专利名称：：粘土盐卤法生产砂状冰晶石的制作方法
技术领域：
：本发明是一种生产砂状冰晶石的新方法-粘土盐卤法，冰晶石的化学名称为氟铝酸钠，其分子式为Na3AlF6。冰晶石有天然冰晶石和人造冰晶石，它是炼铝的助熔剂，世界上炼铝工业主要使用人造冰晶石。人造冰晶石的传统生产工艺为纯碱，氟铝酸法，反应式如下所得冰晶石料浆经过滤、干燥得冰晶石成品，该产品的国家质量标准见表(GB4291～84)<tablesid="table1"num="001"><tablealign="center">FALNaSiO2+Fe2O3SO4P2O5H2O等级不小于不大于特级一级二级5353531313133131310.250.400.500.81.21.50.020.050.050.50.81.3</table></tables>该生产工艺的不足之处是所用原料氢氧化铝和纯碱目前国内十分紧缺，致使不少生产厂由于缺乏原料而造成停产，合成氟铝酸反应剧烈，操作不易控制，容易发生冒罐伤人事故;由于整个生产过程在酸性条件下进行，且温度较高，对设备腐蚀严重，并有酸性废渣产生，污染环境;该法生产的冰晶石颗粒极细，对炼铝不利;原料价格贵，成本高。针对上述问题，本发明提出了一种用粘土和食盐替代紧缺的氢氧化铝和纯碱为原料生产砂状冰晶石的新方法-粘土盐卤法，该法生产易于控制，三废污染较轻，不仅成本降低，而且冰晶石质量提高。本发明的方法以粘土矿粉，食盐和氢氟酸为原料合成冰晶石(氟铝酸钠)其反应式如下其生产工艺方法如下先用盐酸配制浸取液，浸取液加热后加入粘土矿粉，浸取其中的铝，生成三氯化铝溶液，此溶液经沉降分离除去未反应物质，得三氯化铝溶液;在常温常压下将食盐加入三氯化铝溶液中制成三氯化铝和氯化钠的混合卤液;在常温常压下混合卤液与氢氟酸反应生成冰晶石(Na3ALF6)，得冰晶石料浆;然后将冰晶石料浆过滤，干燥制得砂状冰晶石成品。原料粘土矿粉可采用软质粘土或硬质粘土或铝矾土其AL2O3含量≥25%，细度为80目以上。食盐为海盐或食用盐或岩海·氢氟酸的含量(重量百分比)为10～25%，其中H2SiF6含量0.2～0.3%。浸取液包盐酸8～20%(重量百分比)，浸取温度为40℃～95℃，浸取时粘土矿粉的加入量根据盐酸的数量计，使粘土矿粉中的AL2O3量过量20～40%，此时AL2O3的浸取率为60～80%，采用AL2O3过量，使浸取后的溶液不带酸性，有利于设备的防腐和劳动条件的改善，同时粘土价比盐酸价低，可降低成本。三氯化铝和食盐混合卤液的制备按AL与Na的分子比为1∶3的比例配制，将食盐加入三氯化铝溶液中，待合成冰晶石用。冰晶石合成反应在常温常压下进行，其原料为混合卤液和氢氟酸，其投料配比为AL∶Na∶F＝1∶3∶6(分子比)，氢氟酸的规格为HF10～25%，H2SiF30.2～0.3%，混合卤液和氢氟酸同时加入合成槽中，边加边反应，得冰晶石料浆，合成反应以间断式进行，也可连续式进行。料浆可采用真空过滤，也可采用压滤或离心过滤。然后将滤饼在150～300℃温度下干燥，干燥可采用气流干燥，也可采用回转窑的直接加热干燥或间接加热干燥，得砂状冰晶石成品。成品质量经湖南省有色金属产品质量监督检验站化验，其质量指标如下</tables>由此可见，产品质量达国标一级品要求，而硫酸根(SO4)含量达特级品。质量优于目前国内用纯碱氟铝酸法生产的冰晶石，作为炼铝助熔剂，砂状冰晶石更优于粉状冰晶石。图1为粘土盐卤法生产砂状冰晶石工艺流程图。粘土盐卤法生产砂状冰晶石，其特点在于用粘土和食盐替代了紧缺原料氢氧化铝和纯碱，该原料不但价廉，而且随处可得。并可降低冰晶石的成本，其成本比传统的氟铝酸法降低20%左右，经济效益显，解决了原料供应问题，现有采用传统法生产冰晶石的厂家，均可改用本法，原有设备都可利用而不需增加投资，十分有利。本法工艺简单，反应平稳，整个生产工艺过程可在常压常温或不太高的温度条件下操作，有利于劳动条件的改善和设备的防腐。工艺过程中产生的母液可循环利用，排放量很少，减少污水处理量，对环境保护有利。本法生产的砂状冰晶石，是冰晶石结晶形态上的一个突破，目前现有工艺都无法生产出砂状冰晶石，本法解决了这个难题，而使用砂状冰晶石作助熔剂，有利于炼铝工艺改进，使原铝成本降低，并可改善劳动条件和环境条件，是铝冶炼中求之不得的。冰晶石在农业上可用作杀虫剂，硅酸盐工业中用于制造玻璃和搪瓷的乳白剂。实施例(1)浸取浸取液的配制用工业稀盐酸配成浓度(重量百分比)为10-18%的盐酸水溶液，浸取液加入槽中，加热至60-90℃，然后加入粘土粉，常压下搅拌反应拌1∶30～2∶30小时，浸取完毕，经特殊处理后，沉降分离除去未反应物质，得三氯化铝溶液。若厂内有氢氟酸生产工艺，则可将沉降的未反应物参入氟石膏中。(2)混合卤液的制备按Al与Na的分子比为1∶3的比例，计算食盐(NaCl)的加入量，在常温常压不断搅拌下将食盐加入三氯化铝溶液中，使盐溶解而制得混合卤液。(3)冰晶石合成在合成槽中先加入部分循环母液，在常温常压不断搅拌下，将混合卤液和氢氟酸由计量槽同时加入合成槽中，边加边反应，加料完毕，反应结束，得冰晶石料浆，合成以间断方式进行。(4)冰晶石料浆用真空过滤，滤饼用清水洗涤，滤液中有冰晶石合成反应所生成的盐酸，返回作浸取液循环使用，不需添加盐酸，滤瓶的含水量在25%以下。(5)滤饼在150℃～300℃温度下，用热风干燥至含水量在1%以下，即得砂状冰晶石成品。权利要求1.一种生产砂状冰晶石的新方法-粘土盐卤法，冰晶石的化学名称为氟铝酸钠，分子式为Na3AF6，其特征在于(1)原料为粘土矿粉、食盐和氢氟酸；(2)先用盐酸配制浸取液，加热后加入粘土矿粉，浸取其中的铝，生成三氯化铝溶液，沉降分离除去未反应物质；(3)在常温常压下，将食盐加入三氯化铝溶液中得混合卤液；(4)在常温常压下，混合卤液与氢氟酸反应生成冰晶石(Na3AlF6)，得冰晶石料浆；(5)然后将冰晶石料浆过滤，干燥得砂状冰晶石成品。2.根据权利要求1所述的粘土盐卤法，其特征在于粘土矿粉为软质粘土或硬质粘土或铝矾土，含Al2O3≥25%，细度为80目。3.根据权利要求1所述的粘土盐卤法，其特征在于浸取液中盐酸含量(重量百分比)为8～20%，浸取温度为40～95℃，粘土矿粉的加入量，根据盐酸的数量计，Al2O3量过量20～40%(重量百分比)。4.根据权利要求1所述的粘土盐卤法，其特征在于三氯化铝和食盐的混合溶液，其铝与钠的分子比为1∶3。5.根据权利要求1所述的粘土盐卤法，其特征在于冰晶石合成反应中，原料氢氟酸的含量(重量百分比)为10～25%，其H2SiF6的含量为0.2～0.3%，其配比为Al∶Na∶F＝1∶3∶6(分子比)，可采用间断或连续合成。6.根据权利要求1所述的粘土盐卤法，其特征在于冰晶石料浆的过滤可采用真空过滤或压滤或离心过滤。7.根据权利要求1所述的粘土盐卤法，其特征在于干燥温度为150℃～300℃，可采用气流干燥或回转窑直接加热干燥或回转间接加热干燥。8.根据权利要求1所述的粘土盐卤法，其特征在于冰晶石料浆过滤的滤液含有盐酸，返回作浸取液循环使用，不需添加盐酸。全文摘要本发明是一种生产砂状冰晶石的新方法——粘土盐卤法，它以粘土和食盐为原料替代纯碱和氟铝酸。它用稀盐酸溶液浸取粘土中的铝，生成三氯化铝溶液；在常温常压下，将食盐加入上述溶液得混合卤液；此混合卤液和氢氟酸在常温常压下反应生成冰晶石料浆；料浆经过滤、干燥即得砂状冰晶石成品。本法反应平稳，原料易得，其产品砂状冰晶石有利于炼铝工艺改进。文档编号C01F7/54GK1056091SQ9010545公开日1991年11月13日申请日期1990年4月28日优先权日1990年4月28日发明者唐仲友,旷昌平,李月秋,李映伟,匡兰秀申请人:唐仲友