專利名稱：：一種利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)冰晶石的方法，具體涉及一種利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法。
背景技術(shù)：
：冰晶石是重要的無機(jī)氟化鹽，一般指氟鋁酸鈉，其分子式為Na3AlF6。冰晶石主要用作電解鋁行業(yè)的助熔劑，還可用作農(nóng)作物的殺蟲劑、搪瓷乳白劑、遮光劑等。冰晶石天然礦很少，目前世界上僅格陵蘭島有可供開采的冰晶石礦，遠(yuǎn)不能滿足需求，因此目前絕大多數(shù)的冰晶石都是人工合成的。人工合成冰晶石的氟主要來源于螢石和磷礦石，而螢石和磷礦石都屬于不可再生資源，尤其螢石是重要的戰(zhàn)略資源，其開采和使用受到世界各國的限制。因此，世界各國除積極開展利用磷肥氟資源外，也在大力開發(fā)利用工業(yè)含氟廢渣來回收冰晶石。電解鋁行業(yè)是冰晶石的最大用戶，在電解鋁過程中副產(chǎn)的含氟廢渣，其中約含30%的冰晶石，12%的氧化鋁，l3%的氧化鈣，其余為瀝青碳粒、石墨、碳化鋁以及少量硅、鐵等雜質(zhì)，因其雜質(zhì)含量高，以往都堆棄處理，既污染了環(huán)境，又造成氟的浪費(fèi)。目前利用電解鋁含氟廢渣制冰晶石的方法主要有兩種，一種是采用浮選的方法除去含氟廢渣中的碳素，再用氫氟酸提純冰晶石；一種是將含氟廢渣直接高溫煅燒脫碳。采用浮選加氫氟酸提純的方法，在浮選后，還有約5%的碳素是不能除去的，這是因?yàn)楹鷱U渣中含有磷狀石墨，在進(jìn)行球磨浮選時(shí)，由于鱗狀石墨的層狀結(jié)構(gòu)不易被磨細(xì)，所以影響浮選效果，在用氫氟酸提純后，得到的冰晶石產(chǎn)品還是含有約5%的碳素，因此冰晶石產(chǎn)品外觀呈現(xiàn)灰白色，質(zhì)量較差。采用高溫煅燒脫碳的方法雖然可以將碳脫除，但其他雜質(zhì)卻不能除去，嚴(yán)重影響冰晶石的質(zhì)量，而且采用高溫煅燒能耗高，增加了冰晶石成本，污染嚴(yán)重。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法，該方法包括以下步驟(1)將電解鋁含氟廢渣粉碎至180350目，然后進(jìn)行浮選，得到含有質(zhì)量百分比為5%10%碳素的粗冰晶石；(2)將粗冰晶石放入反應(yīng)釜中，再向反應(yīng)釜中加入水，水的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的515倍，攪拌均勻；(3)繼續(xù)攪拌，向反應(yīng)釜中加入混酸溶液，混酸溶液的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的1/51/2，之后升溫至50IO(TC，攪拌O.51小時(shí)，停止攪拌，其中所述混酸溶液為濃硫酸、濃硝酸和濃氫氟酸的混合液，混酸溶液中濃硫酸、濃硝酸和濃氫氟酸的體積比為V濃硫酸.V濃硝酸.乂濃氫氟酸=1.(36).(25);(4)停止攪拌后，反應(yīng)釜中的料漿用離心機(jī)分離，得到的固體經(jīng)干燥即得產(chǎn)品冰晶3石，母液返回步驟(3)循環(huán)利用，循環(huán)利用23次后，返回步驟(2)使用。其中，步驟(3)中所述濃硫酸為質(zhì)量百分比為98%的硫酸，所述濃硝酸為質(zhì)量百分比為65%的硝酸，所述濃氫氟酸為質(zhì)量百分比為47%的氫氟酸；混酸溶液中濃硫酸、濃硝酸和濃氫氟酸的體積比優(yōu)選為v斜節(jié)酸v濃銷酸v濃氫氟酸二i:5:2。其中，步驟(4)中所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為4080轉(zhuǎn)/秒。本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品冰晶石呈白色，質(zhì)量合格，達(dá)到冰晶石國家標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明的生產(chǎn)方法工藝簡單，設(shè)備投資少，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢液全部循環(huán)利用，沒有污染，環(huán)保效益良好。生產(chǎn)的冰晶石產(chǎn)品成本極低，僅為2000元/噸，而和本發(fā)明產(chǎn)品冰晶石具有相同質(zhì)量的工業(yè)化生產(chǎn)的冰晶石售價(jià)達(dá)4500元/噸，因此本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)效益顯著。具體實(shí)施方式實(shí)施例1—種利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法，包括以下步驟(1)用球磨機(jī)將電解鋁含氟廢渣粉碎至180350目，然后進(jìn)行浮選，得到含有質(zhì)量百分比為5%碳素的粗冰晶石；(2)將粗冰晶石放入反應(yīng)釜中，再向反應(yīng)釜中加入水，水的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的15倍，攪拌均勻；(3)繼續(xù)攪拌，向反應(yīng)釜中加入混酸溶液，混酸溶液的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的1/2，之后升溫至5(TC，攪拌1小時(shí)，停止攪拌，其中混酸溶液為濃硫酸、濃硝酸和濃氫氟酸的混合液，混酸溶液中濃硫酸、濃硝酸和濃氫氟酸的體積比為v濃硫gg:v濃硝酸v濃氫氟酸二i:3:2;(4)停止攪拌后，反應(yīng)釜中的料漿用離心機(jī)分離，離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)/秒，得到的固體經(jīng)干燥即得產(chǎn)品冰晶石，母液返回步驟(3)循環(huán)利用，循環(huán)利用3次后，返回步驟(2)使用。實(shí)施例2—種利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法，包括以下步驟(1)用球磨機(jī)將電解鋁含氟廢渣粉碎至180350目，然后進(jìn)行浮選，得到含有質(zhì)量百分比為10%碳素的粗冰晶石；(2)將粗冰晶石放入反應(yīng)釜中，再向反應(yīng)釜中加入水，水的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的5倍，攪拌均勻；(3)繼續(xù)攪拌，向反應(yīng)釜中加入混酸溶液，混酸溶液的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的1/5，之后升溫至IO(TC，攪拌0.5小時(shí)，停止攪拌，其中混酸溶液為濃硫酸、濃硝酸和濃氫氟酸的混合液，混酸溶液中濃硫酸、濃硝酸和濃氫氟酸的體積比為v濃硫gg:v濃硝酸v濃氫氟酸二i:5:2;(4)停止攪拌后，反應(yīng)釜中的料漿用離心機(jī)分離，離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為65轉(zhuǎn)/秒，得到的固體經(jīng)干燥即得產(chǎn)品冰晶石，母液返回步驟(3)循環(huán)利用，循環(huán)利用2次后，返回步驟(2)使用。實(shí)施例3—種利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法，包括以下步驟4(1)用球磨機(jī)將電解鋁含氟廢渣粉碎至180350目，然后進(jìn)行浮選，得到含有質(zhì)量百分比為8%碳素的粗冰晶石；(2)將粗冰晶石放入反應(yīng)釜中，再向反應(yīng)釜中加入水，水的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的IO倍，攪拌均勻；(3)繼續(xù)攪拌，向反應(yīng)釜中加入混酸溶液，混酸溶液的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的1/4，之后升溫至7(TC，攪拌1小時(shí)，停止攪拌，其中混酸溶液為濃硫酸、濃硝酸和濃氫氟酸的混合液，混酸溶液中濃硫酸、濃硝酸和濃氫氟酸的體積比為v濃硫gg:v濃硝酸v濃氫氟酸二i:6:5;(4)停止攪拌后，反應(yīng)釜中的料漿用離心機(jī)分離，離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/秒，得到的固體經(jīng)干燥即得產(chǎn)品冰晶石，母液返回步驟(3)循環(huán)利用，循環(huán)利用3次后，返回步驟(2)使用。實(shí)施例1實(shí)施例3中，使用的濃硫酸為質(zhì)量百分比為98%的硫酸，濃硝酸為質(zhì)量百分比為65%的硝酸，濃氫氟酸為質(zhì)量百分比為47%的氫氟酸。實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3制得的冰晶石產(chǎn)品的質(zhì)量分析結(jié)果見表1所示。表1各實(shí)施例冰晶石產(chǎn)品的質(zhì)量分析結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求一種利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)將電解鋁含氟廢渣粉碎至180～350目，然后進(jìn)行浮選，得到含有質(zhì)量百分比為5％～10％碳素的粗冰晶石；(2)將粗冰晶石放入反應(yīng)釜中，再向反應(yīng)釜中加入水，水的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的5～15倍，攪拌均勻；(3)繼續(xù)攪拌，向反應(yīng)釜中加入混酸溶液，混酸溶液的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的1/5～1/2，之后升溫至50～100℃，攪拌0.5～1小時(shí)，停止攪拌，其中所述混酸溶液為濃硫酸、濃硝酸和濃氫氟酸的混合液，混酸溶液中濃硫酸、濃硝酸和濃氫氟酸的體積比為V濃硫酸∶V濃硝酸∶V濃氫氟酸＝1∶(3～6)∶(2～5)；(4)停止攪拌后，反應(yīng)釜中的料漿用離心機(jī)分離，得到的固體經(jīng)干燥即得產(chǎn)品冰晶石，母液返回步驟(3)循環(huán)利用，循環(huán)利用2～3次后，返回步驟(2)使用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法，其特征在于，步驟(3)中所述濃硫酸為質(zhì)量百分比為98%的疏酸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法，其特征在于，步驟(3)中所述濃硝酸為質(zhì)量百分比為65%的硝酸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法，其特征在于，步驟(3)中所述濃氫氟酸為質(zhì)量百分比為47%的氫氟酸。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法，其特征在于，步驟(3)中，混酸溶液中濃疏酸、濃硝酸和濃氫氟酸的體積比優(yōu)選為v濃硫gg:v濃硝酸v濃氫氟酸二l:5:2。6.根據(jù)權(quán)利要求i所述的利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法，其特征在于，步驟(4)中所述離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為4080轉(zhuǎn)/秒。全文摘要本發(fā)明公開了一種利用電解鋁含氟廢渣生產(chǎn)冰晶石的方法，該方法包括以下步驟(1)將電解鋁含氟廢渣粉碎至180～350目，然后進(jìn)行浮選，得到含有質(zhì)量百分比為5％～10％碳素的粗冰晶石；(2)將粗冰晶石放入反應(yīng)釜中，再向反應(yīng)釜中加入水，水的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的5～15倍，攪拌均勻；(3)繼續(xù)攪拌，向反應(yīng)釜中加入混酸溶液，混酸溶液的質(zhì)量為粗冰晶石質(zhì)量的1/5～1/2，之后升溫至50～100℃，攪拌0.5～1小時(shí)，停止攪拌；(4)停止攪拌后，反應(yīng)釜中的料漿用離心機(jī)分離，得到的固體經(jīng)干燥即得產(chǎn)品冰晶石，母液返回步驟(3)循環(huán)利用，循環(huán)利用2～3次后，返回步驟(2)使用。本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品冰晶石呈白色，質(zhì)量合格，達(dá)到冰晶石國家標(biāo)準(zhǔn)要求。文檔編號(hào)C01F7/54GK101734701SQ20091031275公開日2010年6月16日申請(qǐng)日期2009年12月30日優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日發(fā)明者馮光明,張紅忠,朱彥青,楊艷琴,閆春生申請(qǐng)人:朱彥青;閆春生