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氟化铝的性质及应用? 1

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氟化铝是一种化学物质,其分子式为AlF3。工业上常用结晶水合物AlF3·3H2O。氟化铝有不同的形态,三水氟化铝为无色三斜系晶白色粉末,无水氟化铝为六方斜晶系六面结晶体,属于离子晶体。它的密度为2.88g/cm3,熔点为1040℃,沸点为1291℃。氟化铝不溶于冷水,但可溶于热水,难溶于酸和碱溶液,也不溶于大部分有机溶剂。它与液氨或浓硫酸共加热,或者与氢氧化钾共熔均无反应。氟化铝具有非常稳定的化学性质,加热不分解,直至升华。

氟化铝的性状图.jpeg

氟化铝的应用领域

氟化铝主要用于炼铝生产,可降低熔点和提高电解质的导电率。在酒精生产中,氟化铝起到抑制副发酵作用的作用。此外,它还被用作陶瓷釉和搪瓷釉的助熔剂和釉药的组分,也可用作冶炼非铁金属的熔剂。

目前,工业上95%以上的氟化铝用于铝工业。它作为冰晶石——氧化铝溶液的添加剂,既可以弥补电解质中氧化铝的损失,又可以降低电解质的分子比,降低电解质的初晶温度,控制铝电解过程中的热平衡,是电解铝行业必不可少的原材料。

氟化铝的制备工艺

(1)湿法制备

湿法制备氟化铝的原料包括酸级萤石粉、浓硫酸和氢氧化铝。首先,将酸级萤石粉与浓硫酸反应,生成氟化氢气体,然后用水吸收氟化氢气体,得到含有30%水的氢氟酸。接下来,将氢氟酸与氢氧化铝进行液-固混合相反应,得到过饱和的氟化铝溶液。最后,通过结晶、过滤、高温煅烧脱水等步骤,制得氟化铝产品。

(2)干法制备

干法制备氟化铝的原料与湿法相同,包括酸级萤石粉、浓硫酸和氢氧化铝。不同之处在于,干法制备中产生的氟化氢气体需要经过气相净化系统除去粉尘和硫酸,然后与干燥的氢氧化铝(含水量12%)混合,送入双层流化床中进行焙烧脱水和氟化反应,最终制得氟化铝产品。

(3)铝盐法制备

制备氟化铝的常见铝盐包括氯化铝、硫酸铝、硅酸铝和氟硅酸铝等。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,制得氟化铝产品。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。硅酸铝可直接与氟化氢反应制得氟化铝产品。

氟化铝的未来发展

随着低碳经济的推动,全球工业将迎来新一轮的革命。这将促使氟化铝产品朝着更高质量、更高效益的方向发展。无水氟化铝作为干法氟化铝的替代品,将代表氟化铝工业的最高水准。未来,氟化铝的发展趋势将是性能更加优异的产品,并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性能更加优异的氟化铝。

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