[发明专利]一种生产冰晶石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产冰晶石的方法，尤其涉及一种以电解铝行业的含氟废渣为原料生产冰晶石的方法。

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；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。常呈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。

天然冰晶石矿储量很少，目前使用的冰晶石大都是人工合成的。目前，冰晶石生产方法主要有粘土盐卤法，氟铝酸纯碱法，氟硅酸钠法以及氢氟酸、铝酸钠法等。冰晶石中氟的来源主要由萤石和磷矿石提供，而萤石和磷矿石属于不可再生资源，尤其是萤石属于重要的战略资源，国家一直加强对萤石资源的控制。因此，积极寻找新的氟源，鼓励氟资源循环利用是国家大力支持的产业政策。电解铝是冰晶石最大用户，在生产过程中产生含氟废渣，约含30％的冰晶石，1％的氧化铝，1％氧化钙，其余为沥青炭粒、石墨碳素、碳化铝和硅铁氧化物等杂质。因其杂质含量过高，以往都是采用堆弃的方法，炭渣中含有30％冰晶石，冰晶石含有55％的氟，既对环境造成污染，又导致大量的氟被浪费掉。

发明内容

本发明目的在于提供一种生产冰晶石的方法，以实现对氟资源循环利用，降低冰晶石生产成本，缓解电解铝含氟废渣环境污染。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种生产冰晶石的方法，以电解铝行业含氟废渣为原料经破碎、浮选、酸浸、中和处理而得。

具体生产方法为：

(1)将含较多杂质的电解铝含氟废渣经破碎、研磨后，得到80-100目的细粉，将细粉加入浮选剂，经浮选除去杂质，得到半成品冰晶石；

(2)然后将半成品冰晶石和浓度为20-40％的氢氟酸按质量比1∶(0.5-1)的比例混合，在密封槽内30-50℃的温度下反应1-2小时；

(3)将氢氟酸和半成品冰晶石分离，得到半成品冰晶石软膏和废氢氟酸；

(4)然后将废氢氟酸加入氯化钠精制，得到精制氢氟酸和氟硅酸钠；

(5)脱硅后的氢氟酸和半成品冰晶石软膏混合成料浆，升温至80-90℃，密封反应1-2小时，然后加入纯碱中和至pH值为5，得到冰晶石料浆或冰晶石软膏，然后将冰晶石料浆脱去水分后即可得合格的冰晶石。

所述的步骤(4)制得的精制氢氟酸进入下一道工序，氟硅酸钠烘干后可作为产品出售。

所述的步骤(1)中的浮选剂优选油酸。

本发明的方法是利用电解铝自产废料炭渣或电解质，经粉碎、浮选、酸浸、中和等工序处理后成为可重新利用的冰晶石，实现了氟资源循环利用，节约了国家宝贵的萤石资源，也有利于电解铝降低自身消耗，缓解电解铝堆弃含氟废渣带来的环境污染，符合国家发展循环经济的产业政策。另外，反应过程中的沥青炭粒、石墨碳素等杂质经处理后可作为石墨块出售。使用本发明的方法降低了冰晶石生产成本，经济效益显著。本发明在生产过程中不产生新的三废，环保效益显著。采用本发明的方法生产的冰晶石分子比根据加酸量的不同可在2.2-3.0之间调节，获得不同分子比的冰晶石。本发明得到的再生冰晶石质量除氧化钙指标超标外，其余指标都可满足国标要求，氧化钙在冰晶石中主要以氟化钙形式存在，对电解铝并没有影响，反而是一种添加剂。下表为再生冰晶石质量分析：

冰晶石国家标准

本发明生产的冰晶石质量

综上所述，本发明具有很好的社会价值和经济价值，符合国家相关政策，具有极大推广价值。

具体实施方式

实施例1

本实施例的生产冰晶石的方法，包括以下步骤：

(1)将含较多杂质的电解铝含氟废渣经破碎、研磨后得到80目的细粉， 将80目的细粉加入浮选剂油酸，经浮选除去沥青炭粒、石墨碳素等杂质，得到半成品冰晶石；沥青炭粒、石墨碳素等杂质经处理后可作为石墨块出售；

(2)将半成品冰晶石和30％的氢氟酸按质量比1：0.5的比例混合，在密封槽内50℃的温度下反应2小时；

(3)将氢氟酸和半成品冰晶石分离，得到半成品冰晶石软膏和废氢氟酸；

(4)将废氢氟酸加入氯化钠精制，得到精制氢氟酸和氟硅酸钠，精氢氟酸进入下一道工序，氟硅酸钠烘干后可作为产品出售。