CN1194897C - 一种生产冰晶石的方法 - Google Patents
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Abstract
一种生产冰晶石的方法，以氟铝酸铵和纯碱为原料在水相中于90-100℃反应。氟铝酸铵与纯碱的摩尔比为2∶3。氟铝酸铵加水料浆浓度为15-30%，纯碱水溶液浓度为15-30%，生产过程中把纯碱水溶液连续加入氟铝酸铵料浆中进行反应。氟铝酸铵取自铝型材表面处理废渣；反应生成的冰晶石料浆经真空过滤、压滤或者离心过滤后经150-300℃热气流或者回转窑加热干燥得成品；反应中产生的气体通过吸收系统吸收得副产品。本发明可用铝型材表面处理废渣-氟铝酸铵作原料，与纯碱反应生产冰晶石，工艺简单，所需设备少；反应条件温和，易操控；无三废排放，适合环保要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产冰晶石的方法，该方法可用铝型材表面处理废渣—氟铝酸铵为原料。
背景技术
冰晶石化学名称为氟铝酸钠，分子式为Na3AlF6。它有天然和人造之分，在工业上主要用作炼铝助溶剂，在硅酸盐工业中用作制造玻璃和搪瓷的乳白剂，在农业上可用作杀虫剂。世界上炼铝工业主要使用人造冰晶石。人造冰晶石传统生产工艺为纯碱-氟铝酸法，先以氢氟酸与氢氧化铝反应生成氟铝酸，再用氟铝酸与纯碱反应生成冰晶石，化学反应式如下：
所得冰晶石料浆过滤干燥得成品。该工艺不足之处在于：(1)工艺步骤较多，所需设备较多，对设备要求较高(耐酸、耐高温)，设备投资大；(2)合成氟铝酸反应剧烈，操作不易控制，易发生冒罐伤人事故；(3)整个生产过程在强酸性条件下进行，对设备腐蚀严重，且有酸性废渣产生，污染环境；(4)原料价格高，成本高。
发明内容
本发明目的在于提供一种工艺简单、易于操控的生产冰晶石的方法。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：一种生产冰晶石的方法，以氟铝酸铵和纯碱为原料在水相中于90-100℃反应。
氟铝酸铵与纯碱的摩尔比为2∶3。
氟铝酸铵加水料浆浓度为15-30％，纯碱水溶液浓度为15-30％，生产过程中把纯碱水溶液连续加入氟铝酸铵料浆中进行反应。
氟铝酸铵取自铝型材表面处理废渣；反应生成的冰晶石料浆经真空过滤、压滤或者离心过滤后经150-300℃热气流或者回转窑加热干燥得成品；反应中产生的气体通过吸收系统吸收得副产品。
本发明方法化学反应式为：
该法只有一步反应，所需设备少，对设备亦无特殊要求，设备投资小，生产成本低；反应条件温和，易于操控，生产安全性高；反应过程中产生的气体经吸收系统吸收：如用水吸收可得碳酸铵溶液，进而可得碳酸铵固体肥料；如用氢氟酸吸收可得氟化铵或氟化氢铵溶液。生产过程无三废排放，适合环保要求。由于该法可采用铝型材表面处理废渣——氟铝酸铵作原料(纯度≥98％，如果纯度低，直接影响产物的纯度和品质)，既变废为宝，又可大大降低生产成本，该法成本较传统工艺降低约40％。利用该法生产的冰晶石分子比(NaF/AlF3)为2.81，产品质量达国标(GB/T4291-1999)特级标准，其化学成分与国标比较见表1。
表1本发明所得产品与国标比较表
| 产品 | 化学成分(％) | |||||||||
| 不小于 | 不大于 | |||||||||
| F | Al | Na | SiO2 | Fe2O3 | SO4 2- | CaO | P2O5 | H2O | 灼减，550℃ | |
| 特级 | 53 | 13 | 32 | 0.25 | 0.05 | 0.7 | 0.10 | 0.02 | 0.4 | 2.5 |
| 一级 | 53 | 13 | 32 | 0.36 | 0.08 | 1.2 | 0.15 | 0.03 | 0.5 | 3.0 |
| 二级 | 53 | 13 | 32 | 0.40 | 0.10 | 1.3 | 0.20 | 0.03 | 0.8 | 3.0 |
| 本发明 | 53.87 | 13.09 | 31.33 | 0.141 | 0.034 | 0.05 | 1.55 | |||
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
实施例1、一种生产冰晶石的方法，包括如下步骤：(1)配制纯碱水溶液，用去离子水或者反应过程中的循环母液加纯碱配成纯碱含量20％的纯碱溶液；(2)冰晶石合成，在合成槽中加入去离子水或者部分母液后，在不断搅拌下加入铝型材表面处理废渣—氟铝酸铵(纯度98％)，使其浓度达20％后开启蒸汽阀门，通蒸汽使其温度升至90℃，将碳酸钠溶液由计量槽慢慢加入合成槽中反应，加料时间40分钟，氟铝酸铵与纯碱摩尔比2∶3，反应结束后得冰晶石料浆；(3)冰晶石料浆用卧式螺旋离心机过滤，得软膏(含水量40％以下)；(4)软膏在150℃温度下用闪蒸干燥机干燥至含水量1％以下，得冰晶石成品，其化学成分分析见表1。反应过程中产生的二氧化碳和氨气用水吸收得碳铵溶液。
实施例2、本实施例中，纯碱浓度为15％，氟铝酸铵浓度15％，冰晶石合成反应温度为95℃，加料时间50分钟，软膏干燥温度200℃。其他同实施例1。
实施例3、本实施例中，纯碱浓度25％，氟铝酸铵浓度25％，冰晶石合成反应温度95℃，加料时间45分钟，软膏干燥温度300℃。其他同实施例1。
Claims (4)
1、一种生产冰晶石的方法，本发明特征在于，以氟铝酸铵和纯碱为原料在水相中于90-95℃反应。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，氟铝酸铵与纯碱的摩尔比为2∶3。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，氟铝酸铵加水料浆浓度为15-25％，纯碱水溶液浓度为15-25％，生产过程中把纯碱水溶液连续加入氟铝酸铵料浆中进行反应。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，氟铝酸铵取自铝型材表面处理废渣；反应生成的冰晶石料浆经真空过滤、压滤或者离心过滤后经150-300℃热气流或者回转窑加热干燥得成品；反应中产生的气体通过吸收系统吸收得副产品。
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