咨詢問題我要詳細了解該課題 -
冰晶石
想投資上冰晶石，你給點建議，對你說的煤矸石提煉冰晶體石特感興趣，我處有大量煤矸石，請留聯系方式，或聯系我
咨詢者：常應紅 咨詢時間：2008-07-29 狀態：已回復
專家 解答表達感謝 繼續咨詢該問題 參與討論-
此文收錄在2002年全國無機氟化工行業年會論文集上
用煤矸石和芒硝生產氟化鹽
白銀有色金屬公司 溫寶禮
山東鋁業公司設計院 焦占忠
摘 要
用煤矸石（煤系高嶺土或高嶺土）和芒硝代替現有的從氫氧化鋁和純堿生產氟化鋁和冰晶石的方法，是一種有著顯著經濟效益、環境效益和企業經濟效益的新工藝，它適于采用含一定量氧化鋁和三氧化二鐵的高嶺土為原料，先經高溫焙燒、低溫浸取制硫酸鋁，再與氫氟酸和芒硝（硫酸鈉）分別制得氟化鋁和冰晶石。該方法與傳統生產方法比較，氟化鋁每噸成本約可降低５００多元，冰晶石約可降低近8００元，母液可循環使用，幾乎無需排放有害廢水和廢氣，廢渣可用作水泥的原料，氟化鋁和冰晶石的產品質量達國標一級品。
概 述
氟化鋁和冰晶石是鋁冶煉廠不可缺少的助熔劑，隨著我國鋁工業的迅猛發展，全世界每年需求氟化鹽在80萬噸左右，“十五”末期中國需求將達到20萬噸，市場潛力巨大。
工藝技術
目前，國內外生產氟化鋁絕大多數采用氫氧化鋁和氫氟酸（或氟化氫氣體）為原料，而冰晶石絕大多數都是采用氫氧化鋁、氫氟酸和純堿(或食鹽) 為原料。這些傳統生產方法所用的主要原料氫氧化鋁和純堿價格昂貴，而且國內以氫氧化鋁為原料的氧化鋁短缺，每年都需要進口數百萬噸。另外，傳統方法在生產時產生的母液不能循環利用，產生的大量廢氣（含有氟化氫）對環境造成嚴重污染。在制備冰晶石時，若不用純堿，而使用食鹽，所產生的母液含有氫氟酸和鹽酸，母液無法回收利用，給生產帶來諸多不便。
用煤矸石及芒硝替代氫氧化鋁和純堿生產氟化鋁和冰晶石的技術，是采用國內原料來源廣泛、價格便宜的煤矸石(含有氧化鋁)作原料，分別與氫氟酸和芒硝來制備氟化鋁和冰晶石，一方面可降低生產成本，另一方面可減少環境污染源。
1.工藝過程
專利工藝過程分為三部分：（1）制備氫氟酸；（2）制備硫酸鋁溶液并溶解芒硝。制成硫酸鋁和硫酸鈉的混合溶液；（3）合成氟化鋁和冰晶石。
1.1制酸—氫氟酸的制備
首先用硫酸和螢石粉制成濃度為50%的氫氟酸，工藝路線按無水HF。目前所有生產氫氟酸的廠家生產工藝都相同。已有幾十年的成熟生產實踐，工藝非常成熟。
1.2制氟化鹽—氟化鋁和冰晶石
(1)將含30%以上氧化鋁的高嶺土粉碎，在高溫下焙燒，然后用硫酸溶液浸取、過濾，得到硫酸鋁溶液。
其化學反應式為：
Al2O3+3H2SO4 Al2（SO4）3 + 3H2O
(2)將硫酸鋁溶液與氫氟酸反應，制得氟化鋁（AlF3）。
化學反應式為：
Al2（SO4）3 + 6HF 2AlF3 + 3H2SO4
(3)硫酸鋁與氫氟酸和硫酸鈉（芒硝）反應，生成冰晶石（Aa3AlF6）。
化學反應式為：
Al2（SO4）3+12HF+3N2SO4 2Na3AlF6 + 6H2SO4
根據以上原理和方法生產的氟化鋁和冰晶石，其產品質量可達到國家一級標準產品。成品的化驗結果如下：
氟化鋁 冰晶石
F 63.5-65.2 53.7-55.9
AL 30-32 16.2-19.0
Na 2-3 21.2-22.5
SI2O3 0.01-0.1 0.05-0.23
Fe2O3 0.2-0.25 0.25-0.28
SO2 0.20-0.25 0.25-0.68
H2O 1.02-1.20 0.40-0.57
P2O5 — 痕跡
1.3 工藝流程:
煤矸石
↓
粉 碎→ 收 塵
↓
氫氟酸 焙 燒←熱 風 爐
↓ ↓
儲 槽 硫 酸 →浸 取
↓
合 成←硫酸鋁←過 濾→煤矸石渣
↓ ↓
氟化鋁 液體硫酸鋁→濃 縮→固體硫酸鋁
↓
芒硝→溶 解→過 濾→合 成←儲 槽←氫氟酸
↓
濾渣 洗 滌←水
↓
濃 縮
↓
干 燥 ←熱 風 爐
↓
冰晶石
２、 工藝技術成熟程度
本發明專利，已做過兩次半工業試驗。第一次試驗于1996年7月用高嶺土和芒硝、氫氟酸作原料進行了半工業試驗，其設備規模為年產3000噸冰晶石。產品經化驗質量達到國標一級品標準。第二次于2000年5月試驗，原料是煤矸石、硫酸鈉和氫氟酸，其設備規模亦是年產3000噸冰晶石。產品經化驗，質量達到新國標一級品標準。
３、工藝技術特點
３.１符合可持續發展戰略
本技術采用世界上首創的用煤矸石代替氫氧化鋁作為生產原料，既節約外匯，又為煤矸石的進一步開發利用找到了一條新途徑。由于較大量消耗煤矸石（摻配量遠遠超過３0%），屬綠色產業，符合可持續發展戰略，可享受國家的稅收優惠政策。
３.２產品成本低，綜合效益高。
本發明專利所用煤矸石，資源豐富，價格低廉，與利用氫氧化鋁相比，可大幅度降低成本—每噸氟化鋁較傳統工藝可降低５00多元，冰晶石降低近800元的成本，產品具有較強的市場競爭力。
專利技術與傳統工藝成本比較
序號 成本項目 單位 單價 傳統工藝 專利技術 差額
單耗 成本 單耗 成本
一 氟化鋁
1 氫氧化鋁 噸 1200 0.97 1164
2 高嶺土 噸 150 3 450
3 水 噸 1.5 15 22.5 21 31.5
4 電 kw.h 0.6 37.27 22.36
5 煤 噸 300 0.427 128.1
6 人工費 11.64
7 折舊等 14.4
小 計 1186.5 658 -528.5
二 冰晶石
1 氫氧化鋁 噸 1200 0.53 636
2 高嶺土 噸 150 1.5 225
3 芒硝 噸 150 1.5 225
4 水 噸 1.5 15 22.5 21 31.5
5 電 kw.h 0.6 31 18.6
6 純堿 噸 1100 0.635 698.5
7 煤 噸 300 0.214 64.2
8 人工費 3.21
9 折舊等 3.98
小 計 1357 571.49 -785.51
３.3環保效果好
該工藝技術在環境保護方面優于傳統工藝。傳統工藝的母液（含氟），有的廠家采用經石灰中和后（含氟超標）排放，有的廠家則直接排放。合成時加純堿反應，產生的CO2 氣體會將氟帶出，干燥時因排氣中含氟而污染嚴重。本技術“三廢”可得到充分利用和治理，所產的母液（稀硫酸）循環使用，多余部分全部制成固體硫酸鋁（副產品）。所產的廢渣是煤矸石渣，可用于生產水泥（每噸氟化鋁、冰晶石產品約產生5噸石膏和矸石渣）；合成時無廢氣產生，氟化鋁、冰晶石的濾餅采用水洗的方式使末反應的氫氟酸進入循環，所以干燥時廢氣中不含氟。
４、關于控制成品中雜質含量的措施
產品中主要控制的雜質有二氧化硅、三氧化二鐵和硫酸根。
（1）二氧化硅（SiO2）由原料中螢石粉帶入，控制方法：
a、采購的螢石粉必須是國標二級品或一級品；
b、在精制過程中將氫氟酸中氟硅酸（H2SiF6）含量控制在要求的范圍內(≤0.1%)。
（2）三氧化二鐵（Fe2O3）主要是由煤矸石帶入，控制方法：
a、采購的高嶺土中三氧化二鐵含量不得超過1%；
b、如果高嶺土中含三氧化二鐵大于1%時，在制硫酸鋁溶液過程中增加一道工序，在其溶液保持鹽基性條件下加入硫化鋇（BaS）生成硫化亞鐵（FeS）和硫化鐵(Fe2S3)沉淀，經過濾可制成含鐵離子很少的溶液，達到產品要求。
（3）硫酸根（SO42-）:因冰晶石晶體是硫酸溶液中結晶生成的，表面附著硫酸，需用水將附著的硫酸洗去，使晶體附液pH值不小于5即可。
采用上述措施之后，所生產氟化鋁和冰晶石完全可以達到國標一級品或優級品質量要求。
結 論
化腐朽為神奇，科技創新土變金。用工業廢渣—煤矸石和鹽業的副產品—芒硝代替價格昂貴的氫氧化鋁生產產值及附加值很高的氟化鹽，可謂化腐朽為神奇。
本技術的產品市場前景良好，屬綠色產業，符合國家可持續發展戰略，可充分享受國家稅收優惠政策，產品成本低,收益高，工藝技術先進可靠（已于2002年11月11日通過了由中國化工學會無機酸堿鹽專業委員會的論證評審，評審結論指出該專利技術“是氟化鹽行業的發展方向”）發明專利本身的先進性和科技含量，充分預示出如果項目產業化必將帶來良好的社會效益環境效益和企業經濟效益。
參考文獻：
《無機鹽工藝學》蘇聯M．Ｅ＞波任 等編化學工業出版社
焦占忠13969376883 hhzs0125@sina.com
焦占忠
回復： 回復時間：2008-08-18
注意：以上網友留言只代表網友個人觀點，不代表本網觀點。
- 回復
-
用戶發布回復請嚴格遵守以下發布細則：
1）不得發布虛假、造謠、誹謗、漫罵、辱罵、中傷或包含人身攻擊的的信息；
2）不得惡意灌水，不得重發、濫發信息；
3）不得發布與主題無關或相關度不高的信息；
4）根據國家有關政策法規規定，不得發布、傳播與麻醉原料藥、精神原料藥、醫療用毒性原料藥、放射性原
料藥、戒毒原料藥，以及相應的成品藥有關的任何信息；
5）根據國家有關條例通知規定，不得發布與時政、社會、娛樂、體育、文化等新聞有關的信息；
否則將刪除回復，甚至屏蔽帖子回復人的ID，構成違法、犯罪的，將依法移交給公安機關處理。
化工網全權保留被發布于本網站所有信息的編輯權、發布權、解釋權等權利。
謝謝合作！
- 推薦專家專家登錄
-
