氟化铝加压结晶工艺技术研究探析
氟硅酸制氟化铝的工艺研究及改进
加转晶剂的方法 ， 该方法降低产品中 Ｓ ｉ Ｏ ： 含量 ９ ０ ％以上 ， 达到国标对一级 Ａ １ Ｆ ， 的Ｓ ｉ Ｏ 含量 的要求 ， 加快氟化 铝 的转 晶速率 ， 提高铝收率 ２ ０ ％以上 。 关键词 ： 氟硅酸 ； 氟化铝 ； 二 氧化硅 ； 铝收率 ； 转晶剂
中图分类号 ： Ｔ Ｑ １ ３ ３ ． １ 文献标识码 ： Ａ
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｉ ｕ ｍ ｌ ｆ ｕｏ ｒ ｉ ｄ ｅ ｆ ｒ ｏ ｍ ｌ ｆ ｕ ｏ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ
ＷＵ Ｈａ ｏ — ｙ ｏ ｕ ， Ｌ Ｉ Ｊ ｕ ｎ， Ｊ Ｉ Ｎ Ｙａ ｎ ｇ ， ＷＥ ＮＧ Ｙａ ｎ — ｌ ｉ ｎ ｇ ， ＭＡ Ｃ ｈ ｕ ｎ 一 １ ｅ ｉ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｓ ｉ ｅ ｈ ｕ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ６ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
（ 四川大学 化学工程学院 。 四川 成都 ６ １ ０ ０ ６ ５）
她
摘
要： 传统湿法和干法生产氟化铝所用原料萤石资源 日益枯竭并 限制开发 ， 本文研究 了以氟硅酸制氟
化铝 的反应 配 比、 反应时间和反应温 度对产品 中 Ｓ ｉ Ｏ ： 含量和铝 收率 的影响 ， 提出 了一种在 Ａ ｌ Ｆ ３ 转 晶环节添
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｐ ｌ ｅ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｌ ｆ ｕ ｏ ｉ ｒ ｔ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ｉ ｕ ｍ ｌ ｆ ｕ ｏ ｉ ｒ ｄ ｅ ｉ ｎ ｂ ｏ ｔ ｈ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｄ ｒ ｙ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ａ ｎ ｄ ｗｅ ｔ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ａ — ｔ ｉ ｏ ． ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｉ ｍｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ｌｕ ａ ｍｉ ｎ ｉ ｕ ｍ ｌ ｆ ｕ ｏ ｉｄ ｒ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｓ ｉ ｌ ｉ ｃ ａ ｉ ｎ ｌｕ ａ ｍｉ ｎ ｉ —
氟化锂晶体的研究进展_范志达
第29卷第4期 硅 酸 盐 通 报 V o l .29 N o .4 2010年8月 B U L L E T I N O F T H E C H I N E S E C E R A M I C S O C I E T Y A u g u s t ,2010 氟化锂晶体的研究进展范志达1,王强涛1,2,尹利君1,陈 刚1,刘景和2,李 春2,何庭秋1(1.烁光特晶科技有限公司,北京100018;2.长春理工大学材料科学与工程学院,长春 130022)摘要:随着真空紫外光学技术的发展,在深紫外波段透过率最高、截止波段最短的氟化锂晶体重新引起人们的关注。
本文结合L i F 晶体本身的物理化学性质,综述了氟化锂原料制备工艺、晶体生长方法的研究进展及存在的问题。
以提高氟化锂光学元件质量为出发点,总结了原料纯化、晶体生长、加工工艺对光学元件质量的影响和有效的解决措施。
关键词:氟化锂晶体;光学元件;晶体生长中图分类号:O 78 文献标识码:A 文章编号:1001-1625(2010)04-0893-05R e s e a r c hP r o g r e s s o f L i FC r y s t a lF A NZ h i -d a 1,W A N GQ i a n g -t a o 1,2,Y I NL i -j u n 1,C H E NG a n g 1,L I UJ i n g -h e 2,L I C h u n 2,H ET i n g -q i u1(1.B r i g h t C r y s t a l s C o .,L t d .,B e i j i n g 100018,C h i n a ;2.S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ,C h a n g c h u n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,C h a n g c h u n 130022,C h i n a ) 作者简介:范志达(1971-),高工.主要从事人工晶体的研究.E -m a i l :f a n z h i d a @s i n a .c o mA b s t r a c t :W i t h t h e d e v e l o p m e n t o f v a c u u mu l t r a v i o l e t o p t i c a l t e c h n o l o g y ,L i t h i u mf l u o r i d e (L i F )c r y s t a l w i t h t h e h i g h e s t t r a n s m i t t a n c e a n d s h o r t e s t c u t -o f f b a n da t D U Vw a v e l e n g t h s c a t c h e dp e o p l e 's a t t e n t i o n a g a i n .C o m b i n e dw i t ht h e p h y s i c a l a n dc h e m i c a l p r o p e r t i e s o f c r y s t a l i t s e l f ,t h e p r o g r e s s a n de x i s t i n g p r o b l e m s o f r a wm a t e r i a l p r e p a r a t i o n ,c r y s t a l g r o w t h t e c h n o l o g y w e r e s u m m a r i z e d .I n o r d e r t o e n h a n c e t h e q u a l i t y o f L i Fo p t i c a l e l e m e n t s ,w e d i s c u s s e d t h e i n f l u e n c e o f f e e d s t o c k s p u r i f i c a t i o n ,c r y s t a l g r o w t h a n d p r o c e s s t e c h n i c s ,a n d p o i n t e d o u t s o m e e f f e c t i v e w a y s t o i m p r o v e i t .K e y w o r d s :l i t h i u m f l u o r i d e c r y s t a l ;o p t i c a l e l e m e n t ;c r y s t a l g r o w t h1 引 言L i F 晶体是一种优良的光学晶体材料,具有较宽的透射波段(110～6,600n m )和较高的透过率,特别需要指出的是L i F 晶体在真空紫外波段的透过率是已知材料中最高的[1],因而被用作紫外波段的窗口材料。
氟化铝的生产工艺
氟化铝的生产工艺(总2页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--氟化铝产品的生产工艺一、湿法生产工艺（属淘汰工艺）：硫酸和萤石高温反应后产生的气体，直接吸收成30％～ 35％的氢氟酸，与氢氧化铝在90℃左右合成为AlF3?3H2O，经过滤后,进入高温脱水干燥，最后得氟化铝AlF3成品。
由于脱水时产生的水蒸汽回分解AlF3，因此，湿法氟化铝含量低，杂质多，水份含量高，堆密度低，流动性差。
基本上不适应现代电解槽使用。
化学指标为：F≥57％Al≥28% Na≤ ％H2O≤7％。
二、干法生产工艺(干法氟化铝)：1、粗酸干法：硫酸和萤石高温反应后产生的气体，经过粗洗后进入流化床，与干燥后的氢氧化铝反应，在高温下生成氟化铝。
由于粗洗后的氟化氢含量约96％，杂质较高，氟化铝产品的杂质也就比较高；特别是没有脱硅，使得氟化铝产品的二氧化硅含量达到%。
这些杂质会影响电解铝的质量，增加电解时的电耗。
F≥61％Al≥30％Na≤％H2O≤％SiO2≤％P2O5≤％Fe2O3≤％SO42-≤％2、精酸干法：硫酸和萤石高温反应后产生的气体，经过粗洗、冷冻、脱气、精馏后进入蒸发器，此时氟化氢的含量一般为%；蒸发出的氟化氢气体（含量接近100％）进入流化床，与湿氢氧化铝反应，在高温下生成氟化铝。
由于氟化氢纯度高，这样生产的氟化铝质量很好，杂质很低，特别是二氧化硅含量只有%，五氧化二磷含量只有%，对电解铝的生产非常有利。
F≥62％Al≥32％Na≤％H2O≤％SiO2≤％P2O5≤％Fe2O3≤％ SO42-≤％氟化铝，Aluminum fluoride 分子式：AlF3 分子量：性状：白色晶体或粉末。
25 ℃时的相对密度，微溶于水、酸及碱溶液，不溶于大部分有机溶剂，在氢氟酸溶液中有较大的溶解度。
无水氟化铝性质非常稳定；与液氨甚至与浓硫酸加热至发烟仍不起反应，与氢氧化钾共熔无变化，也不被氢气还原，加热不分解，但升华，升华温度1291℃。
氟化铝加压结晶工艺技术研究探析
[1]郝建堂.氟化铝加压结晶工艺技术研究探析[J].无机盐工业,2019,51(09):57-60.
[2]刘海霞.氟硅酸综合利用工艺技术研究进展[J].无机盐工业,2017,49(03):9-13.
[3]王世海.300kA铝电解槽工艺技术条件优化与新控制技术开发[D].中南大学,2008.
表4不同加料温度制备氟化铝的产品质量
结束语
通过优化液相法制备氟化铝的加压结晶工艺，不仅可以制备出产品质量好、表观密度高、结晶水含量低的氟化铝产品，而且缩短了产品制备周期，提高了装置生产能力，保证了产品的清洁同时，利用该工艺开发的高性能无机氟副产品低品位磷肥氟资源，不仅大大降低了生产成本，而且节约了萤石资源，实现低品位资源的高效综合利用，有效保障磷化工、氟化工和铝电解工业协调、健康、稳定发展，是未来氟化铝工业发展的必然选择。
表3不同结晶时间所得母液中氟化铝的质量浓度
3.3.4加料温度对氟化铝产品质量的影响
取氟硅酸溶液加入反应槽中，开启搅拌，加热升温至不同的温度。按照氟硅酸和氢氧化铝物质的量比为1.1∶1快速加入氢氧化铝原料，投料后于95～105℃反应30min，过滤得到氟化铝溶液和硅胶沉淀。将氟化铝溶液按照优化后的结晶工艺条件进行结晶实验（结晶温度为170℃，维持结晶压力为0.7MPa，结晶时间为3h，晶种加入量为15%），对比不同加料温度对氟化铝产品质量的影响，结果见表4。由表4可知：投加原料时的温度越高，合成得到氟化铝的表观密度越大，产品颗粒越大，其附着水含量越低；对比煅烧前后氟化铝的表观密度发现，煅烧后氟化铝的表观密度相对降低，说明在煅烧过程中，有晶体受热破裂现象。实验结果表明，投加原料的温度应控制在70～80℃，氟化铝煅烧过程应匀速缓慢升温。
2.氟化铝生产工艺
氟化铝生产及应用技术研究
氟化铝生产及应用技术研究氟化铝是一种重要的化学物质，广泛应用于航天、汽车、船舶、电子等各个领域。
本文将探讨氟化铝的生产和应用技术。
一、氟化铝的生产技术氟化铝的生产技术主要有氢氟酸法、硬质氟化铝熔炼法、氟硅酸铝法和水合氯化铝交换法等。
其中，氢氟酸法是最为常用的一种方法。
氢氟酸法是利用氟化氢和氢氟酸反应制得氯化铝，再通过与氟化钠反应得到氟化铝。
这种方法生产氟化铝的效率高、成本低，因此被广泛应用。
二、氟化铝的应用技术氟化铝的应用技术主要有反应助剂、溶剂、防腐涂料、火箭燃料、陶瓷制品、电子材料、润滑剂等。
1. 反应助剂氟化铝可以提高某些反应物的反应速率和选择性，因此广泛应用于化工领域。
2. 溶剂氟化铝可以用作一些有机溶剂，如烷基氟化铝、氟氧基烷基铝等。
这些溶剂具有较高的极性，可以改善一些重质烃类物质的流动性。
3. 防腐涂料氟化铝是一种优良的防腐剂，可以用于车身涂料、航空部件、海洋工程等领域，起到很好的防腐作用。
4. 火箭燃料氟化铝可以用作火箭燃料，可以提供较高的燃烧效能和燃烧速率，是一种重要的火箭助推剂。
5. 陶瓷制品氟化铝可以用于制作高温陶瓷制品，如陶瓷瓷板、陶瓷砖等。
氟化铝可以提高陶瓷材料的硬度和耐磨性。
6. 电子材料氟化铝可以用于制作各种电子材料，如光纤、半导体、电极等。
氟化铝可以提高电子材料的性能和稳定性。
7. 润滑剂氟化铝可以用作高温润滑剂、润滑脂等，可以提高润滑效果和抗磨效果。
三、氟化铝的安全问题氟化铝虽然具有广泛的应用前景，但是其安全问题也需要引起关注。
当氟化铝与水接触时，会产生剧烈的反应，释放出大量的氢氟酸，对环境和人体造成危害。
因此，在氟化铝的生产和使用过程中，应当采取安全措施，保障生产和人体健康。
四、结论氟化铝是一种重要的化学物质，具有广泛的应用前景。
在氟化铝的生产和应用过程中，需要注意安全问题，保障人体健康和环境安全。
同时，也需要深入研究氟化铝的生产和应用技术，不断推动氟化铝在各个领域的应用。
氟化铝资料.
氟化铝期培训资料第一讲干法工艺流程一、什么是氟化铝？1、理化性质：氟化铝系针状结晶，比重2.883-3.13g/cm3，升华温度1272℃，在高温下亦被水蒸汽分解为Al2O3，并放HF，熔点1260℃，易挥发，难溶于水，在25℃时100毫升水中溶解0.559克。
2、用途：氟化铝主要用于熔盐炼铝，作电解质的调整剂，其次还用于陶瓷上釉，催化剂和非铁金属冶炼的助熔剂等。
3、产品性能：本产品有效成份含量均优于国家特一级标准,且杂质含量少，堆比重较大，流动性能好，可以使其在铝电解液中降低消耗，避免粉尘飞扬，减少环境污染。
二、湿法氟化铝工艺简介氢氧化铝泥浆↓硫酸、萤石→内热式反应炉→H F→吸收塔→氢氟酸→合成槽→过滤机→干燥炉→湿法氟化铝产品三、干法工艺1、干法工艺简介干燥后的氢氧化铝↓硫酸、萤石→外热式反应炉→H F→预净化塔→H F气体→流化床→干法化铝产品2、湿法和干法工艺比较：湿法：液体——液体干法：气体——固体湿法产品：AlF3含量在85%左右 H2O含量在7.0%左右干法产品：AlF3≥≥90% H2O≤0.5%%干法比湿法的先进之处：⑴、流程较短，工艺紧凑。
⑵、外热式反应炉降低能源消耗，提高反应炉寿命。
⑶、环境保护好⑷、产品氟化铝含量高，杂质少。
四、干法工艺流程总图分为四个部分：1、制酸片2、制盐片3、石膏系统4、紧急吸收和中央吸收2、流程图（见附图）3、主要反应方程式：CaF2 + H2SO → CaSO 4+ 2HF↑ - QAl(OH)3 + 3HF → AlF3 + 3H2O + Q五、原材料及质量要求1、萤石（CaF2）：符合我国GB5690—85标准中二级品以上规定。
CaF2SiO2 CaCO3 H2O≥97% ≤1.0% ≤1.2% ≤0.5%2、硫酸⑴98%硫酸： 98%±1%⑵发烟硫酸：游离的SO3 20%±1% 又叫做105酸SO3 + H2O →H2SO80 9820XX = 98×20/80=24.524.5+80=104.53、氢氧化铝:Al(OH)3符合GB4294—84标准中一级品要求Al(OH)3 Fe2O3SiO2H2O ≥99.3%＜0.03% ＜0.03 ≤0.1%4、纯碱:Na2CO35、石灰六、仪表知识1、图例字母首位字母后继字母A 分析报警B 火焰C 电导率、电流控制（调节）D 密度或比重差E 电压检测元件F 流量H 手动高位I 电流（电工）指示J 功率K 时间操作器L 液位、界面、物位灯、低位S 转速联锁Q 数量、流量累计R 记录或打印T 温度变送V 粘度阀门W 重量或力（温度计）套管Z 位置驱动注：首位字母表示被测变量后继字母表示仪表功能如：FIC-101——流量指示控制FAHL-101——高低流量报警TIC-503——温度指示控制2、主控室仪表控制SV：设定值PV：测量值MV：输出值3、什么是联锁？联锁主要是指设备之间按照某种制约关系联系在一起，从而实现工艺操作过程的某种需要以及对设备保护的目的。
氟化铝生产工艺研究进展
氟化铝生产工艺研究进展本文介绍了氟化铝生产技术的发展状况，详细分析了目前各种生产工艺的优缺点以及氟化铝生产工艺的发展趋势。
标签：氟化铝;生产工艺;湿法;干法;目前世界上约95%的氟化铝是用于电解铝行业，作为电解质的调整剂，用于补充电解时冰晶石融熔液中消耗的氟化铝成分;部分氟化铝用作陶瓷的外层釉彩和搪瓷釉的助熔剂，非铁金属冶炼的熔剂，金属焊接中的焊接液以及催化剂行业。
中国作为全球第1的电解铝生产大国，也是电解铝的消费大国。
随着经济的进一步发展，国内市场对铝的需求也会有较大的增长，随之亦必然带动氟化铝需求量的增长。
氟化铝的主要生产工艺可分为3大类：第1类是湿法工艺，包括氢氟酸-氢氧化铝工艺，氟硅酸-氢氧化铝工艺;第2类是干法工艺，包括粗酸-干氢氧化铝工艺，精酸-湿氢氧化铝工艺[1-5]。
还有一类是特殊用途的氟化铝，如用于1，1，1，2-四氟乙烷（HFC-134a）的活性氟化铝催化剂，其生产工艺也比较特殊，但每年的需求量只有几吨，不会成为主流，在此不作论述。
1氟化铝生产工艺1.1 氢氟酸-氢氧化铝工艺用质量分数30%～40%的外购氢氟酸，或者是把萤石粉和硫酸反应后的无水HF气体吸收成30%～40%的氢氟酸，在70～95℃与氢氧化铝充分反应，生成氟铝酸溶液，经过结晶，析出含3个结晶水的氟化铝，再经过过滤、清洗、高温干燥后得到氟化铝成品。
1.2 氟硅酸-氢氧化铝工艺采用质量分数10%～40%的氟硅酸（大多是磷肥生产的副产品，氟硅酸的质量分数15%～20%），在95℃左右的温度下与氢氧化铝反应，生成氟铝酸与二氧化硅，分离二氧化硅后，氟铝酸溶液经过浓缩、结晶，析出含3个结晶水的氟化铝，再经过过滤、清洗、高温干燥后得到氟化铝成品。
1.3 湿法氟化铝工艺的缺点湿法氟化铝的各项指标可控制在中国国家标准GB/T4292—2007中AF-2和AF-3的范围内。
其产品有以下几方面不足：（1）产品有效成分低，氟化铝的质量分数为85%～87%。
铝电解生产过程中氟化铝添加控制策略探析
38 轻 金 属2011年第2期作者简介:张兴彤(1971-),男,工程师。
收稿日期:2010-07-28铝电解生产过程中氟化铝添加控制策略探析张兴彤,刘升,黄胜(四川启明星铝业有限公司,四川眉山620041)摘 要:综述了近年来铝电解生产过程中氟化铝添加控制新方法的应用和进展,有效解决氟化铝按需下料,改善了氟化铝加料方式,提高了分子比控制精度。
关键词:氟化铝;添加;分子比控制;智能寻优中图分类号:TF821 文献标识码:B 文章编号:1002-1752(2011)02-38-3Additi on of fl uori nated al u m i ni u m control strategy analysisi n alu m i niu m electro l ysis productionZ HANG X ing-tong ,LI U Sheng and HUANG Sheng(Sichuan Aostaral A l u m inium C o .,L t d .,M eis han 620041,China)Abstract :Th e p aper rev i e w ed t he appli cati on and d evelopm ent of al um i n i um fluoride add ition technol ogy i n al um i n i um electrol ysis produ cti on i n recen tyears ,w h i ch effecti vel y solves t he additi on of a l u m i n i um fl uori de as per n eed,i m proves t h em od e of al um i n i um fl uori de additi on and i ncreases t h e con trol accuracy of the molec u lar ratio .K ey words :A l F 3;add iti on ;m ol ar rati o con tro;l i n telli gen t op ti m iz ati on近年来铝电解企业纷纷采用低分子比、低温为主要特征的技术路线,为了达到平稳高效的槽况,在控制系统硬件配置上普遍采用分布式控制系统、网络化控制系统,相应的对铝电解控制系统的氟化铝控制精度提出了更高的要求。
浅析国内外氟化铝的生产工艺
浅析国内外氟化铝的生产工艺摘要氟化铝是电解铝的必须辅料，铝用氟化盐的发展趋势是氟化铝，氟化铝的需求将逐步扩大，成为铝用无机氟化盐用量最大的品种。
本文对当前国内外几种氟化铝的生产工艺进行，简单整理，浅要分析，为国内氟化铝的生产提供一些参考资料。
关键词氟化铝干法湿法氢氟酸氟硅酸氢氧化铝1 前言根据国内外的报道，国外先进国家在90年代中期电解铝用氟化盐就以氟化铝为主，冰晶石几乎不用，这主要是其先进的工艺和设备水平和不同的原料所决定的。
国内由于工艺和设备水平的落后，在九十年代之前，电解铝用氟化盐以冰晶石为主，冰晶石的用量大于氟化铝几乎一倍，九十年代之后，借鉴和引进了先进的技术和设备，电解铝的工艺和设备水平得到了提高和进步，氟化盐的使用品种和用量发生了改变，到九十年代后期后本世纪初，氟化铝的用量渐渐的超过冰晶石，现在，电解铝生产氟化铝的用量反而是冰晶石的一倍，并且氟化铝用量仍然在增加，冰晶石用量逐渐萎缩，并且最终在电解铝的正常生产中消失。
据预测，在未来五到十年之间，除电解槽启动外，电解铝正常生产将停止使用冰晶石，只使用氟化铝作为主要电解液的调整添加剂。
氟化铝是电解铝的必须辅料，铝用氟化盐的发展趋势是氟化铝，氟化铝的需求将逐步扩大，成为铝用无机氟化盐用量最大的品种。
所以，国内氟化盐企业，纷纷加大氟化铝产量，并投资较大新建各种氟化铝生产线，未来两年内，氟化铝产能将增加数倍，氟化盐企业看到了氟化铝的前景，但其中也隐藏着供求失衡的危机。
本文对当前国内外几种氟化铝的生产工艺进行，简单整理，浅要分析，为国内氟化铝的生产提供一些参考资料。
2 综述目前，国内外各种氟化铝生产工艺可按工艺、原料的不同进行分类（见图1）。
按工艺可分为干法工艺和湿法工艺两大类，干法工艺主要是萤石生产的氟化氢（无水氢氟酸）为原料和氢氧化铝进行气固反应生产氟化铝产品的氢氟酸—干法工艺，湿法工艺中按原料分为氢氟酸—湿法工艺和氟硅酸—湿法工艺两大类，氢氟酸工艺主要是以萤石生产的有水氢氟酸为原料和氢氧化铝进行液固反应，氟硅酸工艺主要以磷肥副产的氟硅酸为原料和氢氧化铝进行液固反应生产氟化铝产品。
氟化铝装置氟化反应工艺危险性分析及安全控制方案
氟化铝装置氟化反应工艺危险性分析及安全控制方案一、工艺简述氟化铝的制取是在多层流化床氟化铝反应器中进行的。
干氢氧化铝从顶层加入，净化后的氟化氢气体从底层通入，反应释放出来的热量维持反应所需的温度，只需在流化床启动时补入少量的热量。
在流化床中反应好的氟化铝物料经螺旋排出送至氟化铝冷却器中冷却，冷却后的氟化铝经气力输送泵送至成品仓库进行包装。
反应产生的尾气经大气冷凝器+碱洗塔+中央吸收塔处理达标后经烟囱排放。
反应方程式为：二、装置工艺危险性分析1 .固有危险性氟化铝生产涉及氢氧化铝、液碱（32%）、消石灰、氟化氢（无水）、氟化铝、石膏渣、天然气等。
其中氟化氢、氢氟酸、氟化铝属于高毒物品；天然气属甲类危险性气体，具有易燃性、易爆性、毒性;硫酸（98%）、液碱（32%）、消石灰属于强腐蚀性物质。
2 .工艺过程危险性（1）启动燃烧炉使用天然气作为燃料，泄漏时会在作业场所弥漫、扩散，遇到点火源即引起火灾爆炸危险。
（2）生产过程在一定负压、温度下进行，而且为放热反应，如安全附件不全或不可靠，工艺控制失误，安全设施中断或不足,引起设备损坏、氟化氢气体泄漏事故。
(3)流化床上层温度控制室350^400℃,下层温度可达600℃,这些设备和管道若发生物料泄漏与人体接触可造成烫伤事故。
3 .装置氟化工艺控制方案综述DCS设置氟化氢进料流量的指示和控制，流化床上层和下层压力指示报警，流化床底部压力指示报警调节(调节真空泵变频),流化床氟化氢进口管路和流化床底部压力指示报警联锁(高限报警、高高限DCS联锁打开氟化氢气化加热器去AHF装置一冷管路切断阀进行紧急泄放)；根保护层分析(LOPA)和SlL定级报告，该企业氟化铝生产装置的安全完整性等级采用SILl级。
SlS设置流化床下层和上层气相出口温度指示、报警、联锁(下层温度高限报警、高高限联锁，SlS联锁关闭氟化氢进料管路切断阀、关闭氟化氢气化加热器热水进口管路切断阀、打开氟化氢气化加热器去AHF装置一冷管路切断阀、启动冷却螺旋并打开冷却螺旋进口管路切断阀和出口管路切断阀；上层气相出口温度高限报警、高高限SlS联锁关闭氟化氢进料管路切断阀、关闭氟化氢气化加热器热水进口管路切断阀、打开氟化氢气化加热器去AHF装置一冷管路切断阀)。
探讨干法氟化铝反应系统工艺控制
也 较大。但各厂家控制水平差异较大，其主要关键设备反应炉的工艺控制是主要核心影响因素。本文主要分析反应炉的配料进行理论计
算 ，并对反应炉炉温分布提出下步控制及改进的建议。
关 键 词 ：干法氟化铝；反应炉
TQ 中 图 分 类 号 ： 1423
A 文 献 标 识 码 ：
Discussion on Process Control of Dry Aluminum Fluoride Reaction System
Key wordsi dry aluminium,fluoride-, reactionjumace
干法氟化铝主要用于电解铝工业，是一种铝电解的助溶 剂 ，用于调整电解槽电解质的分子比。在干法氟化银生产工 艺 中 ，反 应 炉 主 要 用 于 萤 石 粉 （97%以上的氟化钙）和硫酸 的反应。硫酸和萤石粉的反应是一个吸热反应，反应需要的 热量通过天然气燃烧间接提供。
目前干法氟化铝行业所用的反应炉规格为♦ 3. 3m*33ni，
物 料 在 反 应 炉 内 的 反 应 分 三 个 阶 段 [1]。第 一 个 阶 段 混 料 和 预 反 应 段 ，是从反应炉进料端算起至反应炉7米 的 区间，物料 在此区间的停留时间为60分 钟 ，萤石粉的分解率达到78%左 右 ；第二个阶段反应段，是反应炉7-25米的区间，称为反应 段 ，物 料 在 此 段 的 停 留 时 间 为 62分 钟 ，萤石粉的分解率达 1 8 % ; 第三个阶段干燥段，是反应炉25-33米的区间，萤石粉 和硫酸在此阶段的反应已经停止。
以年产3万吨干法生产 线 为 依 据 ，萤石投料取6. 5 吨/ 小 时 ，对干法配料进行 理 论 计 算 。计算所用到的 数据以某厂生产的化验的
反 应 系 统 最 主 要 的 控 制 指 标 为 副 产 物 氟 石 膏 中 氟 化 钙 的 实 际 数 据 为 亨 。其中萤石粉中各成分指标见下表1，计算需 含 量 ，反应炉物料在反应炉内经过三种不同的物理状态[2], 要 的 其 他 指 标 见 下 表 2 。
氟化铝标样
氟化铝标样氟化铝标样：深入探究与应用引言：氟化铝标样作为一种重要的化学试剂，在许多领域都发挥着重要作用。
本文将围绕氟化铝标样展开详细的阐述，探讨其性质、应用以及相关研究进展，旨在为读者提供更加深入全面的了解和应用指导。
一、氟化铝标样的性质1.物理性质：氟化铝标样是一种白色结晶固体，具有高熔点和高热稳定性。
它在常温下是无味的，不溶于水，但可以溶于酸和碱溶液中。
2.化学性质：氟化铝标样具有良好的氧化性和还原性，在化学反应中起着重要的催化作用。
它可以与许多金属发生反应，形成相应的氟化物。
二、氟化铝标样的应用领域1.催化剂：由于氟化铝标样具有良好的氧化还原性质，因此被广泛应用于催化剂的制备中。
例如，它可以用作石油加工中的重要催化剂，促进石油分子的裂解反应。
2.电池材料：氟化铝标样可以作为锂离子电池的电解质材料，提高电池的性能和循环寿命。
3.玻璃制造：氟化铝标样可以用作玻璃的添加剂，改善玻璃的物理性能和化学稳定性。
4.金属腐蚀抑制剂：在一些金属加工过程中，氟化铝标样可以起到腐蚀抑制的作用，保护金属表面的质量和光洁度。
三、氟化铝标样的制备方法1.溶剂热法：通过溶剂热法可以制备出高纯度的氟化铝标样。
该方法将氢氟酸与铝盐在适当的溶剂中反应，经过加热和过滤等步骤得到氟化铝标样的结晶产物。
2.气相沉积法：气相沉积法是通过将铝源和氟化剂蒸发在高温条件下，使其在反应室中沉积形成氟化铝标样。
这种方法可以得到高纯度和均匀的氟化铝标样薄膜。
四、氟化铝标样的研究进展1.高纯度氟化铝标样的制备：目前，研究人员正在探索新的制备方法，以提高氟化铝标样的纯度和结晶性，以满足不同领域的需求。
2.氟化铝标样在能源存储中的应用：近年来，氟化铝标样作为一种新型的能量存储材料，受到了广泛关注。
研究人员发现，将氟化铝标样与其他材料复合，可以提高电势窗口和电化学稳定性，为新型电池的发展提供了新的思路。
3.氟化铝标样的催化机理研究：随着表面科学的发展，研究人员对氟化铝标样的催化机理进行了深入研究。
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氟化铝加压结晶工艺技术研究探析
【摘要】氟化铝95%以上用于电解铝工业，是电解铝冰晶石（氧化铝溶液）
的一种添加剂，用于弥补电解质中氧化铝的损失和降低电解质的分子比，并与氧
化铝和冰晶石形成共熔物，以降低氧化铝的熔点和提高电解质的导电率，是电解
铝行业必不可少的原材料。
为此，本文就氯化铝加压结晶工艺技术进行探讨，了
解其生产工艺，并研究氟硅酸法制备氟化铝结晶技术。
【关键词】氟化铝；加压结晶；技术
前言
湿法氟化铝一般采用常压结晶工艺生产,其存在产品结晶水含量高、结晶时
间长、产能低等弊端。
对此,研究了氟化铝加压结晶工艺技术,考察了结晶压力、
结晶时间、晶种添加量、加料温度等因素对氟化铝结晶水含量的影响。
2017年，
全球电解铝总产量为6384万t，中国电解铝产量为3664万t，按吨铝消耗17kg
氟化铝计，全球氟化铝的销量约为100万t，其中中国氟化铝销量约为62.2万t。
未来，随着工业技术的发展以及电解铝产品应用领域的不断拓宽，电解铝的需求
将呈几何式增长，其原材料氟化铝的需求也会不断增加。
氟化铝生产工艺
国内的习惯说法有2大类,即干法工艺和湿法工艺,但并没有较严格的区分定义。
为便于说明,本文把氟化铝抽取工艺过程中,凡是需先制得中间产品AlF3·3H2O再脱水得到氟化铝成品的方法,统称为湿法工艺;而不需抽取中间产品AlF3·3H2O直接抽取氟化铝产品的方法,统称为干法工艺。
2.1湿法工艺
湿法提取氟化铝的生产工艺是我国传统的生产方法，目前建成投产的氟化铝装置除湘潭铝业公司外，基本上都是湿法，根据所用原料的不同，湿法可分为三种。
（1）以萤石、硫酸和氢氧化铝为主要原料的生产工艺。
先用硫酸和萤石反应制备氢氟酸，再由氢氧化铝和氢氟酸合成中间产物AlF3.3H2O，然后对AlF3.3H2O进行干燥脱水制备氟化铝产品，该方法仍是我国氟化铝的主要生产工艺，在国外已被淘汰。
（2）以氟硅酸（或氟硅酸）和氢氧化铝为主要原料的生产工艺。
该工艺是氢氧化铝与氟硅酸反应生成氟化铝溶液和硅胶沉淀，然后在恒温下结晶得到AlF3.3H2O，干燥脱水后生产氟化铝成品，湖北、云南等地均设有废气SiF4综合回收利用生产设备，目前存在异常，达不到生产标准，但这种方法在国外较为普遍和成功。
（3）以铝合金电镀废渣氟铝酸氨为原料生产工艺。
以铝合金电镀废渣氟铝酸铵为原料，经分解脱氨制备AlF3.3H2O，经干燥脱水后得到氟化铝成品，法国已获得专利，但尚未形成工业。
2.2干法工艺
氟化铝干法生产工艺是20世纪80年代末引进的国外先进工艺。
根据所用原料的不同，也可分为三类。
（1）该工艺以萤石、硫酸和氢氧化铝为主要原料。
首先，用硫酸和萤石通过预反应和反应炉制备氟化氢气体。
氟化氢气体经净化后，在流化床中与干燥脱水氢氧化铝反应，直接得到氟化铝产品，是国外广泛采用的先进工艺，目前国内仅成功采用了一家湖南铝业公司。
（2）电解烟气回收工艺。
在铝电解过程中，从电解槽烟气中的低含量氟化氢气体中得到氟化铝和氧化铝的混合物，然后返回电解槽使用，属于含氟废气的综合处理和回收利用加油。
目前，我国大型电解铝厂，如贵州铝厂、铜峡铝厂都有这种工艺装置。
（3）本工艺以铝合金电镀废渣氟铝酸盐氨为原料。
氟化铝产品是通过高温煅烧氟铝酸铵，分离氨气直接得到的，法国拥有专利，但没有真正的工业。
可见，干法工艺生产氟化铝明显优于湿法工艺，省去了中间产品AlF3.3H2O 的制备、干燥、脱水等工序，一步直接得到氟化铝成品，且其物理质量好，无论是化学成分还是物理性能，都优于湿法产品，是我国氟化铝生产的主要发展方向。
3.氟硅酸法制备氟化铝结晶技术探索
3.1实验原料
氢氧化铝（Al2O3质量分数≥63.5%），氟硅酸（H2SiF6质量分数为15%～25%，P2O5质量分数≤0.1%），氟化铝晶种。
3.2实验步骤
（1）向反应罐中加入氟硅酸溶液，开始搅拌，加热至一定温度，根据氟硅酸与氢氧化铝的质量比为1.1:1，迅速加入氢氧化铝，在95-105℃下反应30min，然后过滤得到氟化铝溶液和硅胶沉淀。
（2）将澄清后的氟化铝溶液移入高压结晶釜，开始搅拌，开始加热，控制反应釜内的温度和压力，并保持一定的结晶时间使氟化铝结晶，打开冷却装置，将高压结晶釜内温度降至80-90℃减压，打开高压结晶釜，对结晶后的浆液进行真空过滤，然后冲洗得到氟化铝软膏。
（3）将氟化铝软膏在120-180℃干燥除去附着水，然后逐渐加热至400-600℃煅烧，除去产品中的结晶水，冷却后得到氟化铝产品。
3.3工艺参数优化
3.3.1结晶压力对氟化铝结晶水含量的影响
取过滤后的氟化铝溶液置于高压结晶釜中，将结晶釜内的温度升高至不同的温度，维持反应釜至不同的压力，结晶2h，考察结晶压力对氟化铝结晶水含量及表观密度的影响，结果见表1。
由表1可知：随着结晶压力的升高，氟化铝中的
结晶水含量逐渐降低，最低可达9%左右，推算结合约0.5个结晶水。
分析其原因为，氟化铝在过饱和溶液中有两种存在形式，即α-晶型（介稳状态）和β-晶型（稳定状态），在高温高压下高溶解度的α-晶型会快速地不可逆转地转变成低溶解度的β-晶型，从而有效地降低氟化铝的附着水和结晶水含量。
考虑到生产能耗及设备选型，建议结晶压力控制为0.7MPa。
表1不同结晶压力制备氟化铝的结晶水含量及表观密度
3.3.2晶种添加量对氟化铝结晶水含量的影响
取过滤后的氟化铝溶液置于高压结晶釜中，添加一定量的氟化铝晶种，结晶釜内的温度升高至170℃，维持反应釜内的压力为0.7MPa，结晶2h，考察晶种添加量（晶种加入量指晶种质量占氟化铝生成量的质量分数）对氟化铝结晶水含量及表观密度的影响，结果见表2。
由表2可知，当晶种加入量较少时，对氟化铝结晶水含量及表观密度的影响不明显；随着晶种加入量继续增加，对氟化铝结晶的影响增大，有利于体系中小晶体成长为粗大的球形晶粒，制备的氟化铝的表观密度增大，颗粒也增大，进一步降低了产品中的结晶水含量。
建议工业化生产中，在结晶槽放料时，必须留存少量的结晶料浆（晶种质量约占氟化铝生成质量的15%），以作为下一批结晶的晶种使用。
表2不同晶种加入量制备氟化铝的结晶水含量及表观密度
3.3.3结晶时间对母液中氟化铝质量浓度的影响
取过滤后的氟化铝溶液置于高压结晶釜中，添加15%的氟化铝晶种，结晶釜内的温度升高至170℃，维持反应釜内的压力为0.7MPa，结晶不同的时间，对比不同结晶时间所得母液中氟化铝的质量浓度，结果见表3。
由表3可知，结晶时间大于1h后，AlF3在结晶母液中的质量浓度大幅度降低并且趋于相对稳定，说明加压结晶可以大大缩短氟化铝的结晶时间，其结晶时间远远小于传统的常压结晶工艺4～5h。
考虑到生产能力及能耗，建议结晶时间为1.0～1.5h。
表3不同结晶时间所得母液中氟化铝的质量浓度
3.3.4加料温度对氟化铝产品质量的影响
取氟硅酸溶液加入反应槽中，开启搅拌，加热升温至不同的温度。
按照氟硅酸和氢氧化铝物质的量比为1.1∶1快速加入氢氧化铝原料，投料后于95～105℃反应30min，过滤得到氟化铝溶液和硅胶沉淀。
将氟化铝溶液按照优化后的结晶工艺条件进行结晶实验（结晶温度为170℃，维持结晶压力为0.7MPa，结晶时间为3h，晶种加入量为15%），对比不同加料温度对氟化铝产品质量的影响，结果见表4。
由表4可知：投加原料时的温度越高，合成得到氟化铝的表观密度越大，产品颗粒越大，其附着水含量越低；对比煅烧前后氟化铝的表观密度发现，煅烧后氟化铝的表观密度相对降低，说明在煅烧过程中，有晶体受热破裂现象。
实验结果表明，投加原料的温度应控制在70～80℃，氟化铝煅烧过程应匀速缓慢升温。
表4不同加料温度制备氟化铝的产品质量
结束语
通过优化液相法制备氟化铝的加压结晶工艺，不仅可以制备出产品质量好、表观密度高、结晶水含量低的氟化铝产品，而且缩短了产品制备周期，提高了装置生产能力，保证了产品的清洁同时，利用该工艺开发的高性能无机氟副产品低品位磷肥氟资源，不仅大大降低了生产成本，而且节约了萤石资源，实现低品位资源的高效综合利用，有效保障磷化工、氟化工和铝电解工业协调、健康、稳定发展，是未来氟化铝工业发展的必然选择。
参考文献
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