无水氟化铝对电解铝生产的有利因素分析
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无水氟化铝的用途有哪些?
我们都知道无水氟化铝在电解铝工业中有着不可比拟的优势,那么无水氟化铝除了应用于电解铝行业,它还有哪些用途呢?今天就请大家跟随小编一起去探讨一下无水氟化铝的其他用途吧。
首先无水氟化铝就是应用量最大的部分——在电解铝工业中用以降低电解质的融化温度,提高电解质的导电率。
在陶瓷行业,无水氟化铝不仅可以作为陶瓷釉和搪瓷釉的助熔剂,还可以作为釉药的组分使用。
因为无水氟化铝对发酵有抑制作用,因此无水氟化铝在精油和酒精的生产中副发酵起到抑止剂的作用。
此外无水氟化铝还可以用于制作光学透镜和在金属焊接中用于焊接液。
并且对于有机合成能起到催化作用,因此也被用于有机合成的催化剂。
现在您对无水氟化铝有了一定的了解了吧,希望小编的讲解能为您起到一定的帮助作用。
我公司生产的氟化铝、氟化镁、冰晶石一直深受广大客户的喜爱与信赖,欢迎广大客户前来考察交流,我们愿与广大客户携手共创美好未来。
水分对氟化铝生产的影响探析摘要:目前世界上约95%的氟化铝是用于电解铝行业,作为电解质的调整剂,用于补充电解时冰晶石融熔液中消耗的氟化铝成分;部分氟化铝用作陶瓷的外层釉彩和搪瓷釉的助熔剂,非铁金属冶炼的熔剂,金属焊接中的焊接液以及催化剂行业。
本文通过氢氧化铝水分的变化,以及在无水氟化铝生产过程中的反应特性进行分析对比,结合氢氧化铝水分平衡计算,根据无水氟化铝生产过程中造成的控制影响分析,提出了氢氧化铝的指标及管理要求,以确保生产的连续稳定。
关键词:水分;氟化铝生产;影响探析1、氟化铝产品的分类和生产工艺目前,国内外各种氟化铝产品根据生产工艺的不同可分为3种:湿法氟化铝、干法氟化铝和无水氟化铝.①湿法氟化铝:以浓度30%的氢氟酸为原料,与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品;②干法氟化铝:以88%~90%氟化氢气体为原料,与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品;③无水氟化铝:以99.9%以上无水氟化氢气体为原料,与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品.湿法氟化铝生产工艺是20世纪50年代从前苏联引进的第一代技术;干法氟化铝生产工艺是20世纪80年代湖南湘铝从瑞士布斯引进的第二代技术;无水氟化铝生产工艺是多氟多公司自主创新开发的第三代新技术.无水氟化铝生产过程中使用的氟化氢是经过冷凝精馏的高纯产品,利用该项技术生产的无水氟化铝产品主含量高、容重大、水分及杂质含量极低.1.1生产工艺比较下面从化学反应角度比较3种不同氟化铝生产工艺,阐述3种氟化铝的优缺点.1.1.1 3种氟化铝的生产工艺流程3种氟化铝的生产工艺流程见图1.图11.1.2 不同氟化铝工艺化学反应对比(1)不同氟化铝生产氢氟酸工艺对比氢氟酸生产以硫酸、发烟硫酸和萤石为原料.萤石常含有的杂质有SiO2、CaCO3、Al2O3、FeO3、Ca3(PO4)2,伴生的微量元素有Cu、Ag、Au、Ni、Mn、Pb、Zn、Ba、Ga、V,这些杂质和微量元素会参与反应.3种工艺氢氟酸生产区别在于对产生的氟化氢气体的处理方法.湿法氟化铝使用的30%的氢氟酸,产生的粗氟化氢气体用水加以吸收.干法氟化铝是用产生的粗氟化氢气体直接用于合成氟化铝.无水氟化铝是将产生的氟化氢气体经精馏精制得到99.9%的液体氢氟酸,再用于制氟化铝。
氟化铝工艺在金属冶炼中的应用研究氟化铝(AlF3)是一种重要的化工原料,也是铝的重要制剂之一。
氟化铝除了作为制取铝和铝合金的原料外,还具有广泛的用途,其中包括在金属冶炼中作为熔剂和助熔剂。
本文将重点探讨氟化铝在金属冶炼中的应用研究。
1. 氟化铝在铝冶炼中的应用铝冶炼的主要原料是铝土矿,通过等温还原、氧化铝电解、铍铝法和气相反应法等多种工艺生产出铝及其合金。
在这些冶炼过程中,氟化铝被广泛用作助熔剂和熔剂,以促进还原反应和电化学反应的进行。
在铝冶炼的等温还原过程中,氟化铝作为熔剂,有助于提高还原反应的温度和速度,降低产生钠铝复合物的温度,从而减少熔渣的产生,提高产率和质量。
此外,氟化铝还可以促进还原反应中的半反应,有助于提高铝的还原率,并且可以减少原铝中的杂质。
在氧化铝电解过程中,氟化铝被用作助熔剂,用于提高电解槽的电导率和反应速度,从而提高铝的产量和定位度。
研究表明,加入氟化铝可以提高电极的效率和寿命,同时减少电解槽中的杂质,提高产品的纯度和质量。
2. 氟化铝在其他金属冶炼中的应用除了在铝冶炼中的应用外,氟化铝还被广泛用于其他金属的冶炼过程中,例如镁、锂、钛、铜等。
在镁冶炼中,氟化铝作为熔剂和催化剂,有助于促进还原反应和提高反应温度。
此外,氟化铝还可以减少杂质的产生和提高产品质量。
在锂冶炼中,氟化锂和氟化铝被用作熔盐电解液,用于制备高纯度锂金属。
氟化铝可以增加电解液的熔点和电导率,从而提高反应速度和纯度。
在钛冶炼中,氟化铝也被广泛用作助熔剂和助剂。
氟化铝可以促进还原反应,减少杂质的含量,提高产品的质量。
在铜冶炼中,氟化铝可以作为助熔剂和氧化剂,用于高温浸出和气相萃取。
氟化铝可以减少熔渣量,增加铜的还原率,提高产品的纯度和质量。
3. 氟化铝工艺的问题和发展趋势尽管氟化铝在金属冶炼中具有广泛的应用前景,但其使用过程中也存在一些问题。
其中主要包括氟化铝的价格较高,易在空气中吸湿,对环境和人体健康造成影响等。
氟化铝预焙阳极的制备及其对电解铝液硅含量的影响姜海涛;周平;汤昌廷;禹玉江【摘要】介绍了氟化铝预焙阳极的制备方法及其在电解槽上的应用试验.预焙阳极添加1.0%氟化铝后具有较好的理化指标,且空气和CO2反应性指标明显优于普通阳极.氟化铝阳极中硅含量明显降低,对原铝质量提升起到了积极作用,氟化铝阳极可降低炭耗和电耗,提高电流效率及延长阳极使用周期.【期刊名称】《有色冶金节能》【年(卷),期】2016(032)001【总页数】4页(P17-20)【关键词】氟化铝;添加剂;预焙阳极;电解铝液;硅含量【作者】姜海涛;周平;汤昌廷;禹玉江【作者单位】南山铝业股份有限公司,山东烟台265713;南山铝业股份有限公司,山东烟台265713;南山铝业股份有限公司,山东烟台265713;南山铝业股份有限公司,山东烟台265713【正文语种】中文【中图分类】TF821氟化铝是一种常见的阳极添加剂,在阳极中掺入氟化铝能够有效地降低阳极化学活性,提高阳极的抗氧化性能已经得到了广泛认同[1-3]。
国内外关于该技术的试验报道表明,添加氟化铝的阳极(以下简称氟化铝阳极)对铝电解生产无不利影响,不仅可以降低炭耗、电耗,而且可显著提高电流效率,具有良好的经济效益和社会效益[4-5]。
肖劲等人[6]曾在国内大型预焙铝电解槽上做过氟化铝阳极工业试验,取得了较显著的节能、降碳耗和提高电解电流效率的效果。
薛铁鹏[7]研究了含铝添加剂对炭素阳极空气/CO2反应活性的影响,结果表明氟化铝阳极能有效降低炭素阳极的两性反应。
然而,这些研究大多集中在氟化铝阳极上槽使用后对铝电解各项经济技术指标的影响,而忽略了氟化铝阳极在生产和使用过程中自身微量元素的变化及其对电解铝液的影响。
为此,本文着重研究了氟化铝阳极在生产过程中硅含量的变化及其对铝液中硅含量的影响,对推广使用氟化铝阳极,提升原铝质量具有重要意义。
该试验在山东某炭素厂进行,氟化铝阳极的制备过程同该厂普通阳极的生产过程及工艺条件均保持一致,唯一不同的是增设了氟化铝加料装置,即在骨料输送线上增加氟化铝下料口,将氟化铝加入到细碎和生碎中间,通过集合螺旋进行充分混合,再与不同配比及粒度的煅后焦一起干混20 min,最后加入一定量的煤沥青,搅拌混捏50 min,经过振动成型和焙烧后进行阳极组装,其工艺流程如图1所示。
2024年氟化铝市场发展现状氟化铝,化学式为AlF3,是一种重要的铝类无机化合物。
它在工业上具有广泛的应用,特别是在铝冶炼、陶瓷行业等领域。
本文将对氟化铝市场的发展现状进行分析和探讨。
1. 市场规模氟化铝作为铝冶炼的重要辅助剂,其市场规模与铝工业息息相关。
随着全球铝工业的迅猛发展,氟化铝市场也呈现出稳步增长的态势。
据统计数据显示,2019年全球氟化铝市场规模达到X万吨,预计到2025年将达到X万吨。
2. 主要应用领域氟化铝的主要应用领域包括铝冶炼、陶瓷制造、药品生产等。
其中,铝冶炼行业是氟化铝的最大应用领域,其占据了氟化铝市场的大部分份额。
氟化铝在铝冶炼过程中具有提高电解质导电性、降低熔体温度等优点,能够显著提高铝的生产效率和质量。
此外,氟化铝在陶瓷制造中也发挥着重要的作用。
它能够增加陶瓷材料的硬度和抗腐蚀性能,提高产品质量,并广泛应用于制砖、制磁等行业。
此外,氟化铝还用于药品生产中的催化剂和氟硅酸铝类药物的制备等。
3. 市场竞争态势氟化铝市场竞争激烈,主要集中在少数大型企业之间。
目前,全球氟化铝市场的主要供应商包括XX公司、XX公司和XX公司等。
这些企业凭借其规模经济优势、技术研发实力和市场经验,在全球范围内占据着较大的市场份额。
然而,随着环保意识的不断增强,氟化铝市场竞争态势可能会发生变化。
越来越多的企业开始注重环境友好型的氟化铝生产技术,以满足市场对绿色环保产品的需求。
这将为市场带来更多的机遇和挑战。
4. 市场发展趋势在面对激烈的市场竞争和环保压力的同时,氟化铝市场也面临着一些发展趋势。
首先,随着中国等新兴市场的快速发展,全球铝冶炼和陶瓷行业对氟化铝的需求将进一步增长。
这将促使氟化铝市场保持相对较高的增长速度。
其次,技术创新将为氟化铝产业带来新的机遇。
研发出更环保、高效的氟化铝生产技术,将有助于企业提高竞争力,并满足市场对绿色环保产品的需求。
最后,政策的引导将对氟化铝市场产生重要影响。
各国政府对环保产业的支持和监管加强,将推动氟化铝行业向更加环保和可持续发展的方向发展。
•铝冶炼*电解质组成对铝电解过程的影响高炳亮1何飞2,李刚2,文胜毅2,刘爱民1王兆文1(1.东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室,辽宁沈阳110819;2.遵义铝业股份有限公司,贵州遵义563000)摘要:铝电解槽是一个高耗能的电化学操作单元,电解质化学对其电解过程有重要影响。
本文论述了电解质的作用,基于初晶温度、电导率、密度和铝溶解度等方面的理论分析,讨论了氟化锂和氟化钾等添加剂对电解过程的影响。
关键词:铝电解;电解质;物理化学性质;添加剂中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:1002-1752(2020)12-0017 -07DOI :10.13662/j. cnki. qjs. 2020. 12. 005Effect of bath composition on aluminum electrolysis processGao Bingliang 1 , He Fei 2, Li Gang 2, Wen Shengyi 2, Liu Aimin 1 and Wang Z(1. Key Laboratory of Eco — metallurgy of Multimetal Symbiotic Mine , Northeastern University ,Shenyang 110819, China ;2. Zunyi Aluminum Co ., Lt^Zunyi 563000, China )Abstract : Aluminum pot is an energy - intensive electrochemical operation unit, the electrolysis process of which is significantlyafectedchemistry. The function of bath is introduced in the paper , a d the effect of lithium fluoride , potassium fluoride and other additives on the aluminum electrolysis process is discussed as well based on the theoretical analysis on liquidus temperature , electrical conductivity , density and aluminum solubility. Key words:aluminum electrolysis ; bath ; physical - chemical property ; additive工业铝电解质通常由冰晶石(Na ;A %,约占 80%,文中的%都是质量百分含量)、氟化铝(AIF3,约占6% ~12%)、氧化铝(A 1203,约占2% ~4%)以 及添加剂氟化钙(CaF2,约占4%〜6% )等组成。
管理及其他M anagement and other电解铝生产过程中的危险和有害因素分析刘总兵(东北大学设计研究院(有限公司),辽宁 沈阳 110166)摘 要:为作好防护设施的设计和后续安全生产相关工作,本文通过类比方法对拟建某电解铝厂生产过程中潜在的危险和有害因素进行识别和分析,得出生产过程中的主要的危险和有害因素,有助于工程设计人员有针对性的开展防护设施的设计工作。
关键词:电解铝生产;危险因素;职业有害因素中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2019)01-0250-2现代电解铝生产采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法工艺。
生产铝的原材料为氧化铝和氟化盐,其生产设备为预焙阳极电解槽。
原料在电解槽内,在强大的直流电,950℃~970℃温度作用下熔融并进行还原反应,阳极生成二氧化碳,阴极得到液态铝。
目前,国内已完成400kA、500kA以及600kA的现代化预焙槽产业化。
在电解铝生产过程中,作业人员可能受到火灾爆炸、起重伤害、机械伤害和高处坠落等危险因素,以及尘毒危害、高温和噪声等有害因素。
针对我院拟设计的某电解铝厂,本文全面地分析生产过程中潜在的危险有害因素,为后续防护设施的设计奠定基础,进而为项目投产后的安全生产工作提供支撑。
1项目概况本项目拟建于我国北方某地,电解槽采用NEUI600kA级高产率铝电解槽,建设规模为50万吨。
本工程主要原料包括氧化铝、氟化铝、冰晶石和阳极碳块,中间产品液态铝,产品为普通铝锭。
主要的生产车间包括电解车间、净化贮运车间和铸造车间,以及公用和辅助工程等。
电解车间主要生产设备包括电解槽、多功能机组、出铝抬包、抬包拖车、阳极搬运车和叉车;烟气净化车间主要有主排烟机、罗茨风机、袋式除尘器和离心式风机等。
铸造车间主要生产设备有固定式燃气炉和普通铝锭铸造机等。
2危险和有害因素分析2.1 主要危险因素分析2.1.1火灾和爆炸铝电解槽因设备缺陷或其他外力因素发生漏炉事故,最常见危害是冲(熔)断供电母线,造成单台槽或大面积的停电停产。
无水氟化铝对电解铝生产的有利因素分析
多氟多化工股份有限公司侯红军
氟化铝不但是电解质的重要组成部分影响电解质的化学物理性质,而且在正常电解生产过程中是调整电解质分子比、控制电解过程热平衡的重要手段。
用不同方法生产的氟化铝化学物理性质差别甚大,直接影响电解生产的操作、指标、产品质量和环境。
随着电解生产操作水平和自动化控制精细度的提高,对氟化铝质量的要求也越来越高。
使用高质量的无水氟化铝是电解生产的必由之路。
本文将通过无水、干法和湿法氟化铝的生产工艺和产品质量进行比较分析,分析其在电解铝使用过程中对能源消耗、污染排放、产品质量方面的影响。
1 氟化铝产品的分类和生产工艺
1.1、分类
目前,国内外各种氟化铝产品根据生产工艺的不同可分为三种:湿法氟化铝、干法氟化铝和无水氟化铝。
湿法氟化铝-----以浓度30%的氢氟酸为原料,与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品。
干法氟化铝-----以88~90%氟化氢气体为原料,与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品。
无水氟化铝-----以99.9%以上无水氟化氢气体为原料,与氢氧化铝反应生产的氟化铝产品。
湿法氟化铝生产工艺是上世纪五十年代从前苏联引进的第一代技术。
干法氟化铝生产工艺是上世纪八十年代湖南湘铝从瑞士布斯引进的第二代技术。
无水氟化铝生产工艺是多氟多公司自主创新开发的第三代新技术。
无水氟化铝生产过程中使用的氟化氢是经过冷凝精馏的高纯产品,利用该项技术生产的无水氟化铝产品主含量高、容重大、水分及杂质含量极低。
1.2、生产工艺比较
本文从化学反应角度比较三种不同氟化铝生产工艺,阐述三种氟化铝的优缺点。
1.2.1三种氟化铝的生产工艺流程图如下:
1.2.2不同氟化铝工艺化学反应对比
1.2.2.1氢氟酸工艺对比
氢氟酸生产以硫酸、发烟硫酸和萤石为原料。
萤石常含有的杂质有SiO2、CaCO3、Al2O3、FeO3、Ca3(PO4)2伴生的微量元素有Cu、 Ag 、Au 、Ni、 Mn 、Pb 、Zn、 Ba、 Ga、 V,这些杂质和微量元素会参与反应。
三种工艺氢氟酸生产区别在于对产生的氟化氢气体的处理方法。
湿法氟化铝使用的30%的氢氟酸,产生的粗氟化氢气体用水加以吸收。
干法氟化铝是用产生的粗氟化氢气体直接用于合成氟化铝。
无水氟化铝是将产生的氟化氢气体经精馏精制得到99.9%的液体氢氟酸,再用于制氟化铝。
以下是主反应和副反应的化学方程式
a、氢氟酸主反应
H2SO4 + CaF2CaSO4 + 2HF
b、氢氟酸副反应
CaCO3 + H2SO4CaSO4 + 2H2O+CO2
SiO2 + HF SiF4+ 2H2O
R2O3 + 3H2SO4R2(SO4)3 + 3H2O(R=Fe、Al等)
MS + 3H2SO4MSO4 + H2S(M=Pb、Zn、Fe、As等)
Fe+ 2H2SO4FeSO4 + SO2+ 2H2O
SO2 + 2H2S 3S + 2H2O
H2SO4 + H2S S + SO2+ 2H2O
磷可能以磷酸钙、亚磷酸钙的形式存在于萤石中,在和硫酸反应可生产磷酸、亚磷酸,氢氟酸和磷酸反应生成六氟磷酸然后再分解生成五氟化磷;亚磷酸和氢氟酸反应生成三氟化磷,亚磷酸分解生成磷酸和磷烷。
Ca3(PO4)2 + 3H2SO43CaSO4+ 2H3PO4
H3PO4 + 5HF PF5+ 4H2O
Ca3(PO3)2 + 3H2SO43CaSO4+ 2H3PO3
H3PO3 + 3HF PF3 + 3H2O
4H3PO3 3H3PO4 + PH3
从以上副反应可以看出,生成的氟化氢气体中会含有水分、四氟化硅、二氧化硫、硫化氢、五氟化磷、三氟化磷等,这些杂质气体如不去除,在有水的条件下,会生成氟硅酸、硫酸、亚硫酸、磷酸等,合成氟化铝时就会和氢氧化铝发生反应,最终形成杂质进入氟化铝,降低氟化铝产品质量。
从制酸工艺来看,无水氟化铝所使用的氢氟酸质量要远远高于湿法氟化铝和干法氟化铝,相应得到的氟化铝中杂质含量也远远低于前两种工艺生产的氟化铝。
1.2.2.2氟化铝化学反应
a、湿法氟化铝
(1)主反应方程式。
3HF + Al(OH)3 AlF3·3H2O 煅烧AlF3 + 3H2O
(2)副反应方程式。
3H2SO4 + 2Al(OH)3Al2(SO4) 3 +6H2O
3H2SO3 + 2Al(OH)3Al2(SO3) 3 +6H2O
H2SiF6 + 2Al(OH)32AlF3 + SiO2 + 3H2O
3H3PO4 + 2Al(OH)3Al2(PO4) 3 +6H2O
湿法氟化铝将得到的氟化氢气体用水吸收为30%的氢氟酸,在吸收过程中,氟化氢气体中的杂质也同时被吸收,因此这种30%的氢氟酸中含有较多的硫酸、氟硅酸、磷酸等。
和氢氧化铝反应时,先生成过饱和的氟化铝溶液,然后经结晶得到三水氟化铝晶体,再将三水氟化铝煅烧脱水得到氟化铝。
同时在溶液中存在如上副反应。
生成产物或以固体形式进入氟化铝,或以吸附、夹晶等形式在氟化铝结晶时进入氟化铝,从而影响湿法氟化铝产品质量。
而且湿法氟化铝生产过程中先生成三水氟化铝结晶,再煅烧脱水,在这个过程中三水氟化铝结晶水从晶格中脱去,造成晶体破裂,粒度变小,因而得到的氟化铝松装密度较低,一般在
0.7g/cm3。
b、干法氟化铝
(1)主反应方程式。
2Al(OH)3 煅烧Al2O3+ 3H2O
HF(粗气)+Al2O3 双层流化床AlF3 + 3H2O
(2)副反应方程式
3H2SO4 + Al2O3Al2(SO4) 3 + 3H2O
3H2SO3 + Al2O3Al2(SO3) 3 + 3H2O
H2SiF6 + Al2O32AlF3 + SiO2 + H2O
3H3PO4 + Al2O3Al2(PO4) 3 + 3H2O
干法氟化铝先将氢氧化铝煅烧为氧化铝,再和未经精馏精制的氟化氢粗气反应。
氢氧化铝煅烧得到氧化铝的过程也存在着脱去晶格中水的过程,造成晶体破裂,因此煅烧后氧化铝粒度较煅烧前要小,这会影响到随后合成氟化铝的力度,因此干法氟化铝的松装密度一般在1.3-1.5g/cm3。
同时反应过程中存在以上副反应,只是在干法氟化铝流化床反应器中,温度高,气体流速较快,杂质气体与水生成的硫酸、亚硫酸、磷酸和氧化铝不能充分反应,因此氟化铝中杂质含量要低于湿法氟化铝。
c 、无水氟化铝 (1)主反应方程式
HF + 2Al(OH)3 循环流化床
AlF 3 + 6H 2O (2)副反应方程式
3H 2SO 4 + 2Al(OH)3
Al 2(SO 4) 3 + 6H 2O 3H 2SO 3 + 2Al(OH)3 Al 2(SO 3) 3 + 6H 2O H 2SiF 6 + 2Al(OH)3 2AlF 3 + SiO 2 +4 H 2O 3H 3PO 4 + 2Al(OH)3 Al 2(PO 4) 3 + 6H 2O
无水氟化铝先将氟化氢粗气精馏精制,除去绝大部分的气体杂质,得到99.9%以上的无水氟化氢,再和水分含量约6%的氢氧化铝在循环流化床中反应,副反应几乎没有,极大降低了氟化铝中的杂质含量。
氢氧化铝不经煅烧脱水,减少晶体破裂,又因高膨循环流化床具有气固分布一致、径向混合良好、气固接触充分等特点,使得得到的氟化铝具有松装密度大(一般不小于1.6g/cm3)、水分含量低的优点。
1.2.2.3总结
从以上论述可以看出,无水氟化铝拥有比前两种工艺更低的杂质含量、更低的水分含量、更高的松装密度更好的流动性。
2 电解铝生产对氟化铝的性质要求
(1)尽可能少的水分含量,以减少电解质熔体的水解; (2)具有低的杂质含量,以便提高电解铝的质量; (3)具有较好的流动性,以满足自动化输送的需要; 以下是国标、国外标准和三种不同氟化铝的质量对比
表2 部分国外厂商指标。