[发明专利]超细冰晶石的生产方法

说明书

一、技术领域：

本发明涉及一种铝电解助熔剂，特别是涉及一种超细冰晶石的生产方法。

二、背景技术：

人造冰晶石主要用于铝电解的助熔剂，也用于橡胶、砂轮的耐磨填充剂、搪瓷乳白剂、玻璃遮光剂、焊材助熔剂、铸造脱氧剂、链烯烃复合催化剂、农药杀虫剂和化妆品添加剂等方面，其中90％以上用于铝电解助熔剂。

传统的人造冰晶石是湿法生产，如氢氧化铝-氢氟酸-纯碱法、氟硅酸钠-氢氧化铝-纯碱法、氟化铵-铝酸钠法、铝酸钠-氢氟酸-烧碱法等方法，合成的冰晶石粒径D50一般在15μm左右，滤饼含水率一般在30～35％。这些方法所得冰晶石粒度较大，且滤饼含水率较高，烘干时消耗热能较大，因而生产成本较高。在人造冰晶石生产过程中，考虑到飞扬及流动性等操作问题，一般要求冰晶石的粒度较大，考虑较多的是如何取得较大粒度的问题，甚至动用造粒手段，以避免飞扬损失。市场上销售的冰晶石表观粒度一般在1～10mm。目前，在如何生产出粒径较小的冰晶石产品方面考虑较少，限制了冰晶石在其他方面的应用。而在链烯烃复合剂、农药杀虫剂、化妆品的添加剂等领域则需要细粒的冰晶石，现有的产品已不能满足要求。

三、发明内容：

本发明要解决的技术问题：克服背景技术中的缺陷，提供一种工艺简单、易于控制、粒径小、生产成本低的超细冰晶石的生产方法。

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、烧碱为原料合成超细冰晶石，其反应的方程式为：

Na₂O.Al₂O₃+4NaOH+12HF→2Na₃AlF₆↓+8H₂O

其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＝1∶1.8～3∶5～6；

(2)合成时先向拜耳法精液中加入烧碱，搅拌，混匀得复合液；

(3)将10～80％的复合液加入合成槽，然后边加料边搅拌，逐步将氢氟酸和余下的复合液加入合成槽，加料过程中控制加料速度，使反应温度保持在40～60℃之间、反应液pH≥10；加完料后终止反应，再陈化20～30分钟；

(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℃下干燥至含水率0.2％以下，即得冰晶石成品。

所述拜耳法精液的苛性比α_k＝1.5～2.0，其中含Al₂O₃ 140～150g/L、SiO₂＜0.6g/L、Fe₂O₃＜0.03g/L；

所述的烧碱质量百分比≥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％；

所述的搅拌的转速为100～150转/分，所述的过滤采用板框压滤机或带式过滤机过滤，所述的干燥采用气流闪蒸干燥或喷雾干燥，干燥温度为150～300℃；

所述滤液需返回氟化氢吸收系统，循环使用。

本发明的有益效果：

(1)本发明的方法为湿法生产，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，无需增加投资；通过调整反应温度、pH值及陈化时间等参数，使产品粒径D50控制在1～5μm，呈良好的正态分布；产品中NaF与AlF₃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)本发明的方法冰晶石料浆易过滤，滤饼含水率为15～20％，含水率较低，可以省去大量烘干费用，节省生产成本；过滤后的滤液返回氟化氢吸收系统循环利用；冰晶石成品回收率在95％以上；生产时污染少，不需三废处理，有利于环保。产品符合国家标准，参见表一、表二。

(3)本发明方法生产的产品可用于链烯烃复合剂、农药杀虫剂和化妆品添加剂等领域，能满足市场需求，具有较好的经济和社会效益。

表一：本发明的冰晶石产品，化验结果数据如下(质量百分含量，％)：