專利名稱：：大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋁電解助熔劑，特別是涉及一種大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法。二
背景技術(shù)：
：人造冰晶石主要用于電解鋁工業(yè)，作為煉鋁的助熔劑。傳統(tǒng)的人造冰晶石濕法生產(chǎn)工藝主要有氫氧化鋁-氫氟酸-純堿法、氟硅酸鈉-氫氧化鋁-純堿法、氟化銨-鋁酸鈉法和鋁酸鈉-氫氟酸-燒堿法等，這些方法合成的冰晶石粒徑D50一般在15^m左右，濾餅含水率一般在30~35%;因為粒徑小、偏細，所以飛揚損失大，過濾時分離效率低；另外濾餅含水率高，用于烘干時所需熱能大，生產(chǎn)成本較高。中國發(fā)明專利公開的冰晶石合成的文件有利用生產(chǎn)分子篩的副產(chǎn)物制備冰晶石的方法(公開號1085523)，用高嶺土生產(chǎn)氟化鋁和冰晶石的方法(公開號1116609)，高分子比冰晶石的制造方法(公開號1117944)，氟硅酸鈉鋁酸鈉法生產(chǎn)高分子比冰晶石(公開號1225897),氟硅酸鈉一步法生產(chǎn)高分子比冰晶石(公開號1300879)。這些方法都歸屬氟化氫法和氟硅酸法兩大類，都是在強酸性環(huán)境里生成的，且產(chǎn)品為粉末狀，易形成粉末飛揚，造成環(huán)境污染；濾餅含水率偏高，用于烘干所需熱能大，生產(chǎn)成本較高。申請?zhí)枮?3124693.1、公開號為1483674的專利申請公開了一種顆粒狀冰晶石晶體的合成方法，該方法以凝膠為介質(zhì)，通過鈉、鋁、氟離子在凝膠中擴散、接觸而生成冰晶石。該方法生產(chǎn)的冰晶石顆粒較大，但由于采用凝膠為介質(zhì)，工藝相對復(fù)雜。如何在溫和環(huán)境下得到大顆粒狀的冰晶石，以減少粉末飛揚和經(jīng)濟損失，減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本，是尚待解決的問題。三
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出了一種方法簡單、易于操作、且飛揚損失少、生產(chǎn)成本低的大粒徑冰晶石生產(chǎn)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的方法是以拜耳法精液、氫氟酸和燒堿為原料合成冰晶石，其反應(yīng)方程式為Na20.A1203+4NaOH+12HF—2Na3AlF6i+8H20具體生產(chǎn)方法包括以下步驟，(1)以拜耳法精液、燒堿和氫氟酸為原料，原料摩爾配比為Al:Na:F=l:1.8~3:56;(2)生產(chǎn)時向溫度為9095。C的拜耳法精液中加入燒堿，攪拌，混勻得復(fù)合液；(3)將所述的復(fù)合液和氫氟酸逐步加入生產(chǎn)槽，邊加料邊攪拌，控制加料速度使反應(yīng)溫度保持在8595"C之間、反應(yīng)液pHS2;加料完畢后終止反應(yīng)，再陳化20~30min;(4)將陳化后的冰晶石料漿過濾得濾餅和濾液，然后將濾餅在150~300°C條件下干燥至含水率0.2%以下，即得冰晶石產(chǎn)品。所述拜耳法精液苛性比ctk-1.52.0，其中含八1203=140~150g/L、SiO2<0.6g/L、Fe2O3<0.03g/L;所述的燒堿質(zhì)量百分比三96%。所述的氫氟酸質(zhì)量百分比為25~32%，其中H2SiF6的質(zhì)量百分比〈0.3。/。。所述的過濾采用平盤過濾、壓濾或離子過濾；所述的干燥采用氣流閃蒸干燥或回轉(zhuǎn)窯加熱干燥，干燥溫度為150~300°C。將所述濾液返回氟化氫吸收系統(tǒng)，循環(huán)使用。本發(fā)明的有益效果(1)本發(fā)明方法為濕法生產(chǎn)，反應(yīng)在常溫常壓下進行，工藝簡單，易于操作和控制，熱源來自反應(yīng)熱，無需增加加熱設(shè)備，通過需調(diào)整反應(yīng)溫度、pH及陳化時間等參數(shù)，產(chǎn)品D50粒徑比傳統(tǒng)方法增大10pm以上，D50粒徑可達263(Hun;產(chǎn)品中NaF與A1F3的分子比可調(diào)，可調(diào)整為1.7~2.9，更能滿足電解鋁行業(yè)發(fā)展的需要。(2)本發(fā)明方法生產(chǎn)的產(chǎn)品流動性好，飛揚損失少；易過濾，濾餅含水率為15~20%，含水率較低，可以節(jié)省大量烘干費用，節(jié)約生產(chǎn)成本；濾液返回氟化氫吸收系統(tǒng)循環(huán)利用；冰晶石成品收率在95%以上；該產(chǎn)品符合國家標準，參見表一、表二。(3)本發(fā)明的方法污染少，不需三廢處理，有利于環(huán)保。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注表一、表二中灼減的條件為550°C、30min，表一中D50的單位為pm。對比可見，本發(fā)明的大粒徑冰晶石產(chǎn)品質(zhì)量達到GB/T4291-2007標準。四圖l:大粒徑冰晶石的生產(chǎn)工藝流程圖五具體實施例方式實施例一大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，參見附圖l，包括以下步驟，(1)原料及用量以拜耳法精液、燒堿和氫氟酸為原料，原料摩爾配比為Al:Na:F=l:3:6;即Al3+:Na+:F=l:3:6;要求拜耳法精液苛性比0^=1.5~2.0，其中含Al203140150g/L、SiO2<0.6g/L、Fe2O3<0.03g/L;燒堿中NaOH的質(zhì)量百分比^96%;氫氟酸是由HF經(jīng)水吸收而成的，其中HF質(zhì)量百分比為2532%，其中H2SiF6的質(zhì)量百分比<0.3%。(2)復(fù)合液配制合成時向溫度為90'C的拜耳法精液中加入燒堿，攪拌，混勻得復(fù)合液；(3)冰晶石合成將復(fù)合液和氫氟酸在攪拌下按比例逐步加入合成槽，加料過程中控制加料速度，使反應(yīng)溫度在卯95'C之間、反應(yīng)液pH^2;加料完畢后終止反應(yīng)，再陳化20min;(4)將陳化后的冰晶石料槳用平盤過濾機過濾，得濾餅和濾液，濾餅含水率為15%;然后將濾餅在280"C條件下，氣流閃蒸干燥至含水率0.2%(質(zhì)量比)，即得冰晶石成品；濾液返回氫氟酸吸收槽，作為氟化氫的吸收液，循環(huán)使用。冰晶石成品收率為98.5%。實施例二大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，同實施例一相同之處不再重述，不同之處在于，(1)原料及用量以拜耳法精液、燒堿和氫氟酸為原料，原料摩爾配比為Al:Na:F=l:3:5;(2)復(fù)合液配制合成時向溫度為95"C的拜耳法精液中加入燒堿，攪拌，混勻得復(fù)合液；(3)冰晶石合成在合成槽中加入部分循環(huán)濾液，加入量以濾液量達到攪拌軸的高度，在不斷攪拌下，將復(fù)合液和氫氟酸由計量槽同時按比例逐步加入合成槽中，控制加料速度，使反應(yīng)溫度在859(TC之間；反應(yīng)終點pHS3，陳化30分鐘；(4)將陳化后的冰晶石料漿壓濾，得濾餅和濾液，濾餅含水率為20%;然后將濾餅在30(TC條件下，回轉(zhuǎn)窯直接加熱干燥至含水率為0.2%(質(zhì)量比)，即得冰晶石成品。冰晶石成品收率為95.7%。實施例三大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，同實施例一相同之處不再重述，不同之處在于，(1)原料及用量以拜耳法精液、燒堿和氫氟酸為原料，原料摩爾配比為Al:Na:F=l:2:6;(2)復(fù)合液配制合成時向溫度為卯"C的拜耳法精液中加入燒堿，攪拌，混勻得復(fù)合液；(3)冰晶石合成將復(fù)合液和氫氟酸在攪拌下按比例逐步加入合成槽，反應(yīng)溫度為889(TC;陳化25分鐘；(4)將陳化后的冰晶石料漿壓濾，得濾餅和濾液，濾餅含水率為16%;然后將濾餅在16(TC條件下，回轉(zhuǎn)窯直接加熱干燥至含水率為0.19%(質(zhì)量比)，即得冰晶石成品。冰晶石成品收率為96.8%。實施例四大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，同實施例一相同之處不再重述，不同之處在于，(1)原料及用量以拜耳法精液、燒堿和氫氟酸為原料，原料摩爾配比為Al:Na:F=l:2.5:5;(2)復(fù)合液配制合成時向溫度為9rc的拜耳法精液中加入燒堿，攪拌，混勻得復(fù)合液；(3)冰晶石合成將復(fù)合液和氫氟酸在攪拌下按比例逐步加入合成槽，反應(yīng)溫度為9094'C;反應(yīng)終點pHS3，陳化28分鐘；(4)將陳化后的冰晶石料漿壓濾得濾餅和濾液，濾餅含水率為18%;然后將濾餅在28(TC條件下，回轉(zhuǎn)窯直接加熱干燥至含水率在0.19%(質(zhì)量比)，即得冰晶石成品。冰晶石成品收率為97.3%。實施例五大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，同實施例一相同之處不再重述，不同之處在于，(1)原料及用量以拜耳法精液、燒堿和氫氟酸為原料，原料摩爾配比為Al:Na:F=l:1.8:5;(2)復(fù)合液配制合成時向溫度為93'C的拜耳法精液中加入燒堿，攪拌，混勻得復(fù)合液；(3)冰晶石合成將復(fù)合液和氫氟酸在攪拌下按比例逐步加入合成槽，反應(yīng)溫度為8689"C;反應(yīng)終點pHS3，陳化22分鐘；(4)將陳化后的冰晶石料漿壓濾，得濾餅和濾液，濾餅含水率為17%;然后將濾餅在260'C條件下，回轉(zhuǎn)窯直接加熱干燥至含水率為0.19%(質(zhì)量比)，即得冰晶石成品。冰晶石成品收率為95.4%。實施例六大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，同實施例一相同之處不再重述，不同之處在于，(1)原料及用量以拜耳法精液、燒堿和氫氟酸為原料，原料摩爾配比為Al:Na:F=l:2.2:6;(2)復(fù)合液配制合成時向溫度為9(TC的拜耳法精液中加入燒堿，攪拌，混勻得復(fù)合液；(3)冰晶石合成將復(fù)合液和氫氟酸在攪拌下按比例逐步加入合成槽，反應(yīng)溫度為卯95。C;反應(yīng)終點pHS3，陳化23分鐘；(4)將陳化后的冰晶石料漿壓濾，得濾餅和濾液，濾餅含水率為16%;然后將濾餅在20(TC條件下，回轉(zhuǎn)窯直接加熱干燥至含水率在0.2%(質(zhì)量比)以下，即得冰晶石成品。冰晶石成品收率為97.4%。權(quán)利要求1.一種大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟，(1)以拜耳法精液、燒堿和氫氟酸為原料，原料摩爾配比為Al∶Na∶F＝1∶1.8～3∶5～6；(2)生產(chǎn)時向溫度為90～95℃的拜耳法精液中加入燒堿，攪拌，混勻得復(fù)合液；(3)將所述的復(fù)合液和氫氟酸逐步加入生產(chǎn)槽，邊加料邊攪拌，控制加料速度使反應(yīng)溫度保持在85～95℃之間、反應(yīng)液pH≤2；加料完畢后終止反應(yīng)，再陳化20～30min；(4)將陳化后的冰晶石料漿過濾得濾餅和濾液，然后將濾餅在150～300℃條件下干燥至含水率0.2％以下，即得冰晶石產(chǎn)品。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，其特征在于所述拜耳法精液苛性比oik-1.52.0，其中含Al2O3=140~150g/L、SiO2<0.6g/L、Fe203<0.03g/L。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的燒堿質(zhì)量百分比》96%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的氫氟酸質(zhì)量百分比為25~32%，其中H2SiF6的質(zhì)量百分比<0.3%。5、根據(jù)權(quán)利要求14任一項所述的大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的過濾采用平盤過濾、壓濾或離子過濾；所述的干燥采用氣流閃蒸干燥或回轉(zhuǎn)窯加熱干燥，干燥溫度為150~300°C。6、根據(jù)權(quán)利要求14任一項所述的大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法，其特征在于將所述濾液返回氟化氫吸收系統(tǒng)，循環(huán)使用。全文摘要本發(fā)明公開了一種大粒徑冰晶石的生產(chǎn)方法。以拜耳法精液、燒堿和氫氟酸為原料，原料摩爾配比為Al∶Na∶F＝1∶1.8～3∶5～6；合成時向溫度為90～95℃的拜耳法精液中加入燒堿，混勻得復(fù)合液；將復(fù)合液和氫氟酸逐步加入合成槽，邊加料邊攪拌，反應(yīng)溫度保持在85～95℃之間、反應(yīng)液pH≤2；加料完畢后再陳化20～30min；料漿過濾，將濾餅干燥至含水率0.2％以下，即得冰晶石產(chǎn)品。本發(fā)明為濕法生產(chǎn)，反應(yīng)在常溫常壓下進行，工藝簡單，易于操作和控制，熱源來自反應(yīng)熱，無需增加加熱設(shè)備，通過需調(diào)整反應(yīng)溫度、pH及陳化時間等參數(shù)，產(chǎn)品D50粒徑比傳統(tǒng)方法增大10μm以上，D50粒徑可達26～30μm；產(chǎn)品中NaF與AlF₃的分子比可調(diào)，更能滿足電解鋁行業(yè)的需要。文檔編號C01F7/54GK101264917SQ200810049608公開日2008年9月17日申請日期2008年4月23日優(yōu)先權(quán)日2008年4月23日發(fā)明者史智慧,廖學(xué)建,李民菁,李淮顏,李高軍,王志勇申請人:河南未來鋁業(yè)(集團)有限公司