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氟硅酸钠法冰晶石工艺技术研究进展陈红艳;杨林;田京城;行春丽;成战胜【摘要】氟硅酸钠法为冰晶石工业开辟了丰富的新氟源,并解决了磷肥工业的三废问题。
工艺研究以提高氟利用率和产品质量为目标,研发了多种新工艺,以及脱硅、除铁、除硫酸根、分步结晶、冰母废液级联分离-吸附、降低灼减率等新技术。
工艺技术的进步,为冰晶石生产技术整体水平的提升打下了良好的基础。
工艺技术研究的趋势是,以磷化工为依托,发展规模化工艺装备,生产纯度高、粒度大、流动性好、分解率高,能够满足现代电解铝工艺要求的高分子比产品。
%The cryolite process with sodium fluosilicate method is not only opened up the new fluoride resource,but also solved the question of three wastes on phosphate fertilizer industry.In order to enhance the utilizing of the resource and the quality of product,the research operate a new method for simultaneously producing cryolite and silica white,along with the new technology of desilicification.de ironing,removing sulfate radical,fractional crystallization,the separation-adsorption concatenation on waste mother liquor of cryolite.The development of technology makes a good base for the upgrade of whole cryolite production level.Now the new study on the process is based on the phosphate industry,enlarging scale equipment to produce the high purity,big particle size,good fluidity,high resolution ratio and high molecule ratio products,which can meett the neet of modern aluminium electrolysis process.【期刊名称】《焦作大学学报》【年(卷),期】2012(026)001【总页数】2页(P88-89)【关键词】冰晶石;氟硅酸钠法工艺;研究进展【作者】陈红艳;杨林;田京城;行春丽;成战胜【作者单位】河南佰利联化学股份有限公司,河南焦作454191;焦作大学化工与环境工程学院,河南焦作454003;焦作大学化工与环境工程学院,河南焦作454003;焦作大学化工与环境工程学院,河南焦作454003;焦作大学化工与环境工程学院,河南焦作454003【正文语种】中文【中图分类】TQ126冰晶石是电解铝的重要熔剂，其生产技术目前有多种，萤石法和磷肥副产法(俗称硅法)仍占主导地位。
（生产管理知识）氟硅酸生产氟化铝或冰晶石设计。
﹙另有广西鹿寨、江西贵溪、湖北荆襄﹚二、工艺流程简述该装置是以氢氧化铝和副产氟硅酸溶液为原料，用直接法生产氟化铝。
主要包括反应、SiO2过滤、AlF3.3H2O结晶、AlF3.3H2O过滤、干燥和锻烧六个步骤。
1.反应系统氟硅酸﹙FAS﹚由贮槽泵入加热器﹙流量控制﹚，用蒸汽间接加热至55℃送入反应器，闪蒸干燥后的Al﹙OH﹚3进入给料槽，通过皮带或铰龙控制流量送入反应器，反应式为：H2SiF6+2Al﹙OH﹚3→2AlF3.3H2O+SiO2+Q该反应为放热反应，反应中温度将上升至80℃，反应约需20min。
反应器共4台，三开一备。
内设空气搅拌系统，反应的生产过程为间歇连续批量生产。
每个反应器一个循环运行过程由加氟硅酸、Al﹙OH﹚3、反应、排料、清洗、暂停6个步骤组成。
一个反应程序时间约需60min。
生成的料浆借重力流至SiO2过滤机进料槽，后泵入SiO2过滤机，料浆流量大小由料浆泵的调速电机调节。
反应尾气抽入尾气洗涤系统。
2.SiO2过滤SiO2过滤机为带式过滤机，并随机带有PLC，可调节抽真空时间，滤布移动距离，冲洗时间等步骤。
滤饼分两次洗涤，先用废滤液冲洗，再用热水冲洗。
冲洗水流量均可调节。
滤饼流入料桨槽，泵入渣场处理。
滤液流入滤液槽，后泵入各结晶器。
3.AlF3.3H2O结晶滤液在结晶过程中需连续送入空气进行搅拌，并采用蒸汽间接加热，温度控制在93℃，结晶时间约8h，结晶生成物AlF3.3H2O料浆流入给料槽，后泵入冷却器冷却至60℃后送入过滤机。
结晶器共10台，每台结晶器按批次间歇循环操作，8开2备。
4.AlF3.3H2O过滤AlF3.3H2O过滤机为带式过滤机，并随机带有PLC，可调节抽真空时间，滤布移动距离，冲洗时间等步骤。
用回收的热洗水冲洗氟化铝滤饼，滤饼排至螺旋输送机，滤液和洗水进入废液槽，后泵去冲洗反应器与结晶器等。
5.干燥和煅烧AlF3.3H2O滤饼用螺旋给料机输送至滤饼气锁给料器，送入闪蒸干燥器內，与来自煅烧炉的约443℃高温煅气和空气接触后，使滤饼中自由水和一部分结晶水的水份快速蒸发。
1、前言冰晶石无色，但常呈灰白色、淡黄色或淡红色，有时呈黑色。
单斜晶系。
常成不可分割的致密块体，具有玻璃光泽。
微溶于水，呈酸性反应，遇硫酸即分解。
冰晶石是一种用途较为广泛的化工产品，主要用作炼铝的助熔剂，农作物的杀虫剂，搪瓷乳白剂，玻璃和搪瓷生产的遮光剂和助熔剂，树脂橡胶的耐磨填充剂，还用于铁合金和沸腾钢的生产。
常用的生产方法有：碱法、氟硅酸钠法、干法、碳化法、制铝工业回收法。
2、工艺流程试验采用氟硅酸钠法，把磷肥厂副产的氟硅酸钠加水配置成含氟50g/l左右的溶液，于强烈搅拌下缓缓加入氨水至PH8.5-9.0，此时硅胶即完全析出，滤除硅胶，洗涤烘干后可作工业白炭黑出售，滤液加稀硫酸，调整PH至5.5，加热至90℃以上，在不断搅拌下缓慢加入固体硫酸铝，反应一段时间后，再加入净化的氯化钠溶液，继续搅拌一定时间使反应完全，此时，PH在1-2，再用氨水调至3-4，冰晶石即完全沉淀析出，过滤，用清水洗涤至PH6-7，再经干燥即得成品。
主要的反应方程式：Na2SiF6+4NH4OH===4NH4F+2NaF+SiO2•nH2O4NaF+8NH4F+Al2(SO4)3+2NaCl====2Na3AlF6+3(NH4)2SO4+2NH4Cl工艺流程示意图：NH4产品白炭黑3、试验原材料氟硅酸钠工业级 Na2SiF6≥98%氨水试剂 NH3：25% 硫酸铝试剂硫酸试剂 H2SO4：98%氯化钠试剂4、试验结果经过一系列试验，优化工艺条件后，试验所得二种产品，典型样质量主要项目检测结果如下：产品冰晶石质量指标副产品白炭黑质量指标副产品白炭黑（亦称沉淀水合二氧化硅），按比表面积分为六个类别，适合作为橡胶配合剂及浅色填料。
5、设备投资估算（生产规模按5000吨/年计）6、产品成本估算生产规模按5000吨/年计7、经济效益初步估算5000吨/年生产装置设备主要包括反应釜、过滤设备、烘干设备，总投资约200万元。
产品生产成本约3958元/吨，销售成本取4300元/吨，市场售价取5000元/吨，年销售总额2500万元，年利税额约350万元。
