干法氟化鋁與濕法氟化鋁的區(qū)別

1、干法氟化鋁產(chǎn)品在大型預(yù)焙 電解槽中的應(yīng)用隨著國內(nèi)外鋁電解技術(shù)的發(fā)展，鋁電解槽逐步由小型槽向大型槽過度。加之 全民環(huán)保意識的增強和國家對有害氣體排放標(biāo)準的提高， 因而對電解廠排氟量的 要求越來越嚴。 由此而對氟化鹽產(chǎn)品質(zhì)量又有了新的要求， 首先是為適應(yīng)環(huán)保要 求，要求降低氟化鋁產(chǎn)品水含量和減少氟化鹽飛揚損失。 又由于多功能天車的使 用，對氟化鋁的物理性能（如粒度、容重、流動性等）提出了一些新的要求，這 些指標(biāo)是以往氟化鹽國家標(biāo)準中未曾涉及的。 另外，大型電解槽的冰晶石消耗量 大量降低， 氟化鋁成為鋁電解槽主要添加的氟化鹽。 鋁電解技術(shù)發(fā)展中對氟化鹽 產(chǎn)品品種和質(zhì)量不斷提出的新要求， 正是我國氟化

2、鹽工業(yè)技術(shù)發(fā)展的動力。 我國 現(xiàn)有氟化鹽廠約二十余家， 生產(chǎn)多種氟化鹽產(chǎn)品， 其中產(chǎn)量最大的是冰晶石和氟 化鋁。所有這些廠家用于生產(chǎn)氟化鹽的主要原料是螢石、 硫酸。而氟化鹽的生產(chǎn) 工藝，則大都采用濕法工藝流程。濕法氟化鋁工藝概述濕法氟化鋁生產(chǎn)工藝，先將螢石、硫酸混合后加入內(nèi)熱式氟化氫反應(yīng)爐（指大 型廠），物料將按下式進行反應(yīng)：H2SO4 + CaF 2 = 2HF + CaSO4產(chǎn)出的氟化氫氣體經(jīng)凈化、 水吸收、 冷卻制得濃度為 30%左右的氫氟酸。 尾氣 經(jīng)吸收、凈化后排空。 再將氫氟酸與制備好的氫氧化鋁泥漿按要求的配比加入合 成槽, 在要求的溫度和攪拌強度下按下式進行反應(yīng)：3 HF + A

3、l(OH)3 = AlF3 +3 H2O反應(yīng)產(chǎn)出的氟化鋁形成過飽和溶液，經(jīng)降溫結(jié)晶，便制得含三個結(jié)晶水的氟化鋁（AIF3 .3 H2Oy再經(jīng)過過濾、干燥、脫水，除去全部游離水和大部分結(jié)晶水， 制得氟化鋁成品。 合成排氣與干燥尾氣合并， 進入尾氣處理系統(tǒng)回收凈化， 氟化 鋁成品經(jīng)冷卻后入庫。(按自然基計算)67%57 58%0.30.35%0.130.15%1.1 1.2%500 700kg/m3濕法氟化鋁產(chǎn)品質(zhì)量如下：H2O （550C, 1 h ）F：SiO2 ：FI2O3：SO4= ：容重：各鋁業(yè)公司提出要購買含水量為 0.51.0%左右的氟化鋁產(chǎn)品， 濕法氟化鋁產(chǎn) 品至今仍是我國鋁電解廠

4、使用的主要氟化鹽。 氟化鋁產(chǎn)品中含水量是影響鋁電解 槽排氟量的重要因素之一， 因為氟化鋁產(chǎn)品中的結(jié)晶水在鋁電解過程中將與氟化 鋁產(chǎn)生“水解”反應(yīng)：2AlF3 +3 H2O=6 HF + Al2O3“水解”反應(yīng)將損失氟化鋁，排出氟化氫，造成鋁電解煙氣對環(huán)境的污染。按 理論計算，一噸含水量為 6.0%的濕法氟化鋁產(chǎn)品，“水解”過程中要排放出 133kg的氟化氫；損失187kg的氟化鋁。由此可看出降低氟化鋁產(chǎn)品水分的重要 性。另外，濕法氟化鋁產(chǎn)品的物理性能較差，如 : 粒度過細、容重小，在鋁電解加 料和打殼時易產(chǎn)生飛揚， 造成電解煙氣中夾帶的固體氟化物增加。 為提高我國氟 化鋁產(chǎn)品的質(zhì)量， 除進行干

5、法等新工藝的試驗研究外， 還在濕法氟化鋁產(chǎn)品的深 度脫水方面作了不少的工作，如濕法氟化鋁產(chǎn)品的懸浮脫水裝置（年產(chǎn) 2 萬噸） 及兩段回轉(zhuǎn)窯脫水裝置（年產(chǎn)一萬噸）的建設(shè)、從國外引進的脫水裝置（年產(chǎn) 0.6萬噸）等。這些脫水裝置可以將濕法氟化鋁產(chǎn)品的水分降到13%但產(chǎn)品的物理性能又有一定程度的降低。 為此，要得到質(zhì)量全優(yōu)的氟化鋁產(chǎn)品， 只能依 靠技術(shù)進步、采用先進的干法工藝才有可能實現(xiàn)。干法氟化鋁工藝概述干法生產(chǎn)氟化鋁是一種在懸浮或流態(tài)化狀態(tài)下，以氣態(tài)氟化氫與固態(tài)氫氧化 鋁直接反應(yīng)生成氟化鋁的一種新工藝。 該工藝與濕法工藝比， 不論在生產(chǎn)技術(shù)上 還是在操作控制上都有較大的突破 , 使氟化鹽生產(chǎn)技術(shù)

6、和氟化鋁產(chǎn)品質(zhì)量都有了 一個新的飛躍。原料螢石經(jīng)高精度的失重秤計量；硫酸經(jīng)加熱、計量后與螢石一起進入預(yù)反 應(yīng)器，物料在預(yù)反應(yīng)器中得到充分地攪拌、混捏，部分物料將按下式進行反應(yīng)：H2SO4 + CaF2 = 2HF + CaSO4從預(yù)反應(yīng)器排出的物料加入外加熱的氟化氫反應(yīng)窯， 在窯內(nèi)最后完成上述反應(yīng)從氟化氫反應(yīng)窯排出的氟化氫氣體先進入預(yù)凈化塔，用硫酸洗滌除去氣體中 的粉塵、硫酸霧和水分。凈化后的氟化氫氣體導(dǎo)入多層流化床反應(yīng)器的底層。濕氫氧化鋁經(jīng)旋浮干燥器干燥、分級后，用氣力輸送到 多層流化床反應(yīng)器的 頂層。從底層進入的氟化氫氣體與頂層加入的干氫氧化鋁，在多層流化床反應(yīng)器中 進行激烈的氣固反應(yīng)：3

7、HF + Al(OH)3 = AlF3 + 3H2O反應(yīng)釋放出大量的反應(yīng)熱，這些熱量足可維持化學(xué)反應(yīng)所需的溫度而不需外 部提供任何能源。 氟化鋁成品從多層流化床反應(yīng)器的底層排出，經(jīng)冷卻后送到 成品倉庫包裝、儲存。從多層流化床反應(yīng)器排出的氣體，經(jīng)收塵、冷凝洗滌后， 用真空泵將尾氣送到中央吸收凈化器進行深度凈化洗滌， 廢氣用風(fēng)機經(jīng)煙囪排入 大氣。生產(chǎn)的操作控制，全部集中在主控室內(nèi)進行在這套生產(chǎn)裝置中，除采用了先進的多層流化床氣固反應(yīng)技術(shù)外，還采用了預(yù)反應(yīng)、大型外加熱HF反應(yīng)窯、失重計量、氫氧化鋁懸浮干燥和旋風(fēng)分級及 DCS 控制等新技術(shù)，整套設(shè)備的國產(chǎn)化率已達到 98%以上。這套生產(chǎn)裝置的特點是流

8、程簡單、原燃料消耗低、排污量少；而最大的特點 是產(chǎn)品質(zhì)量高。下面列出干法氟化鋁產(chǎn)品的化學(xué)成份、 物理性能， 與我國特級品、 一級品 （ 濕 法）氟化鋁質(zhì)量標(biāo)準及近期外商質(zhì)量要求作一比較：表一：氟化鋁產(chǎn)品化學(xué)成份比較名稱化 學(xué) 成 份（干基） %不小于不 大 于F AL Na SiO2 Fl2O3 SO4 P2O5 H20國標(biāo)特一級6130.00.50.280.100.50.040.5國標(biāo)特二級6030.00.50.300.130.50.041.0國標(biāo)一級（濕法）5828.23.00.300.131.10.046.0外商要求61300.250.4 0.020.5干法產(chǎn)品 61 33 0.3 0.

9、2-0.3 0.05 0.45 0.03 0.2-0.5 *550 °C, 1h表二：氟化鋁產(chǎn)品物理性能比較名稱容 重 kg/m3流動系數(shù)s/kg <休止角粒度<45卩國家標(biāo)準無規(guī)定無規(guī)定 無規(guī)定無規(guī)定外商要求1400-16006030°< 10%干法產(chǎn)品1400-160045-55< 30°10%濕法產(chǎn)品550-70037°15-25%由上兩表可見，干法氟化鋁產(chǎn)品無論是化學(xué)成份還是物理性能都優(yōu)于濕法產(chǎn)品 完全達到國家特一、二級品的質(zhì)量標(biāo)準，與國際市場要求基本接軌，可完全滿足 大型電解槽的要求。干法產(chǎn)品的水含量低（僅為濕法產(chǎn)品的

10、8.4%），容重高（為濕法產(chǎn)品的2倍）， 使用時可避免 “水解”反應(yīng)和減少飛揚損失。從而降低了氟化氫的排放，同時 也減少了氟化鋁的損失?，F(xiàn)以1噸干、濕法氟化鋁產(chǎn)品，比較一下它們效益：干法氟化鋁產(chǎn)品濕法氟化鋁產(chǎn)品含水量：%0.56.0氟化鋁含量：%9081氟化鋁量：kg900810理論水解損失氟化鋁量kg)15. 6186. 7理論水解率：% 1.7523.05理論水解產(chǎn)生氟化氫量:(kg)11. 1133. 3電解槽噸鋁排氟量：kg0.2853.42剩余有效氟化鋁量：kg884.4623.3從上面的粗略計算可看出，干法氟化鋁產(chǎn)品的理論水解損失遠低于濕法氟化 鋁產(chǎn)品，其有效氟化鋁量是濕法產(chǎn)品的 1.42倍，也就是說1噸干法產(chǎn)品可相當(dāng) 于1.42噸濕法產(chǎn)品的使用價值。由此可見，使用干法氟化鋁產(chǎn)品不但可減輕環(huán) 境污染,還可降低電解鋁的氟化鋁消耗。國外的干法氟化鋁工藝有幾種不同的形式，如德國魯奇公司的“循環(huán)流態(tài) 化”法、法國彼施涅公司的單層流化床干、濕聯(lián)合法等工藝，它們與多層流化床 生產(chǎn)工藝沒有原則的區(qū)別，產(chǎn)品質(zhì)量也相差無幾。另有原BUSS公司和魯奇公司都有液態(tài)氟化氫氣化工藝，這只是為了處理高硅螢石或為了制取更