一种低水耗生产氟化铝联产低分子比冰晶石的方法技术

本发明专利技术提供了一种低水耗生产氟化铝联产低分子比冰晶石的方法，包括以下步骤：氢氧化铝和氟硅酸在水中反应，过滤，得到滤液和硅渣；滤液结晶，固液分离，得到结晶物和结晶母液；结晶物煅烧，得到氟化铝和煅烧尾气；结晶母液和氟化钠混合反应，固液分离，得到沉淀物和冰晶石母液；沉淀物煅烧，得到冰晶石；使用冰晶石母液依次洗涤滤布和硅渣，使用依次流经风机冷却水管道和真空泵密封水管道的工艺水洗涤煅烧尾气，将得到的洗水返回到所述混合反应的体系中参与反应。本发明专利技术使用冰晶石母液洗涤滤布和硅渣，使用特定来源的工艺水洗涤煅烧尾气，并将洗涤后的水洗返回到合成冰晶石的反应体系中，大幅减少了氟化铝联产冰晶石工艺的耗水量和外排废水量。

A Low Water Consumption Method for Aluminum Fluoride Co-production of Cryolite with Low Molecular Ratio

The invention provides a method for producing low molecular ratio cryolite with low water consumption, including the following steps: reaction of aluminium hydroxide and fluosilicic acid in water, filtration, filtrate and silicon slag; crystallization of filtrate, solid-liquid separation, crystallization and mother liquor; calcination of crystals to obtain aluminium fluoride and calcined tail gas; mixed reaction of mother liquor and sodium fluoride, solid-liquid separation. The precipitate and cryolite mother liquor are obtained; the precipitate is calcined to obtain cryolite; the filter cloth and silicon slag are washed by the cryolite mother liquor in turn, and the calcined tail gas is washed by the process water flowing through the cooling water pipe of the fan and the sealed water pipe of the vacuum pump in turn, and the washed water is returned to the mixed reaction system to participate in the reaction. The invention uses cryolite mother liquor to wash filter cloth and silicon slag, uses process water from a specific source to wash calcined tail gas, and returns the washed water to the reaction system of synthesizing cryolite, thus greatly reducing the water consumption and the waste water discharge of the process of producing cryolite with aluminium fluoride.

【技术实现步骤摘要】
一种低水耗生产氟化铝联产低分子比冰晶石的方法
本专利技术属于化工工艺领域，尤其涉及一种低水耗生产氟化铝联产低分子比冰晶石的方法。
技术介绍
氟化铝是电解铝行业中重要的辅助原材料。中国已成为全球第一的电解铝生产大国，也是电解铝的消费大国，随着经济的进一步发展，国内市场对铝的需求的增长带动氟化铝需求量的进一步增长。目前，国内外大多数氟化铝都是以萤石为原料生产，其蕴藏量很有限，预计30年内将会枯竭，已被列为国家战略资源限制开发。除萤石外，还可以用氟硅酸为原料生产氟化铝，氟硅酸可由磷肥生产排放的含氟废气制得，价格相对低廉，具有广阔的市场前景。氟硅酸法制氟化铝主要包括以下工艺过程：首先将氟硅酸和氢氧化铝混合反应，之后反应产物依次经过过滤、结晶和煅烧，得到氟化铝产品。在上述工艺过程中，会产生大量含有氟化铝的结晶母液和硅渣，为了对这些氟化铝进行资源化回收，可以上述副产物为原料联产冰晶石，主要工艺过程包括：对硅渣进行洗涤，之后将得到的硅渣洗水合并到结晶母液中并向其中投加一定量的氟化钠，反应一段时间后，分离反应得到的沉淀物，煅烧，得到冰晶石。在上述工艺过程中，洗涤硅渣会消耗大量的新鲜工艺水，且分离沉淀物后还会得到大量的反应废液(冰晶石母液)，从而造成上述生产氟化铝联产冰晶石工艺的经济性和环境性较差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种低水耗生产氟化铝联产低分子比冰晶石的方法，采用本专利技术提供的方法生产氟化铝并联产低分子比冰晶石时的耗水量和外排废水量较低，具有良好的经济效益和环境效益。本专利技术提供了一种低水耗生产氟化铝联产低分子比冰晶石的方法，包括以下步骤：氢氧化铝和氟硅酸在水中进行反应，之后过滤，得到滤液和硅渣；将所述滤液进行结晶，之后固液分离，得到结晶物和结晶母液；将所述结晶物进行煅烧，得到氟化铝和煅烧尾气；将所述结晶母液和氟化钠混合反应，混合体系中氟化钠与氟化铝的摩尔比为(1.4～1.6)：1，之后固液分离，得到沉淀物和冰晶石母液；将所述沉淀物进行煅烧，得到冰晶石；使用所述冰晶石母液洗涤所述过滤时使用的滤布，然后再用得到的滤布洗水洗涤所述硅渣，之后将得到的硅渣洗水返回到所述混合体系中参与反应。优选的，所述冰晶石母液中的F离子含量为1000～2000ppm；所述冰晶石母液中的Al离子含量为500～900ppm；所述冰晶石母液中的Na离子含量为1500～3000ppm。优选的，还包括：对所述煅烧尾气进行洗涤，得到尾气洗水。优选的，还包括：将所述尾气洗水返回到所述混合体系中参与反应。优选的，洗涤所述煅烧尾气的洗剂为风机冷却水和/或真空泵密封水。优选的，所述混合体系中氟化钠与氟化铝的摩尔比为1.5：1。优选的，所述结晶母液和氟化钠混合反应的温度为90～100℃。优选的，所述结晶母液和氟化钠混合反应的时间为1～3h。优选的，所述沉淀物进行煅烧的温度为500～650℃。优选的，所述沉淀物进行煅烧的时间为0.5～3h。与现有技术相比，本专利技术提供了一种低水耗生产氟化铝联产低分子比冰晶石的方法。本专利技术提供的方法包括以下步骤：氢氧化铝和氟硅酸在水中进行反应，之后过滤，得到滤液和硅渣；将所述滤液进行结晶，之后固液分离，得到结晶物和结晶母液；将所述结晶物进行煅烧，得到氟化铝和煅烧尾气；将所述结晶母液和氟化钠混合反应，混合体系中氟化钠与氟化铝的摩尔比为(1.4～1.6)：1，之后固液分离，得到沉淀物和冰晶石母液；将所述沉淀物进行煅烧，得到冰晶石；使用所述冰晶石母液洗涤所述过滤时使用的滤布，然后再用得到的滤布洗水洗涤所述硅渣，之后将得到的硅渣洗水返回到所述混合体系中参与反应。本专利技术提供的方法使用冰晶石母液代替了新鲜工艺水洗涤滤布和硅渣，并将洗涤后的水洗返回到了合成冰晶石的反应体系中，从而大幅减少了整个氟化铝联产冰晶石工艺路线的耗水量和外排废水量。同时，该方法通过严格控制合成冰晶石的反应体系中的Na/Al分子比，可极大程度降低上述操作对冰晶石合成反应的影响，保证冰晶石的产品质量，具有较好的经济效益和环境效益。实验结果表明，本专利技术生产的冰晶石为六氟铝酸钠和四氟铝酸钠的混合物，Na/Al分子比在1.3～1.4之间，属于低分子比冰晶石(分子比＜2.80)。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例1提供的工艺流程图。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种低水耗生产氟化铝联产低分子比冰晶石的方法，包括以下步骤：氢氧化铝和氟硅酸在水中进行反应，之后过滤，得到滤液和硅渣；将所述滤液进行结晶，之后固液分离，得到结晶物和结晶母液；将所述结晶物进行煅烧，得到氟化铝和煅烧尾气；将所述结晶母液和氟化钠混合反应，混合体系中氟化钠与氟化铝的摩尔比为(1.4～1.6)：1，之后固液分离，得到沉淀物和冰晶石母液；将所述沉淀物进行煅烧，得到冰晶石；使用所述冰晶石母液洗涤所述过滤时使用的滤布，然后再用得到的滤布洗水洗涤所述硅渣，之后将得到的硅渣洗水返回到所述混合体系中参与反应。在本专利技术提供的方法中，首先将氢氧化铝和氟硅酸在水中进行反应。其中，所述氢氧化铝与氟硅酸的重量比优选为1：(1～1.2)，更优选为1：(1.02～1.05)；所述氢氧化铝与水的重量比优选为1：(1～3)，更优选为1:2；所述反应的温度优选为90～105℃，更优选为95～100℃；所述反应的时间优选为15～30min，更优选为20～25min。反应结束后，过滤，分别得到滤液和硅渣。在本专利技术中，得到滤液和硅渣后，将所述滤液进行结晶，之后固液分离，分别得到结晶物和结晶母液。在本专利技术中，得到结晶物和结晶母液后，将所述结晶母液和氟化钠混合反应。其中，所述混合反应的混合体系中，氟化钠与氟化铝的摩尔比为(1.4～1.6)：1，优选为1.5:1；所述混合反应的温度优选为90～100℃，具体可为90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃或100℃；所述混合反应的时间优选为1～3h，具体可为1h、1.5h、2h、2.5h或3h。混合反应结束后，进行固液分离，分别得到沉淀物和冰晶石母液。其中，所述冰晶石母液中含有F离子、Al离子和Na离子。在本专利技术提供的一个实施例中，所述F离子在冰晶石母液中的含量优选为1000～2000ppm，具体可为1000ppm、1100ppm、1200ppm、1300ppm、1400ppm、1500ppm、1600ppm、1700ppm、1800ppm、1900ppm或2000ppm；所述Al离子在冰晶石母液中的含量优选为500～900ppm，具体可为500ppm、550ppm、600ppm、650ppm、70ppm、750ppm、800ppm、850ppm或900ppm；所述Na离子在冰晶石母液中的含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低水耗生产氟化铝联产低分子比冰晶石的方法，包括以下步骤：氢氧化铝和氟硅酸在水中进行反应，之后过滤，得到滤液和硅渣；将所述滤液进行结晶，之后固液分离，得到结晶物和结晶母液；将所述结晶物进行煅烧，得到氟化铝和煅烧尾气；将所述结晶母液和氟化钠混合反应，混合体系中氟化钠与氟化铝的摩尔比为(1.4～1.6)：1，之后固液分离，得到沉淀物和冰晶石母液；将所述沉淀物进行煅烧，得到冰晶石；使用所述冰晶石母液洗涤所述过滤时使用的滤布，然后再用得到的滤布洗水洗涤所述硅渣，之后将得到的硅渣洗水返回到所述混合体系中参与反应。

【技术特征摘要】
1.一种低水耗生产氟化铝联产低分子比冰晶石的方法，包括以下步骤：氢氧化铝和氟硅酸在水中进行反应，之后过滤，得到滤液和硅渣；将所述滤液进行结晶，之后固液分离，得到结晶物和结晶母液；将所述结晶物进行煅烧，得到氟化铝和煅烧尾气；将所述结晶母液和氟化钠混合反应，混合体系中氟化钠与氟化铝的摩尔比为(1.4～1.6)：1，之后固液分离，得到沉淀物和冰晶石母液；将所述沉淀物进行煅烧，得到冰晶石；使用所述冰晶石母液洗涤所述过滤时使用的滤布，然后再用得到的滤布洗水洗涤所述硅渣，之后将得到的硅渣洗水返回到所述混合体系中参与反应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冰晶石母液中的F离子含量为1000～2000ppm；所述冰晶石母液中的Al离子含量为500～900ppm；所述冰晶石母液中的Na离子含量为1500～3000ppm...

【专利技术属性】
技术研发人员：银庆志，黄洪远，蔡天河，游学华，
申请(专利权)人：达州励志环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51