[发明专利]一种氟化铝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氟化铝的制备方法，尤其涉及一种以氟硅酸钠及氢氧化铝为原料制备氟化铝的方法。

背景技术

氟化铝在电解铝生产中作为助剂，用于降低电解质的熔点、提高电解质的导电率。其传统生产工艺为氢氟酸——干法工艺以及氢氟酸——湿法工艺。氢氟酸——干法工艺的原料为氟化氢和氢氧化铝，其生产工艺为包括对氢氧化铝进行预处理除去结晶水，然后以粉状氢氧化铝与氟化氢气体在500-600℃的温度下充分混合反应，在反应器底部生成三氟化铝，将三氟化铝送入转鼓冷却得成品；氢氟酸——湿法工艺的原料为氢氟酸和氢氧化铝，生产工艺为氢氟酸和氢氧化铝料浆反应、结晶，得三水氟化铝，再经干燥脱水，制得氟化铝产品。上述两种生产工艺原料价格高，生产成本高，且生产工艺较为复杂。

发明内容

针对上述问题，本发明目的在于提供一种氟化铝的制备方法，以大大降低生产成本，简单生产工艺。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种氟化铝的制备方法，以氟硅酸钠、氢氧化铝为原料，具体包括以下步骤：

(1)将氟硅酸钠在300～800℃的温度下分解1～5小时，生成氟化钠固体和四氟化硅气体；

(2)将四氟化硅气体用水吸收并水解，过滤制得氟硅酸溶液去制氟硅酸钠，二氧化硅固体洗涤、干燥得到白炭黑；

(3)将氟硅酸溶液和硫酸钠固体反应10～60分钟，反应结束后，过滤得到氟硅酸钠固体返回去进行分解反应，硫酸废液处理排放；

(4)将步骤(1)生成的氟化钠固体和98％以上的硫酸在150-3000℃的温度下反应2-5小时，产生的气体经冷凝精馏得到无水氢氟酸，生成的硫酸钠固体返回制氟硅酸钠；

(5)无水氢氟酸升温气化后与氢氧化铝固体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℃，反应生成了固体产品氟化铝。

所述的氟硅酸溶液的浓度为10-40％。

本发明的反应式为：

Na₂SiF₆→2NaF+SiF₄↑

3SiF₄+2H₂O→2H₂SiF₆+SiO₂↓

H₂SiF₆+Na₂SO₄→Na₂SiF₆+H₂SO₄

2NaF+H₂SO₄→2HF↑+Na₂SO₄

3HF-Al(OH)₃＝AlF₃+3H₂O

本发明以氟硅酸钠为原料代替氟化氢，氟硅酸钠是磷肥生产过程的副产有害废物，用途很少，对其环境保护造成严重影响，而本发明正是利用氟硅酸钠为原料来制备氟化铝的，氟硅酸钠的利用大大缓解了其对周围环境的影响，并且由于氟硅酸钠成本低，原料易得，从而大大降低了氟化铝的生产成本。另外，本发明反应过程中的产品可以循环利用，在一定程度上大大降低了生产成本，本发明具有很好的社会价值和经济价值，易于推广应用。

利用本发明的方法所生产的氟化铝产品质量分析结果