无水氟化铝对电解铝有利因素分析
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湿法氟化铝使用的30%的氢氟酸，产生的粗氟化氢气体用水加以吸收 干法氟化铝是用产生的粗氟化氢气体直接用于合成氟化铝 无水氟化铝是将产生的氟化氢气体经精馏精制得到99.9%的液体氢氟酸， 再用于制氟化铝
1.2 湿法氟化铝
主反应方程式
3HF ＋ Al(OH)3 AlF3 · 3H2O AlF3 ＋ 3H2O
AF-0
AF-1 AF-2 AF-3
61.0
60.0 58.0 58.0
31.5
31.0 29.0 29.0
0.30
0.40 2.80 2.80
0.10
0.30 0.30 0.35
0.06
0.10 0.12 0.12
0.10
0.60 1.00 1.00
0.03
0.04 0.04 0.04
0.50
1.00 5.50 5.50
• 国家高技术产业化示范工程
——氟硅酸钠法制冰晶石联产优质白炭黑
• 国家资源节约和环境保护项目
—— 磷肥副产氟资源综合利用项目
• 国家循环经济和资源节约重大示范项目
—— 年产1万吨再生冰晶石项目
铝用氟化盐的分类
氟化盐
冰晶石
氟化铝
高分子冰晶石
普通冰晶石
无水氟化铝
其它氟化铝
干法氟化铝
0.05
0.20
0.008 0.30 1.0 1.45
0.10
0.015 0.20 0.40 1.4
≤
0.01 0.20 0.70
松装密度 （g/cm³）
≥
1.5
氟化铝国家技术要求（GB/T 4292-2007）：
化学成分（质量分数）/ % 牌 号 F ≥ Al Na SiO2 Fe2O3 ≤ SO42P2O5 烧减量 物理性能 松裝密度g/cm3 ≥
尽可能少的水份含量，以减少电解质熔体的水解
具有低的杂质含量,有利于提高电解铝的质量、电流效率
具有较好的流动性，以满足自动化输送的需要
部分国外厂商指标
组 成 美洲某铝业 亚洲某铝业
90
欧洲某铝业
90
氟化铝AlF3 （%）
≥来自百度文库
90
二氧化硅SiO2 （%）
五氧化二磷P2O5（%） 硫酸盐SO4 烧减量 （%） （%）
湿法氟化铝
氟化铝
电解液（氟化铝、冰晶石）
•
氟化铝作为电解过程的溶剂之一，不但是电解质的重要组成部分
影响电解质的化学物理性质，而且在正常电解生产过程中是调整 电解质分子比、控制电解过程热平衡的重要手段。用不同方法生
产的氟化铝化学物理性质差别甚大，直接影响电解生产的操作、
指标、产品质量和环境。
•
以下通过无水、干法和湿法氟化铝的生产工艺和产品质量进行比
1.50
1.30 0.70 0.70
注：AF-0和AF-1为无水氟化铝标准 ， AF-2和AF-3为其他氟化铝标准
2.2 三种不同氟化铝的产品质量对比
主要指标 物理形态 松装密度 (g/cm3） 主含量（AlF3） 灼减量(550℃) 无水氟化铝 砂状，流动性好 干法氟化铝 砂状，流动性好 1.30 90.0% 0.50% 湿法氟化铝 粉状，流动性差 0.70 85.5% 5.50%
无水氟化铝
99.9%无水氢氟酸气体
1.2 生产工艺比较
以下从化学反应角度比较三种不同氟化铝生产工艺，阐述 三种氟化铝的优缺点
1.21 三种氟化铝的生产工艺流程图
湿法氟化铝工艺流程图 干法氟化铝工艺流程图
无水氟化铝工艺流程图
1.22 氢氟酸工艺对比
氢氟酸主反应： 氢氟酸副反应：
三种工艺氢氟酸区别在于对产生的氟化氢气体的处理方法
前言
公司为实施国家高技术产业化示范工程，于1999年成立 拥有国家专利90项 制修订29项国家标准，研制了冰晶石、氟化铝、氟化钠、氟化镁、铝 用电解质等国家标准样品 组建了无机氟化工行业第一家国家认可实验室 主导产品冰晶石、无水氟化铝是国家重点新产品 冰晶石产销量、出口量连续9年居全国第一位 无水氟化铝产销量、出口量连续3年居全国第一位 六氟磷酸锂中试成功，迈出了进军新能源产业的重要一步
较，分析其在电解铝使用过程中对能源消耗、污染排放、产品质
量方面的影响。
目 录
1
氟化铝产品分类及生产工艺
2 3
电解铝生产对氟化铝性质要求 三种氟化铝对电解铝生产影响
1.1 氟化铝产品分类
目前，国内外各种氟化铝产品根据生产工艺的不同可分为三种： 湿法氟化铝、干法氟化铝和无水氟化铝
产品 湿法氟化铝 干法氟化铝 原料 30%氢氟酸 88~90%氢氟酸气体 特点 杂质高、流动性差 流动性好、杂质含量优于湿 法 流动性最好、杂质含量极低
副反应方程式
3H2SO4 ＋ 2Al(OH)3 Al2(SO4) 3 ＋6H2O Al2(SO3) 3 ＋6H2O 2AlF3 ＋ SiO2 ＋ 3H2O
3H2SO3 ＋ 2Al(OH)3
H2SiF6 ＋ 2Al(OH)3 3H3PO4 ＋ 2Al(OH)3
Al2(PO4) 3 ＋6H2O
1.22 干法氟化铝
主反应方程式
副反应方程式
1.23 无水氟化铝
主反应方程式
副反应方程式
1.24 结论
从以上论述可以看出，无水氟化铝拥有比前两种工艺更 低的杂质含量、更低的水分含量、更高的松装密度更好的 流动性
目 录
1
氟化铝产品分类及生产工艺
2 3
电解铝生产对氟化铝性质要求 三种氟化铝对电解铝生产影响
2 电解铝生产对氟化铝的性质要求
≥
1.50 90.5% 0.30%
SO42Fe2O3 SiO2
P2O5 ≤
0.08% 0.03% 0.02%
0.004%
0.30% 0.04% 0.25%
0.03%
1.00% 0.08% 0.30%
0.04%
目 录
1
氟化铝产品分类及生产工艺
2 3
电解铝生产对氟化铝性质要求 三种氟化铝对电解铝生产影响
五氧化二磷P2O5 （%）
≤ ≥
（g/cm³）
由上表可见：三种氟化铝主含量不同，由此可算出在电解生产中无水氟化铝中氟化铝含量为 用干法和湿法生产的氟化铝量的1.006 和1.059 倍 “烧减量”是氟化铝中水分含量的表示，氟化铝中的水分会导致氟化铝水解。在铝电解过程 中因为三种氟化铝的烧减量的不同，产生的水解量损失也不同，因此仅仅考虑含水影响，经 计算干法和湿法生产的氟化铝消耗并分别为无水氟化铝的1.002和1.055 倍
3.1 氟化铝消耗
组
氟化铝AlF3 二氧化硅SiO2 硫酸盐SO4 烧减量 松装密度
成
（%） （%） （%） （%）
无水氟化铝
干法氟化铝
90.0 0.25 0.03 0.30 0.50 1.30
湿法氟化铝
85.5 0.30 0.04 1.00 5.50 0.70
≥
90.5 0.02 0.004 0.08 0.30 1.50
1.2 湿法氟化铝
主反应方程式
3HF ＋ Al(OH)3 AlF3 · 3H2O AlF3 ＋ 3H2O
AF-0
AF-1 AF-2 AF-3
61.0
60.0 58.0 58.0
31.5
31.0 29.0 29.0
0.30
0.40 2.80 2.80
0.10
0.30 0.30 0.35
0.06
0.10 0.12 0.12
0.10
0.60 1.00 1.00
0.03
0.04 0.04 0.04
0.50
1.00 5.50 5.50
• 国家高技术产业化示范工程
——氟硅酸钠法制冰晶石联产优质白炭黑
• 国家资源节约和环境保护项目
—— 磷肥副产氟资源综合利用项目
• 国家循环经济和资源节约重大示范项目
—— 年产1万吨再生冰晶石项目
铝用氟化盐的分类
氟化盐
冰晶石
氟化铝
高分子冰晶石
普通冰晶石
无水氟化铝
其它氟化铝
干法氟化铝
0.05
0.20
0.008 0.30 1.0 1.45
0.10
0.015 0.20 0.40 1.4
≤
0.01 0.20 0.70
松装密度 （g/cm³）
≥
1.5
氟化铝国家技术要求（GB/T 4292-2007）：
化学成分（质量分数）/ % 牌 号 F ≥ Al Na SiO2 Fe2O3 ≤ SO42P2O5 烧减量 物理性能 松裝密度g/cm3 ≥
尽可能少的水份含量，以减少电解质熔体的水解
具有低的杂质含量,有利于提高电解铝的质量、电流效率
具有较好的流动性，以满足自动化输送的需要
部分国外厂商指标
组 成 美洲某铝业 亚洲某铝业
90
欧洲某铝业
90
氟化铝AlF3 （%）
≥来自百度文库
90
二氧化硅SiO2 （%）
五氧化二磷P2O5（%） 硫酸盐SO4 烧减量 （%） （%）
湿法氟化铝
氟化铝
电解液（氟化铝、冰晶石）
•
氟化铝作为电解过程的溶剂之一，不但是电解质的重要组成部分
影响电解质的化学物理性质，而且在正常电解生产过程中是调整 电解质分子比、控制电解过程热平衡的重要手段。用不同方法生
产的氟化铝化学物理性质差别甚大，直接影响电解生产的操作、
指标、产品质量和环境。
•
以下通过无水、干法和湿法氟化铝的生产工艺和产品质量进行比
1.50
1.30 0.70 0.70
注：AF-0和AF-1为无水氟化铝标准 ， AF-2和AF-3为其他氟化铝标准
2.2 三种不同氟化铝的产品质量对比
主要指标 物理形态 松装密度 (g/cm3） 主含量（AlF3） 灼减量(550℃) 无水氟化铝 砂状，流动性好 干法氟化铝 砂状，流动性好 1.30 90.0% 0.50% 湿法氟化铝 粉状，流动性差 0.70 85.5% 5.50%
无水氟化铝
99.9%无水氢氟酸气体
1.2 生产工艺比较
以下从化学反应角度比较三种不同氟化铝生产工艺，阐述 三种氟化铝的优缺点
1.21 三种氟化铝的生产工艺流程图
湿法氟化铝工艺流程图 干法氟化铝工艺流程图
无水氟化铝工艺流程图
1.22 氢氟酸工艺对比
氢氟酸主反应： 氢氟酸副反应：
三种工艺氢氟酸区别在于对产生的氟化氢气体的处理方法
前言
公司为实施国家高技术产业化示范工程，于1999年成立 拥有国家专利90项 制修订29项国家标准，研制了冰晶石、氟化铝、氟化钠、氟化镁、铝 用电解质等国家标准样品 组建了无机氟化工行业第一家国家认可实验室 主导产品冰晶石、无水氟化铝是国家重点新产品 冰晶石产销量、出口量连续9年居全国第一位 无水氟化铝产销量、出口量连续3年居全国第一位 六氟磷酸锂中试成功，迈出了进军新能源产业的重要一步
较，分析其在电解铝使用过程中对能源消耗、污染排放、产品质
量方面的影响。
目 录
1
氟化铝产品分类及生产工艺
2 3
电解铝生产对氟化铝性质要求 三种氟化铝对电解铝生产影响
1.1 氟化铝产品分类
目前，国内外各种氟化铝产品根据生产工艺的不同可分为三种： 湿法氟化铝、干法氟化铝和无水氟化铝
产品 湿法氟化铝 干法氟化铝 原料 30%氢氟酸 88~90%氢氟酸气体 特点 杂质高、流动性差 流动性好、杂质含量优于湿 法 流动性最好、杂质含量极低
副反应方程式
3H2SO4 ＋ 2Al(OH)3 Al2(SO4) 3 ＋6H2O Al2(SO3) 3 ＋6H2O 2AlF3 ＋ SiO2 ＋ 3H2O
3H2SO3 ＋ 2Al(OH)3
H2SiF6 ＋ 2Al(OH)3 3H3PO4 ＋ 2Al(OH)3
Al2(PO4) 3 ＋6H2O
1.22 干法氟化铝
主反应方程式
副反应方程式
1.23 无水氟化铝
主反应方程式
副反应方程式
1.24 结论
从以上论述可以看出，无水氟化铝拥有比前两种工艺更 低的杂质含量、更低的水分含量、更高的松装密度更好的 流动性
目 录
1
氟化铝产品分类及生产工艺
2 3
电解铝生产对氟化铝性质要求 三种氟化铝对电解铝生产影响
2 电解铝生产对氟化铝的性质要求
≥
1.50 90.5% 0.30%
SO42Fe2O3 SiO2
P2O5 ≤
0.08% 0.03% 0.02%
0.004%
0.30% 0.04% 0.25%
0.03%
1.00% 0.08% 0.30%
0.04%
目 录
1
氟化铝产品分类及生产工艺
2 3
电解铝生产对氟化铝性质要求 三种氟化铝对电解铝生产影响
五氧化二磷P2O5 （%）
≤ ≥
（g/cm³）
由上表可见：三种氟化铝主含量不同，由此可算出在电解生产中无水氟化铝中氟化铝含量为 用干法和湿法生产的氟化铝量的1.006 和1.059 倍 “烧减量”是氟化铝中水分含量的表示，氟化铝中的水分会导致氟化铝水解。在铝电解过程 中因为三种氟化铝的烧减量的不同，产生的水解量损失也不同，因此仅仅考虑含水影响，经 计算干法和湿法生产的氟化铝消耗并分别为无水氟化铝的1.002和1.055 倍
3.1 氟化铝消耗
组
氟化铝AlF3 二氧化硅SiO2 硫酸盐SO4 烧减量 松装密度
成
（%） （%） （%） （%）
无水氟化铝
干法氟化铝
90.0 0.25 0.03 0.30 0.50 1.30
湿法氟化铝
85.5 0.30 0.04 1.00 5.50 0.70
≥
90.5 0.02 0.004 0.08 0.30 1.50