专利名称：氢氟酸、铝酸钠法生产冰晶石的制作方法
技术领域：
本发明是一种生产冰晶石的新方法——氢氟酸、铝酸钠法，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)
该生产工艺的不足之处是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，原料价格贵、成本高。
针对上述问题，本发明提出了一种铝酸钠、工业盐代替氢氧化铝和纯碱为原料生产冰晶石的新方法-氢氟酸、铝酸钠法。该法生产易于控制，三废污染较轻，不仅成本降低，而且冰晶石质量高，冰晶石分子比在1.8-2.9之间可调，适应了铝电解行业发展的需要。
本发明的方法以铝酸钠溶液、工业盐和氢氟酸为原料合成冰晶石(氟铝酸钠)其反应式如下(n=1.8-2.0)其生产工艺方法如下先将工业盐加热配成一定浓度溶液，在常温常压下，铝酸钠溶液、工业盐溶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，干燥制得冰晶石成品。
原料铝酸钠溶液Al2O3含量≥160g/L,ακ=1.8-2.0其中SiO2＜0.3g/L,Fe2O3＜0.03g/L。工业盐为海盐或食用盐，氢氟酸的含量(重量百分比)为20-25％，其中H2SiF6含量小于0.2％。
氯化钠溶液在常温常压下配制，浓度(NaCl含量)290-300g/L。
冰晶石合成反应在常温常压下进行，其原料为铝酸钠溶液，氯化钠溶液和氢氟酸，其投料比为Al∶Na∶F=1∶3∶6(分子比)，铝酸钠溶液、工业盐溶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，也可连续进行。料浆可采用真空过滤，也可采用压滤或离心过滤。然后滤饼在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，得冰晶石成品。成品经化验，其质量标准如下
由此可见，产品质量达到国标特级标准。
图一为氢氟酸——铝酸钠法生产冰晶石的工艺流程图。
氟氟酸铝酸钠法生产冰晶石，其特点在于生产成本低。
其成本比传统氟铝酸法低15％左右，经济效益显著。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。本法工艺简单，反应平稳，整个生产工艺过程可在常温条件下操作。有利于劳动条件的改善和设备的防腐。本法生产的冰晶石质量很好，有利于铝电解行业的节能降耗及提高原铝的品质，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)氯化钠溶液的配制用工业盐加水配制成氯化钠含量为290-300g/l的氯化钠溶液。
(2)冰晶石合成在合成槽中加入部分循环母液，在常温常压不断搅拌下，将铝酸钠溶液、氯化钠溶液和氢氟酸由计量槽同时加入合成槽中，加料速度保持AL∶Na∶F=1∶3∶6(分子比)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。
(3)冰晶石料浆用真空过滤，滤饼用清水洗涤2-3次，滤饼的含水量在30％以下。
(4)滤饼在150-300摄氏度下，用回转窑干燥至含水量在1％以下，即得冰晶石成品。
权利要求
1.一种生产冰晶石的新方法-氢氟酸、铝酸钠法。冰晶石的化学名称为氟铝酸钠，分子式为Na3AlF6，其特征在于(1)原料为铝酸钠、工业盐和氢氟酸；(2)在常温常压下，加水使工业盐溶解，配成氯化钠溶液；(3)在常温常压下，铝酸钠、氯化钠溶液与氢氟酸反应生成冰晶石，制得冰晶石料浆；(4)然后将冰晶石料浆过滤，干燥得冰晶石成品。
2.根据权利要求1所述的氢氟酸、铝酸钠法，其特征在于铝酸钠溶液，Al2O3≥160g/L,ακ=1.8-2.0,SiO2＜0.3g/L,Fe2O3＜0.03g/L。
3.根据权利要求1，所述的氢氟酸、铝酸钠法，其特征在于为了调整冰晶石的分子比所加的氯化钠溶液的浓度为290-300g/L。
4.根据权利要求1所述的氢氟酸、铝酸钠法，其特征在于原料氢氟酸的含量(重量百分比)为20-25％，其H2SiF6的含量小于0.2％。
5.根据权利要求1所述的氢氟酸、铝酸钠法，其特征在于冰晶石合成反应中，原料铝酸钠溶液，氯化钠溶液，氢氟酸，其配比为Al∶Na∶F=1∶3∶6(分子比)，同时加料，可采取间断或连续合成。
6.根据权利要求1所述的氢氟酸、铝酸钠法，其特征在于冰晶石料浆的过滤可采取真空过滤、压滤及离心过滤。
7.根据权利要求1所述的氢氟酸、铝酸钠法，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。
全文摘要
本发明是一种生产冰晶石的新方法——氢氟酸、铝酸钠法,它以氢氟酸、铝酸钠和工业盐为原料,替代纯碱和氟铝酸。在常温常压下,氢氟酸、铝酸钠与工业盐反应生成冰晶石料浆,经过滤、干燥即得冰晶石成品。本法反应平稳,操作简单,所得冰晶石质量稳定,能达到国标特级要求,冰晶石分子比在1.8—2.9之间可调。
文档编号C01F7/00GK1231990SQ9910191
公开日1999年10月20日 申请日期1999年1月28日 优先权日1999年1月28日
发明者李世江, 王富喜, 杨华春, 侯红军, 杨洪亮, 李海生, 刘顺兴, 张富山 申请人:李世江