[发明专利]一种制备冰晶石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备冰晶石的方法，尤其涉及一种以电解铝行业的碳渣和氟铝酸铵为原料制备冰晶石的方法。

背景技术

冰晶石是一种碱金属的氟铝酸盐，也称氟铝酸钠，其分子式为Na₃AlF₆，即为3NaF·AlF₃，天然冰晶石是单斜晶系的棱柱形结晶，无色，由于杂质的影响，常呈灰白色、淡黄色或淡红色，有时呈黑色，常表现为不可分割的致密块体，具有玻璃光泽，微溶于水，呈酸性反应，遇硫酸即分解。冰晶石做为一种化工产品，主要用于冶炼金属铝的助熔剂，还可作农作物的杀虫剂，搪瓷乳白剂，玻璃和搪瓷生产用的遮光剂和助熔剂，树脂橡胶的耐磨填充剂，还可用于铁合金和沸腾钢的生产。随着铝工业的迅猛发展，它的潜在市场份额逐步增加，对质量的要求也越来越高。

冰晶石的传统生产工艺为氟铝酸纯碱法，还有粘土盐卤法、氟硅酸钠法及氢氟酸、铝酸钠法等，这些方法均需占用一定的氟资源，生产成本较高，并且现行工艺都存在程度不同的环境污染问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种制备冰晶石的方法，以降低生产成本，节省资源。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种制备冰晶石的方法，其以铝厂碳渣和氟铝酸铵为原料在固相中反应。

所述的铝厂碳渣为电解铝行业的废渣，其中电解质含量在55—60％，碳含量在40—45％。

所述的氟铝酸铵为铝型材表面处理废渣。

具体生产方法为：

(1)从电解槽捞出碳渣，冷却后打碎，破碎到2—4mm，再磨到浮选最适宜粒度，即0.45—0.76mm；

(2)加入搅拌筒，搅拌筒内有浮选药剂，将磨好的碳渣与药剂在搅拌筒内充分搅拌；

(3)搅拌后送入浮选机，碳渣浮选的产品有两种，即含有少量碳的电解质和含有少量电解质的碳粉；

(4)产品精细处理

①含有5％左右碳的电解质：在用于铝电解生产以前，必须除去这5％碳，在马弗炉中500—600℃的温度下燃烧4—5小时，电解质中的碳和水分可基本除尽，剩余的电解质达到99％左右；

②电解质的成份为冰晶石94—96％，另含有4—6％的氧化铝，将电解质和氟铝酸铵磨成粉状，按质量比(3—5)：1的比例混合，经过400℃—600℃的高温煅烧，氧化铝和氟铝酸铵反应，即得冰晶石产品。

所述的浮选药剂优选油酸。

所述的固体电解质及氟铝酸铵的粒度均为100—300目。本发明的反应式为：

2(NH₄)₃AlF₆+Al₂O₃→4AlF₃+6NH₃↑+3H₂O

本发明的原料是采用电解铝厂大量的废渣——碳渣和铝型材行业废渣——氟铝酸铵为原料，开辟了氟盐生产原料的来源，减轻了对萤石的依赖，节省了大量的宝贵资源，成本低廉，大大降低了生产成本，并且也缓解了周围的环境污染问题。经碳渣浮选后的含有10％左右电解质的碳粉可经干燥后，在制造底糊时作为配料适量加入，供砌筑新槽用。电解铝厂所产生的大量的废渣——碳渣中电解质的成份为冰晶石和氧化铝，本发明的方法将其中的氧化铝转化为了氟化铝，冰晶石是氟化钠和氟化铝的复盐。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。

本工艺冰晶石质量对比表

电解质的成分分析

冰晶石的国家标准

具体实施方式

实施例1

本发明的制备方法为：

(1)从电解槽捞出铝厂碳渣，冷却后打碎，然后用对辊机破碎到3mm，再用球磨机磨到浮选最适宜粒度，即0.45-0.76mm；

(2)加入搅拌筒，内有浮选药剂，磨好的碳渣与药剂在搅拌筒内充分搅拌；

(3)搅拌后进入浮选机，碳渣浮选的产品有两种，即含有少量碳的电解质和含有少量电解质的碳粉，含有少量碳的电解质做进一步的精细处理制备冰晶石，含少量电解质的碳粉用做制备碳素等；

(4)产品精细处理

①含有5％左右碳的电解质：在用于铝电解生产以前，必须除去这5％碳，碳粉在500℃开始燃烧，到600℃可加速其燃烧，故要在马弗炉中600℃下燃烧4小时，电解质中的碳和水分可基本除尽，剩余的电解质达到99％左右；