[发明专利]一种生产氟化铝联产白炭黑、硫酸铵的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产氟化铝联产白炭黑、硫酸铵的方法，尤其涉及一种以氟硅酸为主要原料生产氟化铝联产白炭黑、硫酸铵的方法。

背景技术

氟化铝在电解铝生产中作为助剂，用于降低电解质的熔点、提高电解质的导电率。其传统生产工艺为氢氟酸——干法工艺以及氢氟酸——湿法工艺。氢氟酸——干法工艺的原料为氟化氢和氢氧化铝，其生产工艺为包括对氢氧化铝进行预处理除去结晶水，然后以粉状氢氧化铝与氟化氢气体在500-600℃的温度下充分混合反应，在反应器底部生成三氟化铝，将三氟化铝送入转鼓冷却得成品；氢氟酸——湿法工艺的原料为氢氟酸和氢氧化铝，生产工艺为氢氟酸和氢氧化铝料浆反应、结晶，得三水氟化铝，再经干燥脱水，制得氟化铝产品。上述生产工艺原料价格高，生产成本高。

发明内容

本发明目的在于提供一种生产氟化铝联产白炭黑、硫酸铵的方法，以大大降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种生产氟化铝联产白炭黑、硫酸铵的方法，以氟硅酸、氨水及氢氧化铝固体为原料，包括以下步骤：将氨水与氟硅酸都配制成一定的浓度，将配制好的氨水和氟硅酸快速反应制得白炭黑晶种，时间在20秒之内，反应终点pH值为6.5-7.5；以制好的白炭黑晶种为基础，将水、氟硅酸和氨水加入进行反应，反应终点pH值为8-9，制得白炭黑沉淀和氟化铵溶液的料浆，其中晶种的比例为反应生成白炭黑总量的20～40％，水、氟硅酸和氨水的加入配比以生成的白炭黑料浆浓度2～3％为标准；将白炭黑料浆过滤、洗涤，得到白炭黑软膏和氟化铵溶液，白炭黑软膏经洗涤、干燥得到白炭黑产品；氟化铵溶液经浓缩、高温分解制得液体氟化氢铵和氨气，分解温度130～200℃，液体氟化氢铵经冷却制得固体氟化氢铵，氨气经回收得氨水返回使用；将氟化氢铵与硫酸按摩尔比2∶1的比例在反应炉内混合反应，反应温度控制在150-250℃，反应时间为2-5小时，反应产生的气体经冷凝净化得到无水氢氟酸，反应产生的固体为硫酸铵产品；无水氢氟酸升温气化后与固体氢氧化铝按反应配比送入在流化床反应器内充分混合并快速反应，反应温度控制在500-600℃，反应生成了固体产品氟化铝。

所述的氨水与氟硅酸的配制浓度以其反应生产的二氧化硅料浆的浓度为1.5-2.0％为标准。

本发明的反应式为：

H₂SiF₆+6NH₃·H₂O＝6NH₄F+SiO₂↓+4H₂O

6NH₄F＝3NH₄HF₂+3NH₃↑

2NH₄HF₂+H₂SO₄＝4HF+(NH₄)₂SO₄

3HF+Al(OH)₃＝AlF₃+3H₂O

本发明的方法所生产的氟化铝产品质量分析结果