氟硅酸法氟化铝生产工艺及试验研究

7氟硅酸法氟化铝生产工艺及试验研究氟硅酸法氟化铝生产工艺及试验研究张亚非1，彭秀丽2（1．郑州大学化工学院，河南郑州450001；2．郑州铁路职业技术学院，河南郑州450052）摘摘要：要：脱硅反应过程是A－P工艺的核心部分，讨论反应机理，导出了反应机理速度方程。分析工艺条件对A－P工艺反应过程速度的影响，找出生产过程中的适宜值，并以此开展试验研究，社会经济效益十分明显。关键词：关键词：氟化铝；脱硅；速度方程；试验研究中国分类号中国分类号：TQ114.3目前，我国炼铝工业用氟化铝的生产方法有三种：一种是干法氟化铝生产工艺，其产能为1.5万t⁄a。二是传统的湿法氟化铝生产工艺，产能约为6.4万t/a。三是氟硅酸法氟化铝生产工艺，产能约为1.8万t/a。该三种氟化铝生产工艺，前者技术先进，生产成本低，产品质量好。而传统的湿法氟化铝生产工艺技术水平落后，工程流程长，生产成本高，产品质量差。氟硅酸法生产氟化铝的生产工艺，由于使用的主要原料氟硅酸来源于磷肥生产中的副产品，所以生产成本特别低，且产品质量比较好。氟硅酸法生产出的氟化铝产品由于其价格的绝对优势，必将成为干湿法工艺氟化铝产品的有力的市场竞争对手。在利用副产品氟硅酸生产氟化铝的各种流程中，最具代表性的是氨法流程和直接法工艺。我国最近从法国引进的氟化铝生产技术即A-P工艺也属于直接法工艺，其主要流程是：脱硅反应﹑结晶﹑干燥﹑煅烧。其中脱硅反应过程是工艺过程的核心部分，其操作状况会极大影响氟化铝产品质量和原料氢氧化铝的利用率，从而影响装置的经济效益和市场竞争力。因此，探讨和分析脱硅反应过程对A-P氟化铝生产过程的最优化有着十分重要的意义。但到目前为止，有关脱硅反应过程的研究报道很少，本文将探讨脱硅反应的内在关系和A-P工艺生产中的适宜操作条件及其实验研究。1氟硅酸法氟化铝生产的动力学方程氟硅酸法氟化铝生产的动力学方程[1]包括包括1.1在氟硅酸溶液中加入氢氧化铝固体时，其化学反应方程式为：263232()2()()()2()4()HSiFlAlOHsSiOsAlFaqHOl+→++1.2脱硅化学反应速度方程1(1)mvdCkcqcdt−=−－vk表示体积反应速度常数；vk﹑m﹑q,均为温度函数。2氢氧化铝颗粒宏观反应过程氢氧化铝颗粒宏观反应过程假定氢氧化铝固体为等圆球状颗粒，整个液－固反应过程按以下步骤进行：氟硅酸由溶液