[实用新型]一种制备无水氟化铝的装置

说明书

本实用新型涉及一种制备无水氟化铝的装置，包括进气装置、湿氢氧化铝计量进料装置、单层流化床反应器(301)、氟化铝气固分离器(302)、氧化铝反应器(303)、氧化铝气固分离器(304)、氢氧化铝干燥器(305)、氢氧化铝气固分离器(306)、氟化铝静态冷却器(501)和尾气处理装置；所述的进气装置包括空气加热器(101)、氟化氢汽化器(103)和氟化氢混合器(102)，所述空气加热器(101)和所述氟化氢汽化器(103)分别与所述氟化氢混合器(102)相连；所述的氟化氢混合器(102)与所述单层流化床反应器(301)相连。本实用新型制得的产品质量更好：含量高、杂质低、比重大、流动性好，能耗低。

技术领域

本实用新型涉及一种制备无水氟化铝的装置，属化工技术领域，更具体地说是一种以无水氟化氢和湿氢氧化铝为原料生产无水氟化铝的装置。

背景技术

氟化铝(AlF3)，白色晶体或粉末；相对密度2.882(25℃)，微溶于水、酸及碱溶液，不溶于大部分有机溶剂,在氢氟酸溶液中有较大的溶解度。无水氟化铝性质非常稳定；与液氨甚至与浓硫酸加热至发烟仍不起反应，与氢氧化钾共熔无变化，也不被氢气还原，加热不分解，但升华，升华温度1291℃。在300～400℃下,可被水蒸气部分水解为氟化氢和氧化铝。有毒。

氟化铝(AlF3)用途：主要用于电解铝行业(占总量的95％以上)，作为电解质的调整剂，用以降低熔点和提高电解质的电导率；也用于生产酒精时作发酵的抑止剂；用作陶瓷的外层釉彩和搪瓷釉的助熔剂、非铁金属的熔剂；在金属焊接中用于焊接液；用于制造光学透镜；还用作有机合成的催化剂及人造冰晶石的原料等。

氟化铝的生产工艺分为湿法工艺和干法工艺；干法工艺又分为“粗酸-干氢氧化铝工艺”和“精酸-湿氢氧化铝工艺”。

湿法工艺是沿用上世纪五十年代从前苏联引进的技术；以萤石和硫酸反应产生的有水氢氟酸或氟硅酸水溶液与氢氧化铝进行液固反应，生成含有三个结晶水的氟化铝后，再经高温脱水而制得；由于是在氢氟酸溶液里反应，所以称为“湿法工艺”。该工艺所生产的产品不仅纯度低、含水高、比重小、流动性差，而且工艺流程长、设备多、腐蚀严重、原料消耗高、能耗高，易导致下游产业铝电解环境污染严重，已被淘汰。2004年，湿法氟化铝工艺已被《国家产业结构调整指导目录》列入淘汰的工艺方法序列；2007年，在国家发展和改革委员会公告的第64号《铝行业准入条件》中规定：禁止湿法工艺生产铝用氟化盐。

粗酸-干氢氧化铝工艺，是源于瑞士BUSS公司的工艺。

上世纪70年代，瑞士布斯(BUSS)公司开发了干法生产氟化铝的生产工艺，即：萤石粉和硫酸在转炉反应后产出的AHF气体，经过除尘和硫酸洗涤后导入流化床反应器，已经烘干的(脱去表面水)氢氧化铝进入流化床，在高温下转变为氧化铝；AHF气体与氧化铝充分反应，生成氟化铝，经过冷却后即为成品。该工艺与湿法工艺比较，吨产品的能耗和物耗有所下降，生产环境得到极大改善；最主要的是产品质量有很大的提高，特别是水份含量大幅度下降，外型已成砂状，流动性较好。各项指标可控制在中国标准GB/T4292-2007中AF-1的范围内。但如果萤石粉质量不是很好(例如萤石粉中的二氧化硅含量SiO2≥1.2％)，这些二氧化硅在转炉中与氟化氢反应生成四氟化硅气体，并与氟化氢气体一起进入到氟化铝流化床反应器中，其中大约25％～50％的四氟化硅重新转变为二氧化硅，混在氟化铝中，造成氟化铝产品中二氧化硅含量超标；磷指标也因同样的原因可能超标。据采用上述工艺的多家工厂反映，其生产的氟化铝产品中二氧化硅含量达不到GB/T4292-2007中AF-0的要求(SiO2≤0.1％)，有时甚至连AF-1的指标也不能达到。

除了二氧化硅，萤石粉中其它的杂质成分也没有得到有效去除，使得氟化铝产品中的一些杂质，如五氧化二磷(P2O5)的含量也很高，特别是使用有些地区(例如中国北方)含磷量较高的萤石粉，氟化铝中的P2O5甚至会≥0.08％，对电解铝生产非常不利，使电解铝厂不能采用。