专利名称：一种高分子比冰晶石的固相合成法的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种高分子比冰晶石氟铝酸钠的固相合成法，属于无机盐制备技术领域。
背景技术：
冰晶石是许多金属以及难熔无机非金属的熔剂或助溶剂，可以用于药芯焊丝、钢铁及其合金以及有色金属的冶炼以及大量应用于电解铝的生产；在耐摩产品制造工业中，可用作橡胶、砂轮等的耐磨添加剂，可以有效提高砂轮的耐磨、切削力，延长砂轮使用寿命 和存储时间；在硅酸盐工业中，冰晶石可以做为抗反射涂层，用于制造玻璃的遮光剂；搪瓷工业中可以做为搪瓷的乳白剂，农业上可用作杀虫剂，铸造上的脱氧剂以及链烯烃聚合的催化剂等等。冰晶石按其氟化钠与氟化铝的分子之比，可分为高分子比冰晶石和低分子比冰晶
O作为电解炼铝用助熔剂，冰晶石中氟化钠与氟化铝的分子之比以高为好，氧化硅、氧化铁及五氧化二磷等杂质含量应低，灼烧减量越低越好。目前，冰晶石的生产工艺有几种，有传统的纯碱氟铝酸法，有磷肥副产法，也有氟铝酸铵-纯碱液相法，多数为液相的方法，反应工艺复杂、操作繁琐、产品质量，特别是氟化钠与氟化铝的分子之比以及灼烧减量相对较差且不稳定，投资相对较大。
发明内容
本发明提供了一种高分子比冰晶石氟铝酸钠的固相合成法，是将钠源、氟源与铝源按照一定的比例添加，并加入助磨剂与增强剂，充分混合，通过高温焙烧获得灼烧减量低的冰晶石广品。钠源采用碳酸钠，氟源是氟化铝，或氟化铝与氟化铵的组合，铝源采用氟化铝。助磨剂为广义的，且主要为粉状的表面活性剂，掺量为原料总量的100 O. 007 O. 07 ;增强剂主要为长碳链的脂肪酸或其盐类、淀粉、活性炭以及水或它们的组合，有的增强剂可以充当助磨剂，除水外，掺量为原料总量的I : O. 01 O. 09;水的加入量为原料总量的 I : O. 0001 O. 0009。将钠源与氟化铝按I : I. 33摩尔分数混合，高温焙烧得到冰晶石为主，部分氧化铝的混合产物。钠源与氟化铝、氟化铵按I : 0.67 : 2摩尔分数混合，高温焙烧得到冰晶石产品。若是采用碳酸钠与氟化铝为原料，高温焙烧于700 1000°C焙烧I 5小时；若是采用碳酸钠、氟化铝与氟化铵为原料，则先于300 900°C焙烧I 5小时，再继续升温至900 1000°C焙烧I 5小时。上述得到的混合产物，或根据此混合产物中氧化铝的量，按氧化铝与氟化铵、碳酸钠I : 12 : 3摩尔分数加入氟化铵、碳酸钠，充分混合，再置于300 900°C焙烧I 5小时得到冰晶石。上述得到的混合产物，或根据此混合产物中氧化铝的量，按氧化铝与氟化铵I 12摩尔分数加入氟化铵，充分混合，再置于300 900°C焙烧I 5小时，取出冷却后再按氧化铝与碳酸钠I : 3摩尔分数加入碳酸钠，充分混合，再于300 900°C焙烧I 5小时得到冰晶石。
图I、碳酸钠与氟化铝按I : I. 33摩尔分数混合，高温焙烧所得混合产物的XRD。图2、碳酸钠与氟化铝、氟化铵按I : 0.67 : 2摩尔分数混合，高温焙烧所得产品的 XRD。
具体实施方案实施例I按I : I. 33摩尔分数分别计算并称取碳酸钠与氟化铝于装有磨介的球磨罐中，再按两种原料与助磨剂或增强剂I : O. 03质量分数分别加入十二烷基硫酸钠以及硬脂酸，球磨2小时；将充分混合后的原料放入到盒钵中，进入高温炉焙烧，800°C保温时间3小时，到时取出冷却，得到冰晶石与氧化铝的混合产物(XRD图谱见附图I)。实施例2按I : 0.67 : 2摩尔分数分别计算并称取碳酸钠与氟化铝、氟化铵于装有磨介的球磨罐中，再按三种主要原料与增强剂硬脂酸和水I : 0.03、1 O. 0003质量分数分别加入硬脂酸和水，球磨2小时；将充分混合后的原料放入到盒钵中，进入高温炉焙烧；350°C焙烧I小时，随后升温至750°C，再保温时间2小时，随炉降温，取出冷却，得到冰晶石产品(XRD图谱见附图2)。
实施例3按I : I. 33摩尔分数分别计算并称取碳酸钠与氟化铝于装有磨介的球磨罐中，再按两种原料与增强剂I : O. 03质量分数加入硬脂酸，球磨2小时；将充分混合后的原料放入到盒钵中，高温焙烧，800°C保温时间2小时，到时取出冷却，简单破碎并置于装有磨介的球磨罐中；根据此混合产物中氧化铝的量，按氧化铝与氟化铵、碳酸钠I : 12 3摩尔分数计算并加入氟化铵、碳酸钠，充分混合，于350°C焙烧2小时，随炉降温，得到冰晶石产品。实施例4按I : I. 33摩尔分数分别计算并称取碳酸钠与氟化铝于装有磨介的球磨罐中，再按两种原料与增强剂硬脂酸和水I : O. 03、I O. 0005质量分数分别加入硬脂酸和水，球磨2小时；将充分混合后的原料放入到盒钵中，高温焙烧，750°C保温时间2小时，到时取出冷却，简单破碎并置于装有磨介的球磨罐中；根据此混合产物中氧化铝的量，按氧化铝与氟化铵I : 12摩尔分数计算并加入氟化铵，充分混合，于350°C焙烧I小时，到时取出冷却，简单破碎并置于装有磨介的球磨罐中；再按氧化铝与碳酸钠I : 3摩尔分数计算并加入碳酸钠，充分混合，再于350°C焙烧2小时得到冰晶石产品。
权利要求
1.一种高分子比冰晶石氟铝酸钠的固相合成法，其特征是将钠源、氟源与铝源按照一定的比例添加，并加入助磨剂与增强剂，充分混合，通过高温焙烧获得灼烧减量低的冰晶石产品O
2.根据权利要求I所述的方法，其特征是钠源采用碳酸钠；氟源是氟化铝，或氟化铝与氟化铵的组合；铝源采用氟化铝。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征是将钠源与氟化铝按I: I. 33摩尔分数混合，高温焙烧得到冰晶石为主，部分氧化铝的混合产物。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征是钠源与氟化铝、氟化铵按I: 0.67 : 2摩尔分数混合，高温焙烧得到冰晶石产品。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征是助磨剂为广义的，且主要为粉状的表面活性剂，掺量为原料总量的I : 0.007 0.07;增强剂主要为长碳链的脂肪酸或其盐类、淀粉、活性炭以及水或它们的组合，有的增强剂可以充当助磨剂，除水外，掺量为原料总量的I 0. 01 0. 09 ;水的加入量为原料总量的I 0. 0001 0. 0009。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征是高温焙烧根据权利要求3，于700 1000°C焙烧I 5小时；根据权利要求4，先于300 900°C焙烧I 5小时，再继续升温至900 1000。。焙烧I 5小时。
7.根据权利要求I所述的方法，其特征是根据权利要求3所述得到的混合产物中氧化铝的量，按氧化铝与氟化铵、碳酸钠I : 12 3摩尔分数，向混合产物中加入氟化铵、碳酸钠，再充分混合，并于300 900°C再焙烧I 5小时就可得到冰晶石。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征是根据权利要求3所述得到的混合产物中氧化铝的量，按氧化铝与氟化铵I : 12摩尔分数，向混合产物中加入氟化铵，充分混合，再置于300 900°C焙烧I 5小时，取出冷却后再按氧化铝与碳酸钠I : 3摩尔分数加入碳酸钠，充分混合，再于300 900°C焙烧I 5小时得到冰晶石。
全文摘要
本发明涉及的是一种高分子比冰晶石氟铝酸钠的固相合成法，将钠源、氟源与铝源按照一定的比例添加，并加入助磨剂与增强剂，充分混合，通过高温焙烧获得灼烧减量低的冰晶石产品。该方法克服了液相法生产冰晶石操作复杂，产品质量相对较差且不稳定，投资较大的缺陷。
文档编号C01F7/54GK102674421SQ201210189430
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月11日 优先权日2012年6月11日
发明者刘欢, 刘瑛, 商少明, 孙芳, 孙雪婷, 陈新 申请人:江南大学