专利名称：：大粒径冰晶石的生产方法
技术领域：
：本发明涉及一种铝电解助熔剂，特别是涉及一种大粒径冰晶石的生产方法。二
背景技术：
：人造冰晶石主要用于电解铝工业，作为炼铝的助熔剂。传统的人造冰晶石湿法生产工艺主要有氢氧化铝-氢氟酸-纯碱法、氟硅酸钠-氢氧化铝-纯碱法、氟化铵-铝酸钠法和铝酸钠-氢氟酸-烧碱法等，这些方法合成的冰晶石粒径D50一般在15^m左右，滤饼含水率一般在30~35%;因为粒径小、偏细，所以飞扬损失大，过滤时分离效率低；另外滤饼含水率高，用于烘干时所需热能大，生产成本较高。中国发明专利公开的冰晶石合成的文件有利用生产分子筛的副产物制备冰晶石的方法(公开号1085523)，用高岭土生产氟化铝和冰晶石的方法(公开号1116609)，高分子比冰晶石的制造方法(公开号1117944)，氟硅酸钠铝酸钠法生产高分子比冰晶石(公开号1225897),氟硅酸钠一步法生产高分子比冰晶石(公开号1300879)。这些方法都归属氟化氢法和氟硅酸法两大类，都是在强酸性环境里生成的，且产品为粉末状，易形成粉末飞扬，造成环境污染；滤饼含水率偏高，用于烘干所需热能大，生产成本较高。申请号为03124693.1、公开号为1483674的专利申请公开了一种颗粒状冰晶石晶体的合成方法，该方法以凝胶为介质，通过钠、铝、氟离子在凝胶中扩散、接触而生成冰晶石。该方法生产的冰晶石颗粒较大，但由于采用凝胶为介质，工艺相对复杂。如何在温和环境下得到大颗粒状的冰晶石，以减少粉末飞扬和经济损失，减少环境污染，降低生产成本，是尚待解决的问题。三
发明内容本发明要解决的技术问题克服现有技术的缺点，提出了一种方法简单、易于操作、且飞扬损失少、生产成本低的大粒径冰晶石生产方法。本发明的技术方案是本发明的方法是以拜耳法精液、氢氟酸和烧碱为原料合成冰晶石，其反应方程式为Na20.A1203+4NaOH+12HF—2Na3AlF6i+8H20具体生产方法包括以下步骤，(1)以拜耳法精液、烧碱和氢氟酸为原料，原料摩尔配比为Al:Na:F=l:1.8~3:56;(2)生产时向温度为9095。C的拜耳法精液中加入烧碱，搅拌，混匀得复合液；(3)将所述的复合液和氢氟酸逐步加入生产槽，边加料边搅拌，控制加料速度使反应温度保持在8595"C之间、反应液pHS2;加料完毕后终止反应，再陈化20~30min;(4)将陈化后的冰晶石料浆过滤得滤饼和滤液，然后将滤饼在150~300°C条件下干燥至含水率0.2%以下，即得冰晶石产品。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;所述的烧碱质量百分比三96%。所述的氢氟酸质量百分比为25~32%，其中H2SiF6的质量百分比〈0.3。/。。所述的过滤采用平盘过滤、压滤或离子过滤；所述的干燥采用气流闪蒸干燥或回转窑加热干燥，干燥温度为150~300°C。将所述滤液返回氟化氢吸收系统，循环使用。本发明的有益效果(1)本发明方法为湿法生产，反应在常温常压下进行，工艺简单，易于操作和控制，热源来自反应热，无需增加加热设备，通过需调整反应温度、pH及陈化时间等参数，产品D50粒径比传统方法增大10pm以上，D50粒径可达263(Hun;产品中NaF与A1F3的分子比可调，可调整为1.7~2.9，更能满足电解铝行业发展的需要。(2)本发明方法生产的产品流动性好，飞扬损失少；易过滤，滤饼含水率为15~20%，含水率较低，可以节省大量烘干费用，节约生产成本；滤液返回氟化氢吸收系统循环利用；冰晶石成品收率在95%以上；该产品符合国家标准，参见表一、表二。(3)本发明的方法污染少，不需三废处理，有利于环保。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注表一、表二中灼减的条件为550°C、30min，表一中D50的单位为pm。对比可见，本发明的大粒径冰晶石产品质量达到GB/T4291-2007标准。四图l:大粒径冰晶石的生产工艺流程图五具体实施例方式实施例一大粒径冰晶石的生产方法，参见附图l，包括以下步骤，(1)原料及用量以拜耳法精液、烧碱和氢氟酸为原料，原料摩尔配比为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;烧碱中NaOH的质量百分比^96%;氢氟酸是由HF经水吸收而成的，其中HF质量百分比为2532%，其中H2SiF6的质量百分比<0.3%。(2)复合液配制合成时向温度为90'C的拜耳法精液中加入烧碱，搅拌，混匀得复合液；(3)冰晶石合成将复合液和氢氟酸在搅拌下按比例逐步加入合成槽，加料过程中控制加料速度，使反应温度在卯95'C之间、反应液pH^2;加料完毕后终止反应，再陈化20min;(4)将陈化后的冰晶石料桨用平盘过滤机过滤，得滤饼和滤液，滤饼含水率为15%;然后将滤饼在280"C条件下，气流闪蒸干燥至含水率0.2%(质量比)，即得冰晶石成品；滤液返回氢氟酸吸收槽，作为氟化氢的吸收液，循环使用。冰晶石成品收率为98.5%。实施例二大粒径冰晶石的生产方法，同实施例一相同之处不再重述，不同之处在于，(1)原料及用量以拜耳法精液、烧碱和氢氟酸为原料，原料摩尔配比为Al:Na:F=l:3:5;(2)复合液配制合成时向温度为95"C的拜耳法精液中加入烧碱，搅拌，混匀得复合液；(3)冰晶石合成在合成槽中加入部分循环滤液，加入量以滤液量达到搅拌轴的高度，在不断搅拌下，将复合液和氢氟酸由计量槽同时按比例逐步加入合成槽中，控制加料速度，使反应温度在859(TC之间；反应终点pHS3，陈化30分钟；(4)将陈化后的冰晶石料浆压滤，得滤饼和滤液，滤饼含水率为20%;然后将滤饼在30(TC条件下，回转窑直接加热干燥至含水率为0.2%(质量比)，即得冰晶石成品。冰晶石成品收率为95.7%。实施例三大粒径冰晶石的生产方法，同实施例一相同之处不再重述，不同之处在于，(1)原料及用量以拜耳法精液、烧碱和氢氟酸为原料，原料摩尔配比为Al:Na:F=l:2:6;(2)复合液配制合成时向温度为卯"C的拜耳法精液中加入烧碱，搅拌，混匀得复合液；(3)冰晶石合成将复合液和氢氟酸在搅拌下按比例逐步加入合成槽，反应温度为889(TC;陈化25分钟；(4)将陈化后的冰晶石料浆压滤，得滤饼和滤液，滤饼含水率为16%;然后将滤饼在16(TC条件下，回转窑直接加热干燥至含水率为0.19%(质量比)，即得冰晶石成品。冰晶石成品收率为96.8%。实施例四大粒径冰晶石的生产方法，同实施例一相同之处不再重述，不同之处在于，(1)原料及用量以拜耳法精液、烧碱和氢氟酸为原料，原料摩尔配比为Al:Na:F=l:2.5:5;(2)复合液配制合成时向温度为9rc的拜耳法精液中加入烧碱，搅拌，混匀得复合液；(3)冰晶石合成将复合液和氢氟酸在搅拌下按比例逐步加入合成槽，反应温度为9094'C;反应终点pHS3，陈化28分钟；(4)将陈化后的冰晶石料浆压滤得滤饼和滤液，滤饼含水率为18%;然后将滤饼在28(TC条件下，回转窑直接加热干燥至含水率在0.19%(质量比)，即得冰晶石成品。冰晶石成品收率为97.3%。实施例五大粒径冰晶石的生产方法，同实施例一相同之处不再重述，不同之处在于，(1)原料及用量以拜耳法精液、烧碱和氢氟酸为原料，原料摩尔配比为Al:Na:F=l:1.8:5;(2)复合液配制合成时向温度为93'C的拜耳法精液中加入烧碱，搅拌，混匀得复合液；(3)冰晶石合成将复合液和氢氟酸在搅拌下按比例逐步加入合成槽，反应温度为8689"C;反应终点pHS3，陈化22分钟；(4)将陈化后的冰晶石料浆压滤，得滤饼和滤液，滤饼含水率为17%;然后将滤饼在260'C条件下，回转窑直接加热干燥至含水率为0.19%(质量比)，即得冰晶石成品。冰晶石成品收率为95.4%。实施例六大粒径冰晶石的生产方法，同实施例一相同之处不再重述，不同之处在于，(1)原料及用量以拜耳法精液、烧碱和氢氟酸为原料，原料摩尔配比为Al:Na:F=l:2.2:6;(2)复合液配制合成时向温度为9(TC的拜耳法精液中加入烧碱，搅拌，混匀得复合液；(3)冰晶石合成将复合液和氢氟酸在搅拌下按比例逐步加入合成槽，反应温度为卯95。C;反应终点pHS3，陈化23分钟；(4)将陈化后的冰晶石料浆压滤，得滤饼和滤液，滤饼含水率为16%;然后将滤饼在20(TC条件下，回转窑直接加热干燥至含水率在0.2%(质量比)以下，即得冰晶石成品。冰晶石成品收率为97.4%。权利要求1.一种大粒径冰晶石的生产方法，其特征在于包括以下步骤，(1)以拜耳法精液、烧碱和氢氟酸为原料，原料摩尔配比为Al∶Na∶F＝1∶1.8～3∶5～6；(2)生产时向温度为90～95℃的拜耳法精液中加入烧碱，搅拌，混匀得复合液；(3)将所述的复合液和氢氟酸逐步加入生产槽，边加料边搅拌，控制加料速度使反应温度保持在85～95℃之间、反应液pH≤2；加料完毕后终止反应，再陈化20～30min；(4)将陈化后的冰晶石料浆过滤得滤饼和滤液，然后将滤饼在150～300℃条件下干燥至含水率0.2％以下，即得冰晶石产品。2、根据权利要求1所述的大粒径冰晶石的生产方法，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、根据权利要求1所述的大粒径冰晶石的生产方法，其特征在于所述的烧碱质量百分比》96%。4、根据权利要求1所述的大粒径冰晶石的生产方法，其特征在于所述的氢氟酸质量百分比为25~32%，其中H2SiF6的质量百分比<0.3%。5、根据权利要求14任一项所述的大粒径冰晶石的生产方法，其特征在于所述的过滤采用平盘过滤、压滤或离子过滤；所述的干燥采用气流闪蒸干燥或回转窑加热干燥，干燥温度为150~300°C。6、根据权利要求14任一项所述的大粒径冰晶石的生产方法，其特征在于将所述滤液返回氟化氢吸收系统，循环使用。全文摘要本发明公开了一种大粒径冰晶石的生产方法。以拜耳法精液、烧碱和氢氟酸为原料，原料摩尔配比为Al∶Na∶F＝1∶1.8～3∶5～6；合成时向温度为90～95℃的拜耳法精液中加入烧碱，混匀得复合液；将复合液和氢氟酸逐步加入合成槽，边加料边搅拌，反应温度保持在85～95℃之间、反应液pH≤2；加料完毕后再陈化20～30min；料浆过滤，将滤饼干燥至含水率0.2％以下，即得冰晶石产品。本发明为湿法生产，反应在常温常压下进行，工艺简单，易于操作和控制，热源来自反应热，无需增加加热设备，通过需调整反应温度、pH及陈化时间等参数，产品D50粒径比传统方法增大10μm以上，D50粒径可达26～30μm；产品中NaF与AlF<sub>3</sub>的分子比可调，更能满足电解铝行业的需要。文档编号C01F7/54GK101264917SQ200810049608公开日2008年9月17日申请日期2008年4月23日优先权日2008年4月23日发明者史智慧,廖学建,李民菁,李淮颜,李高军,王志勇申请人:河南未来铝业(集团)有限公司