制造氢氧化铝的方法 【技术领域】
本发明涉及一种具有高光泽度的氢氧化铝以及这种氢氧化铝的制造方法。背景技术
氢氧化铝的用量很大。例如，各种药品制剂、人造大理石、牙粉膏、造纸中的镀膜材料、阻燃容器以及制造氧化铝的原材料中均需使用氢氧化铝。因此从这些应用观点可以看出，市场上需要一种低色彩度以及高光泽度的材料。现在有很多生产氢氧化铝的方法。但是，用传统的制造法制得的氢氧化铝含有多种杂质，例如带有颜色的有机物以及硅，这些物质会影响到氢氧化铝的纯度以及光泽度。
例如，日本专利公开说明书4-231323披露了一种制造氢氧化铝的方法。所有的作为原材料的氢氧化铝溶解在像高温高压下的钠铝水溶液一样地碱液中，去除杂质，然后通过沉淀得到氢氧化铝。但是，这种方法因为初相粒子比较小易聚合，制得的氢氧化铝也容易含有杂质。因此，利用这方法很难得到高纯度和高光泽度的氢氧化铝。发明内容
本发明的目的是提供一种高纯度和高光泽度的氢氧化铝以及这种氢氧化铝的制造方法。
发明人详细研究了制造氢氧化铝的方法。结果发现，为了得到较大初相的氢氧化铝粒子，作为原材料的氢氧化铝不能全部溶于碱液，只允许部分的氢氧化铝溶于碱液中，只有这样才能将氢氧化铝与碱液的混合液通过加热然后冷却的方法得到固液共存的浆态混合物。这种方法中，利用固体作为发生核，使氢氧化铝核在冷却的状态下长大，得到一种高纯度、高光泽度并且天然粒度比较大的氢氧化铝。发明是基于这种发现完成的。
本发明提供了一种制造氢氧化铝的方法，此方法包括：
(I)将天然氢氧化铝与碱液混合后，得到一种氢氧化铝与碱液的混合液；
(II)加热混合液，根据混合液中的天然氢氧化铝的含量大小，得到质含率在10％到90％的氢氧化铝浆态溶液；
(III)冷却浆态溶液使氢氧化铝沉淀，并且
(IV)从浆态溶液中分离已经沉淀的氢氧化铝。附图说明
图1给出了利用扫描电子显微镜将实施例1中作为原材料的氢氧化铝粉末放大500倍之后的照片，这是本发明的制造方法的具体体现；
图2给出了利用扫描电子显微镜将实施例1中的天然氢氧化铝浆液中以固体形式存在的氢氧化铝粒子放大500倍之后的照片，并且
图3给出了利用扫描电子显微镜将实施例1中得到的氢氧化铝粉末放大500倍之后的照片。具体实施方式
本发明制造氢氧化铝的方法包括将作为原材料的天然氢氧化铝与碱液混合得到混合液，加热混合液得到浆态溶液，根据混合液中所加天然氢氧化铝的量的多少，浆态溶液中以固体形式存在的氢氧化铝的质含率在10％至90％之间。
用于原材料的氢氧化铝没有限制。例如以氢氧化铝、水铝氧晶体结构或者拜耳石(三羟铝)形式存在的氢氧化铝均可以作原材料。其中，推荐使用晶体结构的水铝氧粉末，晶体结构的水铝氧粉末是用于制造金属铝的中间物质，因此可以容易并且便宜的得到氢氧化铝产物。
与天然氢氧化铝混合的碱液可以是氢氧化钠溶液和钠铝溶液。从工业角度看，推荐使用钠铝溶液。在本发明中采用钠铝溶液，钠铝溶液中的钠化合物Na2O含量范围是100g/L到200g/L，铝化合物Al2O3的含量范围是40g/L到132g/L，钠化合物Na2O与铝化合物Al2O3的摩尔比范围是2.5到4。
将天然氢氧化铝与碱液混合，其中所含天然氢氧化铝的量很大，1L碱液中所含的Al2O3范围是60g到260g。
在本发明中，加热上面得到的混合液得到含有固体氢氧化铝的浆液，可以在上步中将天然氢氧化铝与碱液混合的同时进行加热操作。在本发明中，天然氢氧化铝和碱液互相混合，并且被加热，因此天然的氢氧化铝部分溶解在碱液中，其余氢氧化铝作为固体存在于碱液中。最后得到含有固体氢氧化铝的浆液。
根据混合液中所加天然氢氧化铝的数量的多少，浆液中的固体氢氧化铝的质含率范围为10％到90％，推荐的范围是质含率30％到70％。当固体的质含率超过90％时，会得到低纯度或者低光泽度的氢氧化铝。另一方面，当固体的质含率小于10％时，氢氧化铝的产率会急剧降低，这种情况是生产中不想看到的。过程中加热是为了使氢氧化铝在碱液中的溶解与溶解在碱液中的氢氧化铝重新凝结成固体的状态达到平衡。
加热天然氢氧化铝与碱液的混合液可以在诸如带有搅拌浆的间歇式溶解设备或者连续式溶解设备之类的设备中实现。在这些设备中不存在加热方式的限制。例如，可以通过下面的方法实现加热：在溶解设备中安置耐碱性的管道，利用流过管道的热物质加热料液；或者利用安置在溶解设备外壁周围的加热器来加热料液。
过程中必须加热，使浆液的温度不低于80℃并且不高于碱液的沸腾温度。当加热温度超过碱液的沸腾温度时，必须采用密封的溶解装置，在生产中最好不要采用这种密封形式的装置。例如，Na2O的含量为155g/L，Al2O3的含量为73g/L，并且Na2O和Al2O3的摩尔比为3.5的钠铝溶液的沸点为108℃。加热时间的长短取决于加热温度。例如，加热时间不少于10分钟的，最好不少于30分钟，加热时间不长于2个小时的，最好不长于1个小时。
本发明中，将上面得到的浆液冷却使氢氧化铝沉淀，然后将氢氧化铝与浆液分离。浆液最终被冷却到不低于40℃并且不高于60℃的温度范围内。
在有搅拌浆的装置中最好增加冷却装置。例如，可以通过分步或者连续的方式实现冷却。对于浆液的冷却方式推荐采用分步方式。在分步冷却浆液的过程中可以保持浆液的温度，因此碱液在预定的温度下达到平衡浓度，然后再开始冷却，在冷却过程中达到另一个预定的温度。例如，将上步中所提到的氢氧化铝部分溶解的浆液，在60℃到80℃温度范围下冷却，在此温度下保持几个或者几十个小时，然后将浆液冷却到一个较低的温度状态，再在此温度下保持几个或者几十个小时，之后再次把浆液的温度降到40℃到60℃的范围内，得到浆液的最终温度。
冷却浆液根据需要在最终温度下保持几个或者几十个小时，根据沉淀的氢氧化铝的寿命的长短，推荐的浆液温度保持范围是0.5小时到5小时。
在本发明中，作为原材料的氢氧化铝部分溶解到碱液中，然后被冷却。在冷却步骤中，溶解的铝元素在溶液中以发生核形式存在的氢氧化铝的周围沉积长大。结果获得高纯度和高光泽度的氢氧化铝(根据International Commission on Illumination中所规定的，氢氧化铝有一个很高的L值)。获得的氢氧化铝可以是较大的初相粒子。氢氧化铝可以包含质含率不超过0.25％的钠元素，推荐的质含率不超过0.18％(钠以Na2O的形式存在)。
本发明中，根据制造氢氧化铝的方法，不需按传统方法将含有天然氢氧化铝和碱液的混合液加热到很高的温度。并且，在本发明中，蒸汽加热或者冷却之类的费用会降低。
上面就是对发明的描述，很显然相同的东西会有很多的方式，这种变化是符合发明的精神和范围。并且所有的这样的修正，都是这种范围内的一种技术，符合下面的声明范围。
2001年7月11日，日本发明说明书2001-210855中所列出的说明书、权利要求书、附图和说明书摘要，在这里合并成一体。
本发明可由下面的实施例作进一步的说明，此实施例不能被歪曲成对现有发明范围的限制。
在下面的实施例中，根据JIS P 8123测量Hunter光泽度。根据Hunter的值可以知道光泽度很高，测量样品的光泽度变得很高。
当以Na2O形式存在的钠元素的含量为153g/L，以Al2O3存在的铝元素的含量为85g/L，Na2O和Al2O3摩尔比为2.96时，加入平均第二粒子直径为100μm的天然的氢氧化铝粉末(由Alcoa Kasei公司制造，商标名为“A-30”)，以Na2O形式存在的钠元素质含率为0.20％，每吨钠铝溶液中含185g Na2O的Hunter光泽度是69。将混合液加热到钠铝溶液的沸点温度108℃，搅拌的同时，在此温度下保持0.5小时，得到浆液。根据混合液中所加的作为原材料的天然氢氧化铝的量，浆液中的氢氧化铝固体质含率为40％。只有很少的一部分氢氧化铝固体析出，平均的粒子直径可达到36μm。将利用扫描电子显微镜获得的作为原材料的天然氢氧化铝和氢氧化铝固体的照片放大500倍，分另得到图1和图2。
浆液被冷却到80℃，然后被倒入沉降装置中。在搅拌的同时，将浆液冷却至80℃，然后在此温度下保持22小时，冷却到70℃，并且在此温度下保持24.5小时，冷却到60℃，在此温度下保持24小时，冷却到50℃，在此温度下保持72小时，经沉降得到氢氧化铝。将沉降的氢氧化铝从浆液中分离。结果中的氢氧化铝的平均直径为67μm(第二粒子直径)，平均的初始粒子直径为20-30μm。氢氧化铝中所含的以Na2O形式存在的钠元素的质含率小于0.16％，Hunter光泽度为78。