7784-18-1 / 电解铝工业辅料—氟化铝

氟化铝的制备方法

按照工艺条件可大致分为：干法和湿法工艺两大类。按照原料的不同，其生产工艺可分为：氟硅酸法、氢氟酸法、氨法、铝盐法以及含氟废气法等。

按工艺条件分类

按原料分类

3.1氢氟酸法

氢氟酸法也称萤石法，其原理为：先用萤石和浓硫酸反应制得含氟化氢的水溶液或无水氟化氢，再加工制得氟化铝产品。

相较湿法，干法制得的氟化铝产品水分含量极低、容重大、产品颗粒大、流动性好。

3.2氟硅酸法

氟硅酸法是利用磷肥（如磷酸铵、重过磷酸钙、过磷酸钙等）的副产物氟硅酸，与氢氧化铝反应制得氟化铝产品。

氟硅酸法生产氟化铝的主要的方法有直接法、氨法和一水物法；主要流程有美国Alcoa流程、奥地利Linz流程、瑞士的Alusuiss流程和法国的A-P流程等。

3.3铵冰渣法（氟铝酸铵法）

铵冰渣是铝材生产过程中表面腐蚀工艺处理析出的废弃物，氟铝酸铵工艺在中国已有专利，但尚未形成产业。该方法主要有两类，一类是湿法工艺，另一种是干法工艺，如铵冰渣直接热分解法和铵渣与氢氧化铝（或氧化铝）混合热分解法。

3.4铝盐法

用于制备氟化铝产品的常见铝盐有氯化铝、硫酸铝、硅酸铝、氟硅酸铝等。

氯化铝法是将氯化铝水溶液与氢氟酸加热到400℃，除去氯化氢气体而制得氟化铝产品。工艺路线简单，但采用了价格昂贵及腐蚀性强的氢氟酸，生产成本大。

硫酸铝法是用硫酸铝加热处理低品位的萤石矿，生成CaSO4沉淀和氟化铝溶液，经过滤、结晶、干燥、脱水即可制得氟化铝产品。该法工艺路线较为复杂，且用到较为紧俏的萤石为原材料，但设备成本较其它方法小。

硅酸铝最直接的来源是天然铝矿，将其直接与氟化氢反应制得氟化铝产品。该方法工艺路线简单，但是采用了价格昂贵的氟化氢气体，且腐蚀性强，使得生产成本及设备费用大大增加。

3.5碳酸氢铵法

碳酸氢铵法制氟化铝主要步骤为：1）用碳酸氢铵与氟硅酸反应制得氟化铵溶液和二氧化硅沉淀；2）用氟化铵与氯化铝反应制得氟化铝产品。

优点：原料综合利用好，制得的产品质量容易达到国家标准；同时还可副产氯化按、硫酸铵等；原料价格相对便宜，同时低溶度的氟硅酸（10％）也适用，为中小型磷肥厂合理利用资源提供了新途径。

缺点：工艺路线较复杂。

3.6氟硼酸法

氟硼酸法是将氟硼酸溶液与氢氧化铝和NH₄OH反应生成AlF₃·NH₄F，在400～500℃下热分解即可制得氟化铝产品。

3.7铝电解含氟废物法

在电解铝的过程中，所用原料中可能含有水分或者电解液面暴露与空气中的水分发生反应而产生HF气体。目前中国普遍采用干法技术回收含氟烟气制氟化铝，干法技术是用某种特定的固体颗粒或粉状物料吸附某些气体物质所进行的气体净化过程。采用电解用氧化铝吸附烟气中的HF制得氟化铝产品，由于Al₂O₃孔隙较高，比表面积较大，是两性化合物，对酸性气体HF气体具有良好的吸附性。

3.8其他路线法

除上述方法外，氟化铝的制备方法还有黏土法、高岭土法以及氟烷烃法等。黏土法和高岭土法的原理都是将原料与酸液（通常都是氢氟酸）反应，浸取其中的Al³⁺，过滤滤渣，将所得滤液结晶，经干燥煅烧得到氟化铝产品。G.B.McVicker等还将γ-Al₂O₃与三氟甲烷在＞350℃的条件下反应制取氟化铝。CHF₃可用CF₄代替，但反应温度必须≥600℃。