NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ NHÔM OXIT

Nhôm oxit hoạt tính có độ phân tán cao và cấu trúc khuyết, ở dạng g-Al2O3 chủ yếu được dùng làm xúc tác trong công nghiệp lọc, hoá dầu, làm chất mang và chất hấp phụ. Ngoài ra g-Al2O3 còn được dùng trong công nghiệp dược phẩm, đặc biệt dùng để xử lý nước chứa flo và asen.Nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất cũng phải nhập nhôm oxit hoạt tính và xúc tác chứa nhôm (nạp máy lần đầu cần ~ 100T g-Al2O3) .Hiện nay tại Khánh Hoà đang xử dụng g-Al2O3 để Xử lý nước bị nhiễm...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ NHÔM OXIT NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ NHÔM OXIT HOẠT TÍNH TỪ DUNG DỊCH ALUMINAT TÂN BÌNH Nguồn: vinachem.com.vn Nhôm oxit hoạt tính có độ phân tán cao và cấu trúc khuyết, ở dạng g-Al2O3chủ yếu được dùng làm xúc tác trong công nghiệp lọc, hoá dầu, làm chất mang vàchất hấp phụ. Ngoài ra g-Al2O3 còn được dùng trong công nghiệp dược phẩm, đặcbiệt dùng để xử lý nước chứa flo và asen. Nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất cũng phải nhập nhôm oxit hoạt tính vàxúc tác chứa nhôm (nạp máy lần đầu cần ~ 100T g-Al2O3) .Hiện nay tại KhánhHoà đang xử dụng g-Al2O3 để Xử lý nước bị nhiễm flo cho nhân dân Ninh Hoà. Nước ta có nguồn quặng Boxit với trữ lượng lớn, nhà máy Hoá chất TânBình đang sản xuất nhôm hidroxit theo phương pháp Bayer chủ yếu để điều chếphèn nhôm, nên chúng tôi đặt vấn đề dùng một phần dung dịch aluminat của nhàmáy để điều chế nhôm hidroxit hoạt tính và oxit nhôm hoạt tính nhằm cung cấpcho các nhu cầu sử dụng trong nước, trên cơ sở đó sẽ nâng cấp dần tiến tới có thểxuất khẩu. PHẦN NGHIÊN CỨU. Chọn phương pháp điều chế. Phương pháp truyền thống điều chế nhôm hidroxit hoạt tính dựa trên quátrình tái kết tủa từ hidroxit kết tinh qua các muối chứa nhôm. Quá trình tái kết tủa qua muối trung tính: Al2(SO4)3 + 6 NaOH = 2 Al(OH)3 + 3Na2SO4 Hoặc qua muối kiềm: Al2(OH)5Cl + NaOH = 2 Al(OH)3 + NaCl Người ta đã tính rằng để tái chế kết tủa 1T Al2O3 (không kể tổn thất) quamuối trung tính cần 2,9T H2SO4 và 2,4T NaOH, còn qua muối kiềm có thể giảmbớt lượng tiêu hao axít và kiềm [1] . Phương pháp mới điều chế nhôm hidroxit hoạt tính như tạo phức với muốiliti được hợp chất phức có dạngLinX.2nAl (OH)3.PH2O (X: Cl-, Br-, I- ,SO42-), sau khi xử lý bằng nước sẽ thu đượcnhôm hidroxit có cấu trúc khuyết, còn dung dịch nước chứa muối liti được cô đặcvà dùng lại [1] . Tuy nhiên phương pháp này chưa được phổ biến trong côngnghiệp. Với những lý do nêu trên, chúng tôi chọn phương pháp kết tủa nhômhidroxit hoạt tính trực tiếp từ dung dịch aluminat. Sau khi xử lý nhiệt nhômhidroxit hoạt tính sẽ thu được nhôm oxit hoạt tính. Những điều kiện kết tủa nhôm hydroxit hoạt tính. Sự tạo thành nhôm hidroxit khi kết tủa là một quá trình phức tạp, cùng vớisự thuỷ phân trong dung dịch chứa nhôm lại có quá trình tách kết tủa nhômhidroxit vô định hình kèm theo sự tạo thành mầm kết tinh, phát triển cấu trúc thứsinh. Cấu trúc của nhôm oxit hoạt tính được xác định bởi điều kiện kết tủahidroxit như pH của môi trường, nhiệt độ, nồng độ dung dịch, tốc độ nạp liệu v.v.. Trong phạm vi pH 6-7,5 kết tủa nhôm hidroxit tạo thành pha vô định hình,ở dạng hợp thể với kích thước vài trăm Å từ những phần tử nhỏ hơn 20 Å . Do cấutrúc phân tán mịn nên khó lọc rửa, độ ẩm cao, lượng mất khi nung ở 550oC tới 85-90%. Khi pH > 7,5 kết tủa chuyển thành pha giả bemit. Giả bemit đa tinh thể thấyở dạng hợp thể từ những phần tử ban đầu có đường kính 30-70Å và những phần tửhình kim H = 60Å , L= 200Å . Kết tủa chứa càng nhiều pha kết tinh càng dễ lọcnhưng khi đó lại có ít dạng vô định hình là cấu tử xi măng hoá làm cho độ bền củaxúc tác giảm. Ở pH lớn hơn 9, kết tủa bắt đầu chuyển thành bayerit. Bayerit nói chung ởdạng những phần tử tam giác có kích thước đến 10m. Kết tủa chứa nhiều phabayerit ảnh hưởng xấu đến quá trình tạo hạt xúc tác. Giá trị pH của môi trường còn ảnh hưởng đến dạng thù hình của nhôm oxit.Khi pH từ 6,0 đến 10,0 nhôm oxit thu được ở dạng g-Al2O3 có lẫn h-Al2O3 . CònpH > 10,5 kết tủa chủ yếu ở dạng h-Al2O3 Ngoài ra, khi tăng pH từ 6,0 đến 11,5 hàm lượng Na2O trong sản phẩm tăngtừ 0,01 đến 0,5%. Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến quá trình kết tủa nhôm hidroxit. Khi kết tủa ởnhiệt độ thường sẽ tạo thành pha vô định hình, còn ở nhiệt độ 100oC và trongphạm vi pH của môi trường 8-10 sẽ thu được kết tủa dạng bemit có lẫn pha vôđịnh hình. Khi xử lý nhiệt nhôm hidroxit sẽ chuyển thành nhôm oxit, ở điều kiện nungvừa phải kích thước tinh thể thay đổi không đáng kể, bề mặt có những khuyết tậtcủa vật thể rắn, khi ỷ lệ nguyên tử trên bề mặt so với thể tích càng lớn thì khả năngphản ứng càng lớn và có tính chất khác với đơn tinh thể lớn. Trong quá trình nung nhôm hidroxit có 3 hiệu ứng nhiệt. Hiệu ứng thu nhiệtđầu tiên đặc trưng bởi pic trong phạm vi nhiệt độ 108 - 125oC do tách nước hấpthụ và nước vật lý. Trong khoảng nhiệt độ 250-280oC mẫu tiếp tục bị biến đổi domất nước ở lớp giữa, có hiệu ứng thu nhiệt nhẹ Giản đồ phân tích nhiệt Dm: Phần giảm khối lượng % T: Nhiệt độ, oC a: Nhôm hidroxit của nhà máy Angara b: Nhôm hidroxit của nhà máy Angara theo phương pháp aluminat- sunfat Ở vùng nhiệt độ 380-430oC có pic thứ 3 kèm theo ...