氟化铝行业未来发展趋势_侯红军

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电解铝工业技术进步和 “低碳经济 ” 促 使氟化铝必须向质量高端化发展
1 ） 作为电解铝工业的伴侣， 氟化铝必须帮助 电解铝工业实现质量高端化。 目前国外先进的铝电解工艺技术已发展到不只 是生产出普通的重熔铝锭，而是在电解槽就直接生 产出高纯铝锭，即省去了下一步的精炼过程。因此
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收稿日期： 2011－06－17 作者简介： 侯红军 （ 1968－） ，男，河南焦作人，高级工程师。
excellent quality and extensive resources． The detailed analysis on the developing trend mentioned above was conducted，in which the extensive source of resources was emphatically introduced．
针对上述发展趋势进行了详细分析，重点介绍了资源来源的广泛性。 关键词： 氟化铝； 清洁生产； 低碳经济； 电解铝 中图分类号： TF821 文献标识码： A 文章编号： 1006 －0308 （ 2011 ） S2 －0015 －02
Future Development Trend for Aluminium Fluoride Industry
HOU Hong －jun，LUO Chen －guo，HAO Yi －feng （ Do －Fluoride Chemicals Co． ，Ltd． ，Jiaozuo，Henan 454191 ，China）
ABSTRACT： The aluminium fluoride industry will be bound to develop into a trend of maximum benefit， friendly environment，
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2011 年 7 月 第 40 卷 增刊
云南冶金 YUNNAN METALLURGY
July． 2011 Vol. 40． Supplementary issue
对使用的氟化铝质量提出了极为严格的要求 ，特别 是杂质量分数，如 SiO2 ＜ 0. 06% ， Fe2 O3 ＜ 0. 03% ，
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结
语
以低碳经济为代表的全球新一轮的工业革命， 将迫使氟化铝产品必然向着质量更优 、效益更好的 方向发展。作为干法氟化铝的替代者，无水氟化铝 在今后一段时期内将代表着氟化铝工业的最高水 准； 而今后性能更加优异的氟化铝将是未来氟化铝 发展的必然趋势； 同时，利用磷肥副产的氟资源开 拓新的氟源来源途径，生产出无水氟化铝或者性能 更加优 异 的 氟 化 铝 将 是 未 来 氟 化 铝 面 临 的 必 然 选择。
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氟化铝要实现清洁生产
清洁生产的目标是节省能源、 降低原材料消 、 耗 减少污染物的产生量和排放量，要求通过一定 的手段和方法实现资源的循环利用和充分利用 。无 水氟化铝工艺使用高膨胀循环流化床技术 ，能够实 现能量的循环利用，资源的充分利用，物料反应快 速充分，生成产品质量高等优点，是未来氟化铝生 产技术发展的方向。
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资源来源的广泛性愈加迫切
目前，国内外绝大多数氟化盐产品都以萤石为 原料生产。萤石作为一种发展原子能工业的重要战 略资源，因蕴藏量有限，世界各国都非常重视对萤 石资源的保护，甚至采取大量进口萤石进行储备的 政策。预计 30 年内世界范围内的天然萤石将会枯 竭。目前中国萤石储采比小于 8 （ 储量与产量之 比） ，只是世界萤石储采比 （ 约等于 41 ） 的五分之 一。中国若不尽快停止萤石出口，10 年后中国很 可能需要进口萤石。可以预见，不久的将来萤石的 开采将受到更加严格的限制。磷酸盐岩矿床中赋存
－ SO2 ＜ 0. 15% ； 物理性能方面， 松密度大于 1. 3 ， 4 粒度 － 325 目 ＜ 10% ， 流动速度 ＜ 60 s， 安息角 ＜
氟磷灰石，在利用磷矿制取磷酸的生产过程中可回 收副产品氟硅酸。 世界磷酸盐岩储量 180 亿 t， 含 氟当量 6. 3 亿 t， 相当于含萤石当量 12. 9 亿 t。 因 此未来氟化铝中氟的来源必须依靠磷矿石中蕴藏的 丰富氟元素。 国内使用磷肥副产氟硅酸制高性能氟化铝的研 究思路是使用氟硅酸制无水氟化氢 ，然后利用无水 氟化氢与氢氧化铝反应生产高性能无水氟化铝 ； 或 利用氟硅酸生产氟化铵，再与氢氧化铝反应生成氟 化铝。主要内容详述如下： 3. 1 氟硅酸分解制无水氟化氢法 将磷肥副产的 SiF4 气体吸收为氟硅酸， 以浓 硫酸为催化剂，在加热条件下，使氟硅酸分解为四 氟化 硅 和 氟 化 氢， 通 过 分 离 和 精 制 得 到 AHF， AHF 与氢氧化铝反应制得高性能氟化铝。 生成的 四氟化硅重新制得氟硅酸和白炭黑 。 5SiF4 + 2H2 O →2H2 SiF6 ·SiF4 + SiO2 + H2 SO4 →2SiF4 + 2HF 3HF + Al （ OH） 3 →AlF3 + H2 O 3. 2 氟硅酸 － 氨法制无水氟化铝法 氟硅酸和氨水反应生成氟化铵溶液和白炭黑的 混合料浆，过滤分离后得到的氟化铵溶液，浓缩得 到固体氟化铵和氟化氢铵的混合物 ； 过滤得到的白 炭黑滤饼经洗涤、干燥得到白炭黑产品。将氟化铵 或氟化氢铵高温气化后与固体氢氧化铝按反应配比 送入在流化床反应器内充分混合并快速反应 ，反应 温度控制在 500 ～ 600℃ ， 反应生成固体产品氟化 铝，将氨和水蒸气的混合气体冷凝得到氨水 。氟硅 酸法制备氟化铝的化学方程式如下 ： H2 SiF6 + 6NH4 OH →6NH4 F + SiO2 + 4H2 O 6NH4 F + 2Al （ OH） 3 →2AlF3 + 6NH3 （ g） + H2 O H2 SiF6 ·SiF4 （ aq）
KEY WORDS： aluminium fluoride； cleaner production； low carbon economy； electrolytic aluminium
氟化铝作为电解铝主要的添加剂 ，在电解铝工 业中占据着重要的地位。 随着我国经济的高速发 展、技术进步和出口贸易增加，为适应国内外市场 和企业自身发展的需要，氟化铝工业生产的工艺技 术、装备、 自 动 控 制、 检 测、 环 保、 资 源 综 合 利 用、产品质量和管理水平等各方面都得到了大幅度 的发展和提高。我国已发展成为当今世界主要的氟 化铝生产和出口国家之一。 但是随着社会的进步， 必然要求氟化铝工业要不断创新和发展 ，以满足各 方面发展的需要。 气候变暖、环境污染和资源枯竭是当今世界面 临的突出难题，这也是未来氟化铝行业存在与发展 所面临的重大挑战。为了适应社会发展需要，氟化 铝生产必将向着 “效益最大化、 环境友好化、 品 质卓越化、资源广泛化” 的方向发展。
3 松装密度≥1. 6 g / cm ） ，与湿法氟化铝、 干法氟化 铝进行比较， 每年 HF 排放量可分别减少 1 465 t、
45 t，二氧化硫排放量将分别减少 78. 5 t、15 t，硅 杂质进入成 品 铝 锭 量 将 比 湿 法 氟 化 铝 减 少 33. 15 μg / g，较干法氟化铝减少 21. 45 μg / g； 磷的累积 导致电流效率降低数值，使用湿法氟化铝达到惊人 的 11. 65% ，使用干法氟化铝为 7% ， 而无水氟化 铝仅为 0. 85% 。 由此可见， 质量更高的氟化铝有 利于电解铝的节能、减排、降耗和质量控制。 氟化铝作为电解铝工业中最主要的添加剂 ，质 量更高、效果更好的氟化铝可有效促进电解铝工业 的技术进步和节能减排，高性能氟化铝是未来的发 展趋势。
35° 。湿法氟化铝和干法氟化铝都难以或较难全部 达到这些指标要求。无水氟化铝质量已经达到甚至 超过了上述指标的要求，成为新一代高性能无机氟 化物的代表。 2） “低碳经济 ” 是以低能耗、 低污染、 低排 放为基础，低碳经济实质是能源高效利用和清洁能 源的开发，核心是能源技术和减排技术创新 、产业 。“低碳经济 ” 将是国民经济的发 结构和制度创新 展趋势，无论是电解铝工业或是氟化铝工业都必将 顺应此种趋势。 研究认为， 一个 50 万 t / a 规模的铝厂， 使用 2－ 无水氟化铝 （ AlF3 ≥90. 5% ， SiO2 ≤0. 02% ， SO4 ≤0. 08% ， P2 O5 ≤0. 004% ，600℃ 下 L云南冶金 YUNNAN METALLURGY
July． 2011 Vol. 40． Supplementary issue
氟化铝行业未来发展趋势
侯红军，罗成果，郝义锋
（ 多氟多化工股份有限公司，河南
摘
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焦作 454191 ）
要： 叙述了氟化铝必将向着" 效益最大化、环境友好化、品质卓越化、资源广泛化" 的方向发展， 同时