專利名稱：一種生產(chǎn)砂粉狀無水或含水氟化鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種的生產(chǎn)氟化鋁的方法，尤其是一種生產(chǎn)砂粉狀無水或含水氟化鋁的方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所述的氟化鋁是一種單質(zhì)鹽，分子式為AlF3，是氟化鹽系列產(chǎn)品之一。目前國內(nèi)生產(chǎn)的AlF3產(chǎn)品，分無水和含水兩種，主要用于鋁工業(yè)電解槽電介質(zhì)分子比的調(diào)控，起助熔作用。隨著鋁工業(yè)的迅速發(fā)展，其用量會不斷增加。但傳統(tǒng)的氟化鋁生產(chǎn)工藝存在投資大，生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染大等問題。同時，在鋁型材生產(chǎn)過程中，對其表面進行腐蝕工藝處理而產(chǎn)生的包括Al(OH)3·3H2O等含鋁堿碴、Al2(SO4)3等含鋁鹽，(NH4)3AlF6等含鋁酸碴通常作為廢棄物被遺棄，沒能實現(xiàn)廢物利用，很是可惜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能實現(xiàn)廢物再利用、且工藝簡單、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好的生產(chǎn)砂粉狀無水或含水氟化鋁的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是以酸鋁碴(NH4)3AlF6、Al(OH)3·3H2O和H2SO4或HCl為原料按化學量配制分別投入反應(yīng)槽中，而發(fā)生化學反應(yīng)制得砂粉狀無水或含水氟化鋁，其化學反應(yīng)式為
。
第一種具體的實施工藝方法是先對原料進行處理，首先將酸鋁碴(NH4)3AlF6與H2SO4置于制漿槽中攪拌混合制得初漿，再經(jīng)振動篩過篩后得到精制漿，同時將Al(OH)3·3H2O制成泥漿為底漿，然后按槽次將酸碴精制漿投入合成反應(yīng)槽中用濕法間斷合成法合成，合成運行中控制溫度在80-95℃，酸度為0.5-1克/升，反應(yīng)最終酸度為用Al(OH)3調(diào)至PH值在2-4之間，并在5分鐘之內(nèi)PH值不發(fā)生變化時為止，停止加料，繼續(xù)攪拌1-20分鐘，然后進行過濾洗滌，母液去污水處理，軟膏輸送到干燥爐中，在100～200℃的溫度條件下可以干燥除去附水，在300～400℃的溫度條件下可以脫除其中大部份的H2O+而制得含水砂性和粉狀A(yù)lF3混合物，在400～500℃的溫度條件下脫除全部結(jié)晶水，而生產(chǎn)出無水砂性和粉狀A(yù)lF3混合物。
第二種具體的實施工藝方法是先對原料進行處理，將H2SO4在H2SO4配制槽內(nèi)配成濃度為46-50克/升的溶液，將(NH4)3AlF6和配制成的H2SO4在酸碴制漿槽中通過攪拌制得初漿，再經(jīng)振動篩過篩后得到精制漿，同時將Al(OH)3·3H2O配制成所需的泥漿；然后進行合成，先在合成槽內(nèi)注入可用Al(OH)3和水為底漿，開動攪拌，注入蒸汽，當槽內(nèi)溶液溫度達到高于80℃時，用濕法間斷合成法加入精制漿，當反應(yīng)槽內(nèi)料漿的PH值在2-4之間，并在5分鐘之內(nèi)PH值不發(fā)生變化時，停止加料，繼續(xù)攪拌1-20分鐘，反應(yīng)生成AlF3·2H2O，然后進行過濾洗滌，母液去污水處理，軟膏輸送到干燥爐中，在100～200℃的溫度條件下可以干燥去除附水，在300～400℃的溫度條件下可以脫除其中大部份的H2O+而制得含水砂性和粉狀A(yù)lF3混合物，在400～500℃的溫度條件下脫除全部結(jié)晶水，而生產(chǎn)出無水砂性和粉狀A(yù)lF3混合物。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明是以在鋁型材生產(chǎn)過程中對鋁型材表面進行腐蝕工藝處理而產(chǎn)生的(NH4)3AlF6等含鋁酸碴廢棄物為生產(chǎn)氟化鋁的原料，其原料來源廣，并實現(xiàn)了廢物再利用，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝比傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝更加簡單，其產(chǎn)品質(zhì)量好。而且投資和環(huán)境污染少，具有廣闊的市場前景。


圖1是本發(fā)明的工藝流程方框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明可以利用在鋁型材生產(chǎn)過程中對鋁型材表面進行腐蝕工藝處理而產(chǎn)生的(NH4)3AlF6等含鋁酸碴廢棄物為生產(chǎn)氟化鋁的原料生產(chǎn)氟化鋁的新工藝，實現(xiàn)廢物再利用，可生產(chǎn)出具有廣闊的市場前景氟化鋁。
實施例1，以Al(OH)3·3H2O、(NH4)3AlF6(酸碴)、H2SO4為例生產(chǎn)氟化鋁的方法。其化學反應(yīng)式為
1、原料處理將H2SO4在配制槽內(nèi)配成濃度為46-50克/升的溶液，將(NH4)3AlF6和配制成的H2SO4在酸碴制漿槽中通過攪拌制得初漿，再通過60目的振動篩得到工藝所要求的混合精制漿，同時Al(OH)3·3H2O也通過帶攪拌的配制槽配成所需的泥漿。
2、合成方法用Al(OH)3制成的泥漿為底漿，將酸鋁碴與H2SO4混合制成的精制漿采用濕法間斷合成法將精制漿注入合成槽中，開動攪拌，注入蒸汽，當槽內(nèi)溶液溫度達到85℃時，合成終點為反應(yīng)槽內(nèi)料漿的PH值在2-3之間，并在5分鐘內(nèi)PH值不發(fā)生變化，停止加料，繼續(xù)攪拌10-20分鐘，合成完畢。
在整個合成過程中，技術(shù)控制要嚴，配料比要準確，投料不宜過快，攪拌強度適中，合成溫度高于80℃，反應(yīng)一直在酸性中進行，禁忌呈現(xiàn)鹽基性，合成操作的最終酸度PH值2-3。然后進行過濾洗滌，母液去污水處理，軟膏到干燥爐進行脫水干燥。
3、脫水干燥本發(fā)明的反應(yīng)生成物為AlF3·2H2O，這種物化結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)法合成的AlF3·3H2O少了一個H2O+，從而有利于AlF3的脫水，使得AiF3的干燥溫度由傳統(tǒng)工藝的600℃左右降低到500℃左右，可使本發(fā)明方法生產(chǎn)出來的氟化鋁在產(chǎn)品質(zhì)量上提升一個檔次。
干燥脫水可分段進行(1)100～200℃干燥附水；(2)300～400℃脫除大部份H2O+，得到含水AlF3；(3)400～500℃脫除全部結(jié)晶水，得到無水砂粉狀A(yù)lF3混合物。
實施例2，用Al(OH)3·3H2O、(NH4)3AlF6(酸碴)、HCl生產(chǎn)氟化鋁的化學方程式為其余同實施例1。
實驗證明本法工藝技術(shù)可靠，具有較好的可操作性，而且產(chǎn)品質(zhì)量比國標參數(shù)更高國標等級的AlF3產(chǎn)品質(zhì)量列表

本發(fā)明的產(chǎn)品AlF3化學成份(％)

以上數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明方法制得的AlF3質(zhì)量穩(wěn)定，主成份含量高，雜質(zhì)低，達到國家標準，優(yōu)于同類產(chǎn)品，同時可制得兩種不同品牌的AlF3，還可利用本法原料和設(shè)備，制得優(yōu)質(zhì)的鈉冰晶石產(chǎn)品。
很顯然，用其它含Al鹽、酸碴、HCl為原料也可生產(chǎn)同等質(zhì)量的AlF3。
本發(fā)明也具有許多環(huán)境保護優(yōu)勢，包括三廢的處理污水4M3/噸產(chǎn)品左右，其中含F(xiàn)0.3克/升左右，NH4HSO4512克/升左右，本法污水處理重點為有害成份為F，F(xiàn)是以AlF3溶液形態(tài)存在于污水中，用石灰乳易于處理?；瘜W反應(yīng)式1、2、PH值7～83 、PH值＞12以上反應(yīng)式表示(1)生成物為CaF2，溶解度小，處理后污水中含F(xiàn)＜15mg/l，接近排放標準。(2)生成物為(NH4)2SO4，是一種化肥，用水稀釋后使用，有利于農(nóng)作物生長。(3)生成物為CaSO4(石膏)和NH4OH，石膏用途廣泛，NH4OH可制成NH4HF2產(chǎn)品，仍用于鋁型材的表面處理劑。污水處理采用(2)式方法為最佳選擇。塵氣處理選用收塵室除塵，石灰乳循環(huán)澆灌，吸除有害氣體，效果良好。本法生產(chǎn)無廢碴，不予論述。
對本發(fā)明的經(jīng)濟效益進行粗略評估可知本發(fā)明工藝的固定資產(chǎn)投入少，原料來源廣泛，每噸產(chǎn)品總成本4000元左右，按產(chǎn)品目前市場最低銷售價5500元/噸計算，可得純利1500元/噸左右，能較快的收回全部投資。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)砂粉狀無水或含水氟化鋁的方法，其特征是以酸鋁碴(NH4)3AlF6、Al(OH)3·3H2O和H2SO4或HCl為原料按化學量配制分別投入反應(yīng)槽中，而發(fā)生化學反應(yīng)制得砂粉狀無水或含水氟化鋁，其化學反應(yīng)式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)砂粉狀無水或含水氟化鋁的方法，其特征是先對原料進行處理，首先將酸鋁碴(NH4)3AlF6與H2SO4置于制漿槽中攪拌混合制得初漿，再經(jīng)振動篩過篩后得到精制漿，同時將Al(OH)3·3H2O制成泥漿為底漿，然后按槽次將酸碴精制漿投入合成反應(yīng)槽中用濕法間斷合成法合成，合成運行中控制溫度在80-95℃，酸度為0.5-1克/升，反應(yīng)最終酸度為用Al(OH)3調(diào)至PH值在2-4之間，并在5分鐘之內(nèi)PH值不發(fā)生變化時為止，停止加料，繼續(xù)攪拌1-20分鐘，然后進行過濾洗滌，母液去污水處理，軟膏輸送到干燥爐中，在100～200℃的溫度條件下可以干燥除去附水，在300～400℃的溫度條件下可以脫除其中大部份的H2O+而制得含水砂性和粉狀A(yù)lF3混合物，在400～500℃的溫度條件下脫除全部結(jié)晶水，而生產(chǎn)出無水砂性和粉狀A(yù)lF3混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)砂粉狀無水或含水氟化鋁的方法，其特征是先對原料進行處理，將H2SO4在H2SO4配制槽內(nèi)配成濃度為46-50克/升的溶液，將(NH4)3AlF6和配制成的H2SO4在酸碴制漿槽中通過攪拌制得初漿，再經(jīng)振動篩過篩后得到精制漿，同時將Al(OH)3·3H2O配制成所需的泥漿；然后進行合成，先在合成槽內(nèi)注入可用Al(OH)3和水為底漿，開動攪拌，注入蒸汽，當槽內(nèi)溶液溫度達到高于80℃時，用濕法間斷合成法加入精制漿，當反應(yīng)槽內(nèi)料漿的PH值在2-4之間，并在5分鐘之內(nèi)PH值不發(fā)生變化時，停止加料，繼續(xù)攪拌1-20分鐘，反應(yīng)生成AlF3·2H2O，然后進行過濾洗滌，母液去污水處理，軟膏輸送到干燥爐中，在100～200℃的溫度條件下可以干燥去除附水，在300～400℃的溫度條件下可以脫除其中大部份的H2O+而制得含水砂性和粉狀A(yù)lF3混合物，在400～500℃的溫度條件下脫除全部結(jié)晶水，而生產(chǎn)出無水砂性和粉狀A(yù)lF3混合物。
全文摘要
一種生產(chǎn)砂粉狀無水或含水氟化鋁的方法。它主要是解決傳統(tǒng)的氟化鋁生產(chǎn)工藝存在投資大，生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染大等技術(shù)問題。其技術(shù)方案要點是以在鋁型材生產(chǎn)過程中表面處理而產(chǎn)生的酸鋁碴(NH
文檔編號C01F7/50GK1590299SQ0312477
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月27日
發(fā)明者唐仲友, 李月秋, 黃文輝, 唐湘?zhèn)? 唐湘華 申請人:唐仲友