專利名稱：氫氟酸、鋁酸鈉法生產(chǎn)冰晶石的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種生產(chǎn)冰晶石的新方法——?dú)浞?、鋁酸鈉法，冰晶石的化學(xué)名稱為氟鋁酸鈉，其分子式為Na3AlF6。
冰晶石有天然冰晶石和人造冰晶石，它是煉鋁的助熔劑，世界上煉鋁工業(yè)主要使用人造冰晶石。人造冰晶石的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝為純堿、氟鋁酸法，反應(yīng)式如下
所得冰晶石料漿經(jīng)過濾，干燥得冰晶石成品，該產(chǎn)品的國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表(GB4291-84)
該生產(chǎn)工藝的不足之處是合成氟鋁酸反應(yīng)劇烈，操作不易控制，容易發(fā)生冒罐傷人事故；由于整個生產(chǎn)過程在酸性條件下進(jìn)行，且溫度較高，對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，并有酸性廢渣產(chǎn)生，污染環(huán)境，原料價格貴、成本高。
針對上述問題，本發(fā)明提出了一種鋁酸鈉、工業(yè)鹽代替氫氧化鋁和純堿為原料生產(chǎn)冰晶石的新方法-氫氟酸、鋁酸鈉法。該法生產(chǎn)易于控制，三廢污染較輕，不僅成本降低，而且冰晶石質(zhì)量高，冰晶石分子比在1.8-2.9之間可調(diào)，適應(yīng)了鋁電解行業(yè)發(fā)展的需要。
本發(fā)明的方法以鋁酸鈉溶液、工業(yè)鹽和氫氟酸為原料合成冰晶石(氟鋁酸鈉)其反應(yīng)式如下(n=1.8-2.0)其生產(chǎn)工藝方法如下先將工業(yè)鹽加熱配成一定濃度溶液，在常溫常壓下，鋁酸鈉溶液、工業(yè)鹽溶液與氫氟酸反應(yīng)生成冰晶石(Na3AlF6)，得冰晶石料漿，然后將冰晶石料漿過濾，干燥制得冰晶石成品。
原料鋁酸鈉溶液Al2O3含量≥160g/L,ακ=1.8-2.0其中SiO2＜0.3g/L,Fe2O3＜0.03g/L。工業(yè)鹽為海鹽或食用鹽，氫氟酸的含量(重量百分比)為20-25％，其中H2SiF6含量小于0.2％。
氯化鈉溶液在常溫常壓下配制，濃度(NaCl含量)290-300g/L。
冰晶石合成反應(yīng)在常溫常壓下進(jìn)行，其原料為鋁酸鈉溶液，氯化鈉溶液和氫氟酸，其投料比為Al∶Na∶F=1∶3∶6(分子比)，鋁酸鈉溶液、工業(yè)鹽溶液和氫氟酸同時加入合成槽中，邊加邊反應(yīng)，得冰晶石料漿，合成反應(yīng)以間斷式進(jìn)行，也可連續(xù)進(jìn)行。料漿可采用真空過濾，也可采用壓濾或離心過濾。然后濾餅在150℃-300℃溫度下干燥，干燥可采用氣流干燥，也可采用回轉(zhuǎn)窯的直接加熱干燥或間接加熱干燥，得冰晶石成品。成品經(jīng)化驗(yàn)，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)如下
由此可見，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國標(biāo)特級標(biāo)準(zhǔn)。
圖一為氫氟酸——鋁酸鈉法生產(chǎn)冰晶石的工藝流程圖。
氟氟酸鋁酸鈉法生產(chǎn)冰晶石，其特點(diǎn)在于生產(chǎn)成本低。
其成本比傳統(tǒng)氟鋁酸法低15％左右，經(jīng)濟(jì)效益顯著?，F(xiàn)有采用傳統(tǒng)法生產(chǎn)冰晶石的廠家，均可改用本法，原有設(shè)備都可利用而不需增加投資。本法工藝簡單，反應(yīng)平穩(wěn)，整個生產(chǎn)工藝過程可在常溫條件下操作。有利于勞動條件的改善和設(shè)備的防腐。本法生產(chǎn)的冰晶石質(zhì)量很好，有利于鋁電解行業(yè)的節(jié)能降耗及提高原鋁的品質(zhì)，冰晶石在農(nóng)業(yè)上可用作殺蟲劑，硅酸鹽工業(yè)中用于制造玻璃和搪瓷的乳白劑。
實(shí)施例(1)氯化鈉溶液的配制用工業(yè)鹽加水配制成氯化鈉含量為290-300g/l的氯化鈉溶液。
(2)冰晶石合成在合成槽中加入部分循環(huán)母液，在常溫常壓不斷攪拌下，將鋁酸鈉溶液、氯化鈉溶液和氫氟酸由計量槽同時加入合成槽中，加料速度保持AL∶Na∶F=1∶3∶6(分子比)邊加邊反應(yīng)，加料完畢，反應(yīng)結(jié)束，得冰晶石料漿，合成以間斷方式進(jìn)行。
(3)冰晶石料漿用真空過濾，濾餅用清水洗滌2-3次，濾餅的含水量在30％以下。
(4)濾餅在150-300攝氏度下，用回轉(zhuǎn)窯干燥至含水量在1％以下，即得冰晶石成品。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)冰晶石的新方法-氫氟酸、鋁酸鈉法。冰晶石的化學(xué)名稱為氟鋁酸鈉，分子式為Na3AlF6，其特征在于(1)原料為鋁酸鈉、工業(yè)鹽和氫氟酸；(2)在常溫常壓下，加水使工業(yè)鹽溶解，配成氯化鈉溶液；(3)在常溫常壓下，鋁酸鈉、氯化鈉溶液與氫氟酸反應(yīng)生成冰晶石，制得冰晶石料漿；(4)然后將冰晶石料漿過濾，干燥得冰晶石成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氟酸、鋁酸鈉法，其特征在于鋁酸鈉溶液，Al2O3≥160g/L,ακ=1.8-2.0,SiO2＜0.3g/L,Fe2O3＜0.03g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，所述的氫氟酸、鋁酸鈉法，其特征在于為了調(diào)整冰晶石的分子比所加的氯化鈉溶液的濃度為290-300g/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氟酸、鋁酸鈉法，其特征在于原料氫氟酸的含量(重量百分比)為20-25％，其H2SiF6的含量小于0.2％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氟酸、鋁酸鈉法，其特征在于冰晶石合成反應(yīng)中，原料鋁酸鈉溶液，氯化鈉溶液，氫氟酸，其配比為Al∶Na∶F=1∶3∶6(分子比)，同時加料，可采取間斷或連續(xù)合成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氟酸、鋁酸鈉法，其特征在于冰晶石料漿的過濾可采取真空過濾、壓濾及離心過濾。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氟酸、鋁酸鈉法，其特征在于干燥溫度為150℃-300℃，可采用氣流干燥或回轉(zhuǎn)窯直接加熱干燥。
全文摘要
本發(fā)明是一種生產(chǎn)冰晶石的新方法——?dú)浞?、鋁酸鈉法,它以氫氟酸、鋁酸鈉和工業(yè)鹽為原料,替代純堿和氟鋁酸。在常溫常壓下,氫氟酸、鋁酸鈉與工業(yè)鹽反應(yīng)生成冰晶石料漿,經(jīng)過濾、干燥即得冰晶石成品。本法反應(yīng)平穩(wěn),操作簡單,所得冰晶石質(zhì)量穩(wěn)定,能達(dá)到國標(biāo)特級要求,冰晶石分子比在1.8—2.9之間可調(diào)。
文檔編號C01F7/00GK1231990SQ9910191
公開日1999年10月20日 申請日期1999年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月28日
發(fā)明者李世江, 王富喜, 楊華春, 侯紅軍, 楊洪亮, 李海生, 劉順興, 張富山 申請人:李世江