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电解铝里面的无水氟化铝是有利的原因分析 第3页

更新时间:2012-2-18:  来源:毕业论文
(1)主反应方程式。
  3HF + Al(OH)3 AlF3 ·3H2O 煅 烧 AlF3 + 3H2O
  (2)副反应方程式。
  3H2SO4+ 2Al(OH)3 Al2(SO4)3 +6H2O
  3H2SO3 + 2Al(OH)3 Al2(SO3) 3+6H2O
  H2SiF6+ 2Al(OH)3 2AlF3 + SiO2 + 3H2O
  3H3PO4 + 2Al(OH)3 Al2(PO4) 3+6H2O
  湿法氟化铝将得到的氟化氢气体用水吸收为30%的氢氟酸,在吸收过程中,氟化氢气体中的杂质也同时被吸收,因此这种30%的氢氟酸中含有较多的硫酸、氟硅酸、磷酸等。和氢氧化铝反应时,先生成过饱和的氟化铝溶液,然后经结晶得到三水氟化铝晶体,再将三水氟化铝煅烧脱水得到氟化铝。同时在溶液中存在如上副反应。生成产物或以固体形式进入氟化铝,或以吸附、夹晶等形式在氟化铝结晶时进入氟化铝,从而影响湿法氟化铝产品质量。而且湿法氟化铝生产过程中先生成三水氟化铝结晶,再煅烧脱水,在这个过程中三水氟化铝结晶水从晶格中脱去,造成晶体破裂,粒度变小,因而得到的氟化铝松装密度较低,一般在0.7g/cm3。
  b、干法氟化铝
  (1)主反应方程式。
  2Al(OH)3 煅 烧 Al2O3+ 3H2O
  HF(粗气) +Al2O3 双层流化床 AlF3 + 3H2O
  (2)副反应方程式
  3H2SO4+ Al2O3 Al2(SO4)3 + 3H2O
  3H2SO3 + Al2O3 Al2(SO3) 3+ 3H2O
  H2SiF6 + Al2O3 2AlF3 + SiO2 + H2O
  3H3PO4 + Al2O3 Al2(PO4) 3+ 3H2O
  干法氟化铝先将氢氧化铝煅烧为氧化铝,再和未经精馏精制的氟化氢粗气反应。氢氧化铝煅烧得到氧化铝的过程也存在着脱去晶格中水的过程,造成晶体破裂,因此煅烧后氧化铝粒度较煅烧前要小,这会影响到随后合成氟化铝的力度,因此干法氟化铝的松装密度一般在1.3-1.5g/cm3。
  同时反应过程中存在以上副反应,只是在干法氟化铝流化床反应器中,温度高,气体流速较快,杂质气体与水生成的硫酸、亚硫酸、磷酸和氧化铝不能充分反应,因此氟化铝中杂质含量要低于湿法氟化铝。

  c、无水氟化铝  (1)主反应方程式
  HF + 2Al(OH)3 循环流化床 AlF3 + 6H2O
  (2)副反应方程式
  3H2SO4+ 2Al(OH)3 Al2(SO4)3 + 6H2O
  3H2SO3+ 2Al(OH)3 Al2(SO3)3 + 6H2O
  H2SiF6+ 2Al(OH)3 2AlF3+ SiO2 +4 H2O
  3H3PO4 + 2Al(OH)3 Al2(PO4) 3+ 6H2O
  无水氟化铝先将氟化氢粗气精馏精制,除去绝大部分的气体杂质,得到99.9%以上的无水氟化氢,再和水分含量约6%的氢氧化铝在循环流化床中反应,副反应几乎没有,极大降低了氟化铝中的杂质含量。氢氧化铝不经煅烧脱水,减少晶体破裂,又因高膨循环流化床具有气固分布一致、径向混合良好、气固接触充分等特点,使得得到的氟化铝具有松装密度大(一般不小于1.6g/cm3)、水分含量低的优点。  1.2.2.3总结

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