[发明专利]一种冰晶石的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冰晶石的生产方法，尤其涉及一种以电解铝产生的碳渣 和氟化氢钠为原料生产冰晶石的方法。

背景技术

冰晶石是一种碱金属的氟铝酸盐，也称氟铝酸钠，其分子式为Na₃AlF₆； 天然冰晶石是单斜晶系的棱柱形结晶，无色，由于杂质的影响，常呈灰白色、 淡黄色或淡红色，有时呈黑色。常表现为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。冰晶石作为一种化工产品，主 要用于冶炼金属铝的助熔剂，还可作农作物的杀虫剂，搪瓷乳白剂，玻璃和 搪瓷生产用的遮光剂和助熔剂，树脂橡胶的耐磨填充剂，还可用于铁合金和 沸腾钢的生产。随着铝工业的迅猛发展，它的潜在市场份额逐步增加，对质 量的要求也越来越高。

冰晶石的传统生产工艺为氟铝酸纯碱法，还有粘土盐卤法、氟硅酸钠法和 氢氟酸、铝酸钠法等，这些方法均需占用一定的氟资源，生产成本较高，并 且现行工艺都存在程度不同的环境污染问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种冰晶石的生产方法，以降低生产成本，节省资 源。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种冰晶石的生产方 法，其以铝厂碳渣和氟化氢钠为原料在固相中反应。

所述的铝厂碳渣为电解铝行业的废渣，其中，电解质含量在58％左右， 炭含量在42％左右。

具体生产方法为：

(1)从电解槽捞出碳渣，冷却后打碎，破碎到2—4mm，再磨到浮选最适 宜粒度，即0.45—0.76mm；

(2)加入搅拌筒，内有浮选药剂，将磨好的碳渣与药剂在搅拌筒内充分 搅拌；

(3)搅拌后送入浮选机，碳渣浮选的产品有两种，即含有少量碳的电解 质和含有少量电解质的碳粉；

(4)产品精细处理

①浮选后含有5％左右碳的电解质：在用于铝电解生产以前，必须除去这 5％碳，在马弗炉中500—600℃的温度下燃烧4—5小时，电解质中的碳和水分 可基本除尽，剩余的电解质达到99％左右；

②电解质的成份为冰晶石94—96％，另含有4—6％的氧化铝，将电解质 和氟化氢钠磨成粉状，按质量比(3—8)：1的比例混合，经过100℃—600℃ 的高温煅烧，氧化铝和氟化氢钠反应，即得冰晶石产品。

所述的浮选药剂优选油酸。

所述的电解质及氟化氢钠的粒度均为100—300目。

本发明的反应式为：

6NaHF₂+Al₂O₃→2Na₃AlF₆+3H₂O

本发明的原料是采用电解铝厂大量的废渣——碳渣，经过浮选处理，特 别是经过产品的精细处理后制得冰晶石产品，开辟了氟盐生产原料的来源， 减轻了对萤石的依赖，节省了大量的宝贵资源，成本低廉，大大降低了生产 成本，并且也缓解了周围的环境污染问题。另外，本发明的碳渣浮选后得到 的含有10％左右电解质的碳粉可经干燥后，在制造底糊时作为配料适量加入， 供砌筑新槽用。本发明反应过程中的产品可以循环利用，在一定程度上大大 降低了生产成本，本发明具有很好的社会价值和经济价值，易于推广应用。

本工艺冰晶石质量对比表及电解质的成分分析

冰晶石的国家标准

具体实施方式

实施例1

本发明的生产方法为：

(1)从电解槽捞出碳渣，冷却后打碎，然后用对辊机破碎到3mm，再用 球磨机磨到浮选最适宜粒度，即0.45-0.76mm；

(2)加入搅拌筒，内有浮选药剂，磨好的碳渣与药剂在搅拌筒内充分搅 拌；

(3)搅拌后进入浮选机，碳渣浮选的产品有两种，即含有少量碳的电解 质和含有少量电解质的碳粉，含有少量碳的电解质做进一步的精细处理制备 冰晶石，含少量电解质的碳粉用做制备碳素等；

(4)产品精细处理

①含有5％左右碳的电解质：在用于铝电解生产以前，必须除去这5％左右 的碳，碳粉在500℃开始燃烧，到600℃可加速其燃烧，故要在马弗炉中600 ℃下燃烧4小时，电解质中的碳和水分可基本除尽，剩余的电解质达到99％ 左右；