Гелевая частица гидроксида алюминия и способ для изготовления таковых
Изобретение относится к области химии. Ге левая частица гидроксида алюминия имеет содержание Fe 1-10 ч.н.м., оксида натрия не более чем 0,1 мас.% и имеет расход 0,1 моль/л хлороводородной кислоты не менее, чем 250 мл при определении по способу определения антацидной силы, приведенному в 15-м издании японской фармакопеи. Способ изготовления гелевой частицы гидроксида алюминия включает добавление хелатирующего агента к водному раствору растворимой соли алюминия для образования комплекса, взаимодействия водного раствора карбоната щелочного металла или аммония с водным раствором растворимой соли алюминия при температуре 10-40°С, разделение твердой и жидкой фаз полученного продукта реакции для получения корки, взаимодействие полученной корки с водным раствором по меньшей мере, одного ионообменного агента, выбранного из группы, состоящей из неорганической кислоты и водорастворимой соли алюминия, и высушивание корки. Изобретение позволяет получить продукт высокой чистоты, являющийся высоко реакционно-способным по отношению к кислоте. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к высокочистой гелевой частице гидроксида алюминия, которая является полезной в качестве исходного материала для высокоэффективных оптических линз или в качестве электрического, или электронного материала, и способ производства таковых.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Гелевые частицы гидроксида алюминия используют в качестве фармацевтического противокислотного средства, ингибитора горения или электрического, или электронного материала в широком спектре областей. Однако так как он имеет содержание Fe, близкое к 200 ч.н.м., существует ограничение на использование частицы в качестве электрического или электронного материала, от которого требуется иметь высокую чистоту.
Известен способ получения гидроксида алюминия, в котором в качестве исходного материала используют раствор алюмината натрия. Например, в патентном документе 1 предложен способ получения гидроксида алюминия через следующие стадии. А именно, окислителем действуют на водный раствор алюмината натрия для разложения органического материала, содержащегося в алюминате натрия. После этого добавляют кристалл-затравку гидроксида алюминия для осаждения небольшого количества гидроксида алюминия (Fe, содержащееся в качестве примеси в алюминате натрия в качестве исходного материала, адсорбируется во время осаждения гидроксида алюминия), чтобы удалить его. Затем к раствору алюмината натрия, из которого удалили примесь, добавляют хелатирующий агент и вводят газообразный диоксид углерода для осаждения гидроксида алюминия, который затем промывают в водном растворе, содержащем хелатирующий агент, для получения гидроксида алюминия.
Однако гидроксид алюминия, полученный этим способом, представляет собой кристаллический гидроксид алюминия, который отличается от гелеобразного гидроксида алюминия (аморфного гидроксида алюминия), каковой является целью настоящего изобретения. В этом документе предположено, что путем прибавления хелатирующего агента к алюминату натрия должен образовываться комплекс, чтобы снизить содержание Fe в полученном гидроксиде алюминия. Однако так как водный раствор алюмината натрия является щелочным (рН не ниже чем 10), легко представить, что Fe существует не в виде иона, но в виде гидроксида (сверхтонкая частица). Так как целевое вещество в сложном образовании с использованием хелатирующего агента должно быть ионом, то гидроксид алюминия, имеющий низкое содержание Fe, нельзя получить этим способом. Далее, способом промывания водой, содержащей хелатирующий агент, нельзя получить комплекс, так как целевое Fe существует в виде гидроксида.
В патентном документе 2 предложен способ, в котором в качестве исходного материала-раствора используют пересыщенный водный раствор алюмината натрия, имеющий содержание растворенного Na2O не менее чем 100 г/л и содержание Fe в жидкости не более чем 0,4 мг/л, и мольное соотношение растворенного Na2O к растворенному Al2O3 в 1,6-2,0. Таким образом, в патентном документе 2 раскрывается способ получения гидроксида алюминия путем контроля температуры исходного материала, содержания растворенного Na2O и вышеуказанного мольного соотношения, ограничения удельной площади поверхности БЭТ кристалла-затравки гидроксида алюминия до 1-7 м2/г, и Fe, которое будет содержаться в кристалле-затравке гидроксида алюминия, и дальнейшего контроля пересыщения раствора исходного материала. Однако даже гидроксид алюминия, полученный этим способом, также является кристаллическим гидроксидом алюминия и не гелевой частицей гидроксида алюминия (аморфным гидроксидом алюминия), который является целью авторов настоящего изобретения.
(Патентный документ 1) JP-A 2008-19158
(Патентный документ 2) JP-A 11-278829
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание гелевой частицы гидроксида алюминия, которая имеет высокую чистоту и крайне высокую реакционную способность по отношению к кислоте, и способ изготовления таковых.
Авторы настоящего изобретения провели интенсивные исследования для получения гелевой частицы гидроксида алюминия, имеющей высокую чистоту, в особенности, низкое содержание элемента железа (Fe). В результате они обнаружили, что содержание элемента железа (Fe) в гелевой частице гидроксида алюминия может быть очень эффективно снижено, когда к водному раствору растворимой соли алюминия, такой, как сульфат алюминия в качестве исходного материала, добавляют хелатирующий агент для образования комплекса с железом (Fe). Далее, они также обнаружили, что является эффективным проводить реакцию между водным раствором карбоната щелочного металла или аммония и водным раствором растворимой соли алюминия в определенном мольном соотношении СО3 и Al2O3 в определенном интервале температур. Настоящее изобретение было осуществлено на основании этих заключений.
Таким образом, настоящее изобретение представляет собой гелевую частицу гидроксида алюминия, имеющую содержание элемента железа (Fe) в 1-10 ч.н.м.
Настоящее изобретение также представляет собой способ получения гелевой частицы гидроксида алюминия, включающий стадии:
(1) прибавления хелатирующего агента к водному раствору растворимой соли алюминия для образования комплекса;
(2) взаимодействия водного раствора карбоната щелочного металла или аммония с водным раствором растворимой соли алюминия, содержащим полученный комплекс в мольном соотношении (CO3/Al2O3) карбонат-иона, содержащегося в карбонате, к оксиду алюминия, содержащегося в растворимой соли алюминия, в 3,0-4,5 при температуре 10-40°С.
(3) проведения разделения твердой и жидкой фаз полученного продукта реакции для получения корки;
(4) приведение полученной корки в контакт с водным раствором по меньшей мере, одного ионообменного агента, выбранного из группы, состоящей из неорганической кислоты и водорастворимой соли алюминия; и
(5) высушивание корки.
ЛУЧШИЙ СПОСОБ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Гелевую частицу гидроксида алюминия из настоящего изобретения можно изготовить в следующие стадии:
(1) добавления хелатирующего агента к водному раствору растворимой соли алюминия для образования комплекса (стадия образования комплекса);
(2) взаимодействия водного раствора карбоната щелочного металла или аммония с водным раствором растворимой соли алюминия, содержащим полученный комплекс в мольном соотношении (CO3/Al2O3) карбонат-иона, содержащегося в карбонате, к оксиду алюминия, содержащегося в растворимой соли алюминия, в 3,0-4,5 при температуре 10-40°С (стадия реакции);
(3) проведения разделения твердой и жидкой фаз полученного продукта реакции для получения корки (стадия разделения твердой фазы и жидкой);
(4) приведение полученной корки в контакт с водным раствором по меньшей мере, одного ионообменного агента, выбранного из группы, состоящей из неорганической кислоты и водорастворимой соли алюминия (ионообменная стадия); и
(5) высушивание корки (стадия высушивания).
(стадия образования комплекса)
Стадия образования комплекса представляет собой стадию для добавления хелатирующего агента к водному раствору растворимой соли алюминия для образования комплекса.
Примеры растворимой соли алюминия включают хлорид алюминия, нитрат алюминия и сульфат алюминия, из которых сульфат алюминия является наиболее предпочтительным, так как он является недорогим.
Источником железа (Fe), содержащегося в гелеобразном гидроксиде алюминия из уровня техники, является растворимая соль алюминия, которая является исходным материалом для такового. Следовательно, Fe, содержащееся в этой растворимой соли алюминия необходимо подвергнуть какой-либо обработке для предотвращения его появления в полученном гелеобразном гидроксиде алюминия. Когда хелатирующий агент добавляют к водному раствору растворимой соли алюминия для образования комплекса, Fe, образующее комплекс, выделяется вместе с реакционным маточным раствором, таким образом снижая количество Fe в полученном гелеобразном гидроксиде алюминия. Предполагается, что происходит селективное образование комплекса с ионом Fe в присутствии большого количества ионов алюминия из-за того, что рН водного раствора растворимой соли алюминия составляет не больше, чем 2,5, комплекс с ионом Fe образуется при рН, не большем, чем 2, и комплекс с алюминием образуется при рН, не меньшем, чем 3.
Хелатирующий агент представляет собой соль этилендиаминтетрауксусной кислоты. Примеры соли этилендиаминтетрауксусной кислоты включают этилендиаминтетраацетат динатрия, этилендиаминтетраацетат тринатрия, этилендиаминтетраацетат тетранатрия, этилендиаминтетраацетат диаммония, этилендиаминтетраацетат триаммония, этилендиаминтетраацетат тетрааммония, гидроксиэтилэтилендиаминтриацетат тринатрия, гидроксиэтилэтилендиаминтриацетат триаммония, дигидроксиэтилэтилендиаминдиацетат динатрия, дигидроксиэтилэтилендиаминдиацетат диаммония, диэтилентриаминпентаацетат пентанатрия, диэтилентриаминпентаацетат пентааммония, триэтилентетрамингексаацетат гексанатрия, триэтилентетрамингексаацетат гексааммония, гидроксиэтилиминодиацетат динатрия, гидроксиэтилиминодиацетат аммония, нитрилометиленфосфонат тетранатрия, нитрилометиленфосфонат пентанатрия, гидроксиэтандифосфонат тринатрия и гидроксиэтандифосфонат тетранатрия. Из этих предпочтительными являются этилендиаминтетраацетат динатрия, этилендиаминтетраацетат тринатрия и этилендиаминтетраацетат тетранатрия. Эти хелатирующие агенты могут использоваться по отдельности или в комбинации двух или более.
Количество хелатирующего агента составляет в 1-30 раз больше, предпочтительно в 1-25 раз, более предпочтительно в 10-20 раз мольного количества иона Fe, содержащегося в водном растворе растворимой соли алюминия, взятом в качестве исходного материала. Когда количество хелатирующего агента составляет не больше, чем 1 моль на основании иона Fe, количество образовавшегося комплекса является небольшим, и цель настоящего изобретения не может быть достигнута. Когда количество хелатирующего агента составляет не меньше, чем в 30 раз больше мольного количества иона Fe, это является дорогим и экономически невыгодным.
(стадия реакции)
Стадия реакции представляет собой стадию для взаимодействия водного раствора карбоната щелочного металла или аммония с водным раствором растворимой соли алюминия, содержащим комплекс, полученный в стадии образования комплекса, в мольном соотношении (CO3/Al2O3) карбонат-иона, содержащегося в карбонате, и оксида алюминия, содержащегося в растворимой соли алюминия, в 3,0-4,5 при температуре в 10-40°С.
Примеры карбоната щелочного металла включают карбонат калия и карбонат натрия, из которых наиболее предпочтительным является карбонат натрия. Карбонат аммония также является эффективным.
Реакция может осуществляться в периодическом режиме, что осуществляют путем введения заранее установленного количества водного раствора растворимой соли алюминия с фиксированной скоростью, в то время как заранее установленное количество водного раствора карбоната вводят в реактор и перемешивают, или путем введения заранее установленного количества водного раствора карбоната с фиксированной скоростью, в то время как заранее установленное количество водного раствора растворимой соли алюминия вводят в реактор и перемешивают. Хотя возможно осуществление реакции в непрерывном режиме путем введения водного раствора растворимой соли алюминия и водного раствора щелочного карбоната в реактор, оборудованный водосливом, в который ввели заранее установленное количество воды в заранее установленном соотношении; предпочтительной является непрерывная реакция, имеющая высокую продуктивность (реакционную способность).
Концентрация водного раствора карбоната предпочтительно составляет 0,7-2,0 моль/л. Концентрация водного раствора растворимой соли алюминия предпочтительно составляет 0,25-1,2 моль/л в качестве Al2O3.
Соотношение водного раствора карбоната и растворимой соли алюминия является таким, что соотношение (CO3/Al2O3) карбонат-иона, содержащегося в карбонате, и оксида алюминия, содержащегося в растворимой соли алюминия, будет составлять 3,0-4,5, предпочтительно, 3,3-3,9.
Температура реакции составляет 10-40°С, предпочтительно 20-30°С. рН реакции, который контролируют путем соотношения введения карбоната и растворимой соли алюминия, составляет примерно 6,0-7,0.
(стадия разделения твердой фазы и жидкой)
Стадия разделения твердой фазы и жидкой представляет собой стадию для проведения разделения твердой фазы и жидкой полученного продукта реакции для получения корки. Таким образом, разделение твердой фазы и жидкой продукта реакции, полученного в стадии реакции, проводят для получения гелеобразного гидроксида алюминия в виде корки. Разделение твердой фазы и жидкой можно проводить обычным способом, таким, как фильтрация или центрифугирование.
(ионообменная стадия)
Ионообменная стадия представляет собой стадию для приведения корки, полученной в стадии разделения твердой фазы и жидкой, в контакт с водным раствором по меньшей мере, одного ионообменного агента, выбранного из группы, состоящей из неорганической кислоты и водорастворимой соли алюминия.
Ионообменную обработку проводят для замещения иона натрия, адсорбированного на гелеобразном гидроксиде алюминия, на ион водорода или на ион алюминия, чтобы снизить содержание оксида натрия в гелеобразном гидроксиде алюминия до значения, не большего, чем 0,1 мас.%.
Примеры неорганической кислоты включают хлороводородную кислоту, азотную кислоту и серную кислоту. Примеры водорастворимой соли алюминия включают сульфат алюминия, нитрат алюминия и хлорид алюминия. Хотя серная кислота и сульфат алюминия могут замещать ион натрия, адсорбированный на гелеобразном гидроксиде алюминия на ион водорода или на ион алюминия, сульфат-ион сильно адсорбируется на гелеобразный гидроксид алюминия и с трудом удаляется; таким образом, серная кислота и сульфат алюминия не являются предпочтительными. Таким образом, хлороводородная кислота, азотная кислота, хлорид алюминия и нитрат алюминия являются предпочтительными, и хлороводородная кислота, и хлорид алюминия являются более предпочтительными с точки зрения стоимости.
Ионный обмен можно провести путем прохождения корки, полученной разделением твердой и жидкой фаз с фильтр-прессом или барабанным фильтром через водный раствор вышеуказанного ионообменного агента, имеющего концентрацию 1×10-3-1,5×10-3 моль/л в количестве, большем в 70-100 раз объема твердого вещества (гелеобразного гидроксида алюминия). Когда концентрация неорганической кислоты составляет меньше, чем 1×10-3 моль/л, эффективность ионного обмена резко падает, и количество раствора необходимо в это же время увеличить, что является неэкономичным. Когда концентрация неорганической кислоты составляет больше, чем 1,5×10-3 моль/л, то алюминий, содержащийся в корке, растворяется, таким образом снижая выход. Температура раствора во время ионного обмена не является особенно ограниченной, но температуры в 15-30°С хватает.
(стадия высушивания)
Стадия высушивания представляет собой стадию для высушивания корки, полученной в ионообменной стадии. Примеры сушилки включают распылительную сушилку, конвейерную сушилку и сушилку желобного типа с мешалкой и кондуктивной теплопередачей. Из этих распылительная сушилка является наиболее предпочтительной. Для того, чтобы высушить корку распылением, ее обезвоживают, реэмульгируют и сушат после ионного обмена.
(гелевая частица гидроксида алюминия)
В соответствии со способом изготовления из настоящего изобретения получают гелевую частицу гидроксида алюминия, имеющую содержание железа (Fe) в 1-10 ч.н.м. Содержание железа (Fe) предпочтительно, составляет не более чем 5 ч.н.м., более предпочтительно, не более чем 3 ч.н.м.
В соответствии со способом изготовления из настоящего изобретения получают гелевую частицу гидроксида алюминия, имеющую (1) содержание железа (Fe) в 1-10 ч.н.м., (2) содержание оксида натрия не более чем 0,1 мас.% и (3) расход 0,1 моль/л хлороводородной кислоты не менее, чем 250 мл при измерении способом измерения антацидной силы, указанным в 15-м издании японской фармакопеи.
Содержание оксида натрия (Na2O) предпочтительно, составляет не более, чем 0,05 мас.%, более предпочтительно, не более чем 0,04 мас.%.
Расход 0,1 моль/л хлороводородной кислоты предпочтительно, составляет не менее чем 280 мл, более предпочтительно, не менее чем 300 мл.
Примеры
Следующие примеры приведены с целью дальнейшего пояснения настоящего изобретения, но они ни в какой мере не должны считаться ограничивающими. Отличительные свойства водного раствора сульфата алюминия и водного раствора карбоната натрия в качестве исходных материалов и полученного гелеобразного гидроксида алюминия были определены при помощи следующих методов.
(1) Алюминий (Al2O3), содержащийся в водном растворе сульфата алюминия, определили при помощи метода хелатного титрования, и элемент железо (Fe) определили путем использования атомно-эмиссионного спектрометрического устройства с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES) SPS1500VR от Seiko Instrument Inc.
(2) Концентрацию угольной кислоты (СО3), содержащейся в карбонате натрия, определили в соответствии с японскими стандартами пищевых добавок.
(3) Элемент железо (Fe), содержащийся в гелеобразном гидроксиде алюминия, определили с использованием атомно-эмиссионного спектрометрического устройства с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES) SPS1500VR от Seiko Instrument Inc.
Антацидную силу (расход хлороводородной кислоты) определили в соответствии с методом определения антацидной силы высушенного гелеобразного гидроксида алюминия по японской фармакопее. То есть, 0,2 г высушенного гелеобразного гидроксида алюминия точно взвесили и ввели в колбу с притертой пробкой, в колбу точно добавили 100 мл 0,1 моль/л хлороводородной кислоты, колбу плотно закрыли пробкой, эти вещества встряхивали для смешивания при 37±2°С в течение 1 часа, и получившуюся смесь отфильтровали. 50 мл фильтрата точно взвесили и полностью оттитровали избыток хлороводородной кислоты 0,1 моль/л раствора гидроксида натрия в то время, пока их перемешивали, до тех пор, пока его рН не стал равным 3,5.
Оксид натрия (Na2O) определили путем использования пламенного фотометра ANA-135 от Tokyo Koden Co., Ltd.
Пример 1
(стадия образования комплекса (1))
Водный раствор, полученный растворением 2 г этилендиаминтетраацетата динатрия (EDTA-2Na) в 200 мл водопроводной воды, добавили к 1000 мл водного раствора сульфата алюминия, имеющего концентрацию Al2O3 в 1,05 моль/л и концентрацию Fe в 15 мг/л, и диспергировали в раствор при перемешивании для получения водного раствора сульфата алюминия, содержащего Fe, содержащееся в сульфате алюминия, в виде комплекса. Мольное количество EDTA-2Na составило в 20 раз больше, чем мольное количество Fe, содержащегося в вышеуказанном сульфате алюминия. Концентрация Al2O3 полученного водного раствора сульфата алюминия составила 0,874 моль/л.
(стадия реакции)
500 мл водопроводной воды подали в 2,2-л реактор из нержавеющей стали, оборудованный водосливом; водный раствор сульфата алюминия, приготовленный в стадии образования комплекса (1), и 0,76 моль/л водный раствор карбоната натрия загрузили в реактор со скоростями соответственно 14,8 мл/мин и 58,5 мл/мин одновременно путем использования количественного насоса при перемешивании, и непрерывно проводили реакцию при температуре 22-24°С в течение 65 минут. Мольное соотношение (CO3/Al2O3) водного раствора карбоната натрия и водного раствора сульфата натрия составляло 3,44. рН реакции всегда составлял 6,52-6,54.
(стадия разделения твердой фазы и жидкой)
Полученную реакционную суспензию отфильтровали с отсасыванием с использованием нутча, и получили корку, оставшуюся в нутче.
(ионообменная стадия)
Впоследствии 14,5 л 1×10-3 моль/л хлороводородной кислоты подали в нутч для удаления натрия, содержащегося в корке, путем ионного обмена. Количество этой жидкости составляло примерно в 85 раз больше рассчитанного количества твердой материи.
(стадия высушивания)
Ионообменную жидкость реэмульгировали до концентрации в 300 г/л по показателю твердой материи и высушили при помощи лабораторной распылительной сушилки для получения гелевой частицы гидроксида алюминия. Характеристические свойства полученной гелевой частицы гидроксида алюминия приведены в таблице 1.
Пример 2
Водный раствор сульфата алюминия, содержащий Fe, содержащееся в сульфате алюминия, в виде комплекса, получили тем же способом, что и в стадии образования комплекса (1) примера 1 за исключением того, что количество EDTA-2Na заменили на 1,5 г (стадия образования комплекса (2)). Количество EDTA-2Na составило в 15 раз больше мольного количества Fe, содержащегося в сульфате алюминия.
Гелевую частицу гидроксида алюминия получили тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что водный раствор сульфата алюминия, использованный в реакции, заменили на водный раствор сульфата алюминия, приготовленный в вышеуказанной стадии образования комплекса (2), и того, что водный раствор неорганической кислоты, использованный для ионного обмена, заменили на 14,5 литров 1×10-3 моль/л азотной кислоты. Характеристические свойства полученной гелевой частицы гидроксида алюминия приведены в таблице 1.
Пример 3
Водный раствор сульфата алюминия, содержащий Fe в сульфате алюминия в виде комплекса, получили тем же способом, что и в стадии образования комплекса (1) примера 1, за исключением того, что количество EDTA-2Na заменили на 1 г (стадия образования комплекса (3)). Количество EDTA-2Na составило в 10 раз больше мольного количества Fe, содержащегося в сульфате алюминия.
Гелевую частицу гидроксида алюминия получили тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что водный раствор сульфата алюминия, использованный в реакции, заменили на водный раствор сульфата алюминия, приготовленный в вышеуказанной стадии образования комплекса (3), и того, что водный раствор, использованный для ионного обмена, заменили на 14,5 литров 1×10-3 моль/л водного раствора хлорида алюминия. Характеристические свойства полученной гелевой частицы гидроксида алюминия приведены в таблице 1.
Пример 4
Водный раствор, полученный путем растворения 2,43 г этилендиаминтетраацетата тетранатрия (ESTA-4Na) в 200 мл водопроводной воды, добавили к 1000 мл водного раствора сульфата алюминия, имеющего концентрацию Al2O3 в 1,05 моль/л и концентрацию Fe в 15 мг/л, и диспергировали в раствор при перемешивании для получения водного раствора сульфата алюминия, содержащего Fe, содержащееся в сульфате алюминия, в виде комплекса (стадия образования комплекса (4)). Количество EDTA-4Na составило в 20 раз больше, чем мольное количество Fe, содержащегося в вышеуказанном сульфате алюминия. Концентрация Al2O3 полученного водного раствора сульфата алюминия составила 0,874 моль/л.
Гелевую частицу гидроксида алюминия получили тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что водный раствор сульфата алюминия, использованный в реакции, заменили на водный раствор сульфата алюминия, приготовленный в вышеуказанной стадии образования комплекса (4). Характеристические свойства полученной гелевой частицы гидроксида алюминия приведены в таблице 1.
Пример 5
Водный раствор, полученный путем растворения 487 мг этилендиаминтетраацетата динатрия (ESTA-2Na) в 100 мл водопроводной воды, добавили к 1000 мл водного раствора сульфата алюминия, имеющего концентрацию Al2O3 в 107 г/л и концентрацию Fe в 7,3 мг/л, и диспергировали в раствор при перемешивании для получения водного раствора сульфата алюминия, содержащего Fe, содержащееся в сульфате алюминия, в виде комплекса (стадия образования комплекса (5)).
Количество EDTA-2Na составило в 10 раз больше, чем мольное количество Fe, содержащегося в вышеуказанном сульфате алюминия. Концентрация Al2O3 полученного водного раствора сульфата алюминия составила 0,874 моль/л.
Гелевую частицу гидроксида алюминия получили тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что водный раствор сульфата алюминия, использованный в реакции, заменили на водный раствор сульфата алюминия, приготовленный в вышеуказанной стадии образования комплекса (5). Характеристические свойства полученной гелевой частицы гидроксида алюминия приведены в таблице 1.
Сравнительный пример 1
Гелевую частицу гидроксида алюминия получили тем же способом, что и в примере 1, за исключением того, что сульфат алюминия заменили на необработанный водный раствор сульфата алюминия. Характеристические свойства полученной гелевой частицы гидроксида алюминия приведены в таблице 1.
Сравнительный пример 2
Гелевую частицу гидроксида алюминия получили тем же способом, что и в примере 5, за исключением того, что сульфат алюминия заменили на необработанный водный раствор сульфата алюминия. Характеристические свойства полученной гелевой частицы гидроксида алюминия приведены в таблице 1.
Из примеров 1-5 ясно, что когда к водному раствору сульфата алюминия добавляют хелатирующий агент для получения иона Fe, содержащегося в водном растворе сульфата алюминия, в виде комплекса, и этот комплекс выводят в виде маточного раствора, содержание Fe в полученном гелеобразном гидроксиде алюминия может быть снижено. Также ясно, что путем промывания неорганической кислотой или солью неорганической кислоты количество натрия, содержащегося в полученном гелеобразном гидроксиде алюминия, может быть снижено, и можно получить гелевую частицу гидроксида алюминия, имеющую высокую чистоту. Далее видно, что гелеобразный гидроксид алюминия из настоящего изобретения имеет высокую реакционную способность по отношению к кислоте с низкой концентрацией, как это является очевидным из его значения антацидной силы.
| Таблица 1 | |||
| Содержание Fe (ч.н.м.) | Содержание Na2O (мас.%) | Антацидная сила (мл) | |
| Пример 1 | 2,2 | 0,05 | 315 |
| Пример 2 | 3,5 | 0,04 | 308 |
| Пример 3 | 4,8 | 0,05 | 317 |
| Пример 4 | 2,1 | 0,04 | 312 |
| Пример 5 | 3,6 | 0,04 | 306 |
| Сравнительный пример 1 | 102,0 | 0,05 | 315 |
| Сравнительный пример 2 | 49,0 | 0,04 | 305 |
Эффект от изобретения
Разница в характеристических свойствах между гидроксидом алюминия (кристаллическим) и гелеобразным гидроксидом алюминия (аморфным) из настоящего изобретения состоит в том, что гидроксид алюминия имеет чрезвычайно низкую реакционную способность по отношению к кислоте, в то время как гелеобразный гидроксид алюминия из настоящего изобретения имеет чрезвычайно высокую реакционную способность по отношению к кислоте.
Когда гидроксид алюминия используют в качестве исходного материала для изготовления высокоэффективной оптической линзы или в качестве электрического, или электронного материала, его часто растворяют в неорганической кислоте или в органической кислоте и используют в виде соли. Так как гидроксид алюминия имеет низкую реакционную способность по отношению к кислоте, то концентрация кислоты, которую надо использовать, должна быть высокой, и температура должна поддерживаться высокой. В противоположность этому, так как гелеобразный гидроксид алюминия из настоящего изобретения имеет чрезвычайно высокую реакционную способность по отношению к кислоте, соль неорганической кислоты или органической кислоты получается легко и экономично.
Гелевая частица гидроксида алюминия, полученная при помощи настоящего изобретения, имеет содержание Fe в 1-10 ч.н.м. Она характеризуется содержанием оксида натрия (Na2O) не более чем 0,1 мас.%. Кроме того, она характеризуется расходом 0,1 моль/л хлороводородной кислоты не менее чем в 250 мл при измерении по испытанию на кислотонейтрализующую способность желудочно-кишечных лекарств, приведенному в пятнадцатом издании японской фармакопеи.
В соответствии с настоящим изобретением даже когда в качестве исходного материала используют растворимую соль алюминия, имеющую высокое содержание Fe, можно легко и экономично получить гелевую частицу гидроксида алюминия, имеющую содержание Fe не более чем 10 ч.н.м., содержание оксида натрия не более чем в 0,1 мас.% и потребление 0,1 моль/л хлороводородной кислоты не менее чем в 250 мл при определении по способу определения антацидной силы, приведенному в 15-м издании японской фармакопеи.
Промышленная применимость
Гелевую частицу гидроксида алюминия из настоящего изобретения можно использовать в качестве исходного материала для изготовления высокоэффективных оптических линз, и электрических, и электронных материалов.
1. Гелевая частица гидроксида алюминия, имеющая содержание Fe в 1-10 ч.н.м., которая содержит оксид натрия не более чем 0,1 мас.% и имеет расход 0,1 моль/л хлороводородной кислоты не менее чем в 250 мл при определении по способу определения антацидной силы, приведенному в 15-м издании японской фармакопеи.
2. Способ изготовления гелевой частицы гидроксида алюминия по п.1, включающий стадии:
1) добавления хелатирующего агента к водному раствору растворимой соли алюминия для образования комплекса, где количество хелатирующего агента составляет 1-30 раз больше мольного количества иона железа, содержащегося в растворе растворимой соли алюминия;
2) взаимодействия водного раствора карбоната щелочного металла или аммония с водным раствором растворимой соли алюминия, содержащим полученный комплекс в мольном соотношении (СO3/Аl2O3) карбонат-иона, содержащегося в карбонате, к оксиду алюминия, содержащегося в растворимой соли алюминия, в 3,0-4,5 при температуре 10-40°С;
3) проведения разделения твердой и жидкой фаз полученного продукта реакции для получения корки;
4) взаимодействия полученной корки с водным раствором по меньшей мере, одного ионообменного агента, выбранного из группы, состоящей из неорганической кислоты и водорастворимой соли алюминия; и
5) высушивания корки.
3. Способ изготовления по п.2, в котором карбонат щелочного металла представляет собой карбонат натрия.
4. Способ изготовления по п.2 или 3, в котором хелатирующий агент представляет собой соль этилендиаминтетрауксусной кислоты.
5. Способ изготовления по п.2, в котором растворимая соль алюминия представляет собой сульфат алюминия.
