氟化铝行业未来发展趋势_侯红军

KEY WORDS： aluminium fluoride； cleaner production； low carbon economy； electrolytic aluminium
氟化铝作为电解铝主要的添加剂 ，在电解铝工 业中占据着重要的地位。 随着我国经济的高速发 展、技术进步和出口贸易增加，为适应国内外市场 和企业自身发展的需要，氟化铝工业生产的工艺技 术、装备、 自 动 控 制、 检 测、 环 保、 资 源 综 合 利 用、产品质量和管理水平等各方面都得到了大幅度 的发展和提高。我国已发展成为当今世界主要的氟 化铝生产和出口国家之一。 但是随着社会的进步， 必然要求氟化铝工业要不断创新和发展 ，以满足各 方面发展的需要。 气候变暖、环境污染和资源枯竭是当今世界面 临的突出难题，这也是未来氟化铝行业存在与发展 所面临的重大挑战。为了适应社会发展需要，氟化 铝生产必将向着 “效益最大化、 环境友好化、 品 质卓越化、资源广泛化” 的方向发展。
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结
语
以低碳经济为代表的全球新一轮的工业革命， 将迫使氟化铝产品必然向着质量更优 、效益更好的 方向发展。作为干法氟化铝的替代者，无水氟化铝 在今后一段时期内将代表着氟化铝工业的最高水 准； 而今后性能更加优异的氟化铝将是未来氟化铝 发展的必然趋势； 同时，利用磷肥副产的氟资源开 拓新的氟源来源途径，生产出无水氟化铝或者性能 更加优 异 的 氟 化 铝 将 是 未 来 氟 化 铝 面 临 的 必 然 选择。
HOU Hong －jun，LUO Chen －guo，HAO Yi －feng （ Do －Fluoride Chemicals Co． ，Ltd． ，Jiaozuo，Henan 454191 ，China）
ABSTRACT： The aluminium fluoride industry will be bound to develop into a trend of maximum benefit， friendly environment，
针对上述发展趋势进行了详细分析，重点介绍了资源来源的广泛性。 关键词： 氟化铝； 清洁生产； 低碳经济； 电解铝 中图分类号： TF821 文献标识码： A 文章编号： 1006 －0308 （ 2011 ） S2 －0015 －02
Future Development Trend for Aluminium Fluoride Industry
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资源来源的广泛性愈加迫切
目前，国内外绝大多数氟化盐产品都以萤石为 原料生产。萤石作为一种发展原子能工业的重要战 略资源，因蕴藏量有限，世界各国都非常重视对萤 石资源的保护，甚至采取大量进口萤石进行储备的 政策。预计 30 年内世界范围内的天然萤石将会枯 竭。目前中国萤石储采比小于 8 （ 储量与产量之 比） ，只是世界萤石储采比 （ 约等于 41 ） 的五分之 一。中国若不尽快停止萤石出口，10 年后中国很 可能需要进口萤石。可以预见，不久的将来萤石的 开采将受到更加严格的限制。磷酸盐岩矿床中赋存
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电解铝工业技术进步和 “低碳经济 ” 促 使氟化铝必须向质量高端化发展
1 ） 作为电解铝工业的伴侣， 氟化铝必须帮助 电解铝工业实现质量高端化。 目前国外先进的铝电解工艺技术已发展到不只 是生产出普通的重熔铝锭，而是在电解槽就直接生 产出高纯铝锭，即省去了下一步的精炼过程。因此
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收稿日期： 2011－06－17 作者简介： 侯红军 （ 1968－） ，男，河南焦作人，高级工程师。
－ SO2 ＜ 0. 15% ； 物理性能方面， 松密度大于 1. 3 ， 4 粒度 － 325 目 ＜ 10% ， 流动速度 ＜ 60 s， 安息角 ＜
氟磷灰石，在利用磷矿制取磷酸的生产过程中可回 收副产品氟硅酸。 世界磷酸盐岩储量 180 亿 t， 含 氟当量 6. 3 亿 t， 相当于含萤石当量 12. 9 亿 t。 因 此未来氟化铝中氟的来源必须依靠磷矿石中蕴藏的 丰富氟元素。 国内使用磷肥副产氟硅酸制高性能氟化铝的研 究思路是使用氟硅酸制无水氟化氢 ，然后利用无水 氟化氢与氢氧化铝反应生产高性能无水氟化铝 ； 或 利用氟硅酸生产氟化铵，再与氢氧化铝反应生成氟 化铝。主要内容详述如下： 3. 1 氟硅酸分解制无水氟化氢法 将磷肥副产的 SiF4 气体吸收为氟硅酸， 以浓 硫酸为催化剂，在加热条件下，使氟硅酸分解为四 氟化 硅 和 氟 化 氢， 通 过 分 离 和 精 制 得 到 AHF， AHF 与氢氧化铝反应制得高性能氟化铝。 生成的 四氟化硅重新制得氟硅酸和白炭黑 。 5SiF4 + 2H2 O →2H2 SiF6 ·SiF4 + SiO2 + H2 SO4 →2SiF4 + 2HF 3HF + Al （ OH） 3 →AlF3 + H2 O 3. 2 氟硅酸 － 氨法制无水氟化铝法 氟硅酸和氨水反应生成氟化铵溶液和白炭黑的 混合料浆，过滤分离后得到的氟化铵溶液，浓缩得 到固体氟化铵和氟化氢铵的混合物 ； 过滤得到的白 炭黑滤饼经洗涤、干燥得到白炭黑产品。将氟化铵 或氟化氢铵高温气化后与固体氢氧化铝按反应配比 送入在流化床反应器内充分混合并快速反应 ，反应 温度控制在 500 ～ 600℃ ， 反应生成固体产品氟化 铝，将氨和水蒸气的混合气体冷凝得到氨水 。氟硅 酸法制备氟化铝的化学方程式如下 ： H2 SiF6 + 6NH4 OH →6NH4 F + SiO2 + 4H2 O 6NH4 F + 2Al （ OH） 3 →2AlF3 + 6NH3 （ g） + H2 O H2 SiF6 ·SiF4 （ aq）
excellent quality and extensive resources． The detailed analysis on the developing trend mentioned above was conducted，in which the extensive source of resources was emphatically introduced．
3 松装密度≥1. 6 g / cm ） ，与湿法氟化铝、 干法氟化 铝进行比较， 每年 HF 排放量可分别减少 1 465 t、
45 t，二氧化硫排放量将分别减少 78. 5 t、15 t，硅 杂质进入成 品 铝 锭 量 将 比 湿 法 氟 化 铝 减 少 33. 15 μg / g，较干法氟化铝减少 21. 45 μg / g； 磷的累积 导致电流效率降低数值，使用湿法氟化铝达到惊人 的 11. 65% ，使用干法氟化铝为 7% ， 而无水氟化 铝仅为 0. 85% 。 由此可见， 质量更高的氟化铝有 利于电解铝的节能、减排、降耗和质量控制。 氟化铝作为电解铝工业中最主要的添加剂 ，质 量更高、效果更好的氟化铝可有效促进电解铝工业 的技术进步和节能减排，高性能氟化铝是未来的发 展趋势。
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氟化铝要实现清洁生产
清洁生产的目标是节省能源、 降低原材料消 、 耗 减少污染物的产生量和排放量，要求通过一定 的手段和方法实现资源的循环利用和充分利用 。无 水氟化铝工艺使用高膨胀循环流化床技术 ，能够实 现能量的循环利用，资源的充分利用，物料反应快 速充分，生成产品质量高等优点，是未来氟化铝生 产技术发展的方向。
2011 年 7 月 第 40 卷 增刊
云南冶金 YUNNAN METALLURGY
July． 2011 Vol. 40． Supplementary issue
氟化铝行业未来发展趋势
侯红军，罗成果，郝义锋
（ 多氟多化工股份有限公司，河南
摘
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焦作 454191 ）
要： 叙述了氟化铝必将向着" 效益最大化、环境友好化、品质卓越化、资源广泛化" 的方向发展， 同时
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2011 年 7 月 第 40 卷 增刊
云南冶金 YUNNAN METALLURGY
ห้องสมุดไป่ตู้
July． 2011 Vol. 40． Supplementary issue
对使用的氟化铝质量提出了极为严格的要求 ，特别 是杂质量分数，如 SiO2 ＜ 0. 06% ， Fe2 O3 ＜ 0. 03% ，
35° 。湿法氟化铝和干法氟化铝都难以或较难全部 达到这些指标要求。无水氟化铝质量已经达到甚至 超过了上述指标的要求，成为新一代高性能无机氟 化物的代表。 2） “低碳经济 ” 是以低能耗、 低污染、 低排 放为基础，低碳经济实质是能源高效利用和清洁能 源的开发，核心是能源技术和减排技术创新 、产业 。“低碳经济 ” 将是国民经济的发 结构和制度创新 展趋势，无论是电解铝工业或是氟化铝工业都必将 顺应此种趋势。 研究认为， 一个 50 万 t / a 规模的铝厂， 使用 2－ 无水氟化铝 （ AlF3 ≥90. 5% ， SiO2 ≤0. 02% ， SO4 ≤0. 08% ， P2 O5 ≤0. 004% ，600℃ 下 LOI ≤0. 5% ，