的粒徑分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 本發(fā)明采用撞擊流反應(yīng)器制備氧化鉛干膠包括W下步驟： (a)制備工作溶液，工作溶液的濃度及配制方法均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。如酸性 鉛鹽水溶液的濃度W Al2〇3計(jì)為3~15g/100mL ;堿金屬鉛酸鹽水溶液的濃度W Al2〇3計(jì)為 8~35g/100血。酸性鉛鹽水溶液一般為AlCl3、Al2 (S〇4) 3或A1 (NO) 3的水溶液，優(yōu)選A12 (S〇4) 3 水溶液；所述的堿金屬鉛酸鹽水溶液選自NaAl〇2或KA102水溶液。
[0029] (b)向液液反應(yīng)區(qū)11底部加入底水，并加熱到50~95C ;啟動(dòng)其底部的攬拌獎(jiǎng) 16,調(diào)節(jié)一定轉(zhuǎn)速。
[0030] (C)調(diào)節(jié)氣液反應(yīng)區(qū)內(nèi)兩個(gè)加速管2的撞擊方向呈水平撞擊，啟動(dòng)加速器將一定 濃度堿金屬鉛酸鹽水溶液W 15~20LA流量從進(jìn)料口 I 7注入，并通過壓力霧化噴嘴3將 液體霧化后與按1~10LA流量從進(jìn)氣口 8通入的經(jīng)加速管及多孔氣體噴嘴5噴出的CA 在氣液撞擊區(qū)6內(nèi)反應(yīng)，撞擊后產(chǎn)生的氨氧化鉛顆粒經(jīng)沉降區(qū)9通過接觸液面10進(jìn)