制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體而言，涉及制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法。該方法，包括：將含鋁物質(zhì)和氟化物混合后進(jìn)行氟化反應(yīng)，得到氣態(tài)三氟化鋁和氟化物中陽離子的氧化物；將氣態(tài)三氟化鋁高溫水解得到納米級(jí)的氧化鋁和氟化氫氣體；將氟化氫氣體和氟化物中陽離子的氧化物反應(yīng)，重新得到氟化物。在整個(gè)反應(yīng)中，氟元素基本沒有任何損失，氟化物作為反應(yīng)物，在最后反應(yīng)中又重新得到，在含鋁化合物的制備中，進(jìn)行氟化物循環(huán)利用。
【專利說明】制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體而言，涉及制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氟化工產(chǎn)品中的氟主要來自于螢石，螢石是不可再生資源，同時(shí)是一種戰(zhàn)略資源。高效利用現(xiàn)有氟資源和節(jié)約現(xiàn)有的螢石資源已成為氟化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。氟化物在使用過程中會(huì)產(chǎn)生多種廢棄物，例如氟化銨、氟化氫銨作為蝕刻劑產(chǎn)生的廢渣氟鋁酸銨和電解鋁生產(chǎn)過程副產(chǎn)的含氟炭渣等，都長(zhǎng)期作為廢物存放；電解過程產(chǎn)生大量氫氟酸和四氟化鋁等氣體及氟化鋁、氟化鈣等粉塵；煉銅過程采用螢石(CaF2)作助熔劑，所以煙塵中含有大量氟化鈣、氟化氫等有害物質(zhì)；鎂、鋁在鑄造中亦產(chǎn)生氟化氫及四氟化鋁等?？梢哉f，氟化物廣泛應(yīng)用于各種化學(xué)生產(chǎn)中，但是這些應(yīng)用均會(huì)產(chǎn)生許多含氟廢品，無法做到氟化物的循環(huán)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，以解決上述的問題。
[0004]在本發(fā)明實(shí)施例提 供了一種制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，包括:
[0005]將含鋁物質(zhì)和氟化物混合后進(jìn)行氟化反應(yīng)，得到氣態(tài)三氟化鋁和所述氟化物中陽離子的氧化物；
[0006]將所述氣態(tài)三氟化鋁高溫水解得到納米級(jí)的氧化鋁和氟化氫氣體；
[0007]將所述氟化氫氣體和所述氟化物中陽離子的氧化物反應(yīng)，重新得到氟化物；
[0008]所述含鋁化合物包括以下任一種=AlF3或納米Al2O3。
[0009]本發(fā)明實(shí)施例提供制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在該循環(huán)利用氟化物的方法中，首先將氟化物與含鋁物質(zhì)進(jìn)行混合后進(jìn)行氟化反應(yīng)，由于鋁為親氟物質(zhì)，能優(yōu)先與氟發(fā)生反應(yīng)，生成高溫下為氣態(tài)的三氟化鋁和氟化反應(yīng)產(chǎn)物，再利用氣態(tài)三氟化鋁的水解制成高純的納米級(jí)的氧化鋁和氟化氫氣體，然后將氟化氫氣體再與氟化物中陽離子的氧化物反應(yīng)，重新得到氟化物。在整個(gè)反應(yīng)中，氟元素基本沒有任何損失，氟化物作為反應(yīng)物，在最后反應(yīng)中又重新得到，在含鋁化合物的制備中，進(jìn)行氟化物循環(huán)利用。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面通過具體的實(shí)施例子對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0011 ] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，包括:[0012]將含鋁物質(zhì)和氟化物混合后進(jìn)行氟化反應(yīng)，得到氣態(tài)三氟化鋁和所述氟化物中陽離子的氧化物；
[0013]將氣態(tài)三氟化鋁高溫水解得到納米級(jí)的氧化鋁和氟化氫氣體；
[0014]將氟化氫氣體和所述氟化物中陽離子的氧化物反應(yīng)，重新得到氟化物；
[0015]所述含鋁化合物包括以下任一種=AlF3或納米Al2O3。 [0016]在該循環(huán)利用氟化物的方法中，首先將氟化物與含鋁物質(zhì)進(jìn)行混合后進(jìn)行氟化反應(yīng)，由于鋁為親氟物質(zhì)，能優(yōu)先與氟發(fā)生反應(yīng)，生成高溫下為氣態(tài)的三氟化鋁和氟化物中陽離子的氧化物反應(yīng)產(chǎn)物，再利用氣態(tài)三氟化鋁的水解制成高純的納米級(jí)的氧化鋁和氟化氫氣體，然后將氟化氫氣體再與氟化反應(yīng)后生成的氟化物中陽離子的氧化物反應(yīng)反應(yīng)，重新得到氟化物。在整個(gè)反應(yīng)中，氟元素基本沒有任何損失，氟化物作為反應(yīng)物，在最后反應(yīng)中又重新得到，在含鋁化合物的制備中，進(jìn)行氟化物循環(huán)利用。
[0017]接下來，本發(fā)明將通過一個(gè)具體的制備步驟來詳細(xì)描述:
[0018]步驟101，將含鋁物質(zhì)(MxOy.ηΑ1203)和氟化物(AFz)混合，得到混合物；
[0019]該混合中，氟化物占混合物的質(zhì)量百分比為20-80%。含鋁物質(zhì)和氟化物的粒徑均小于等于7毫米，原則上來說，粒徑越小反應(yīng)越充分。氟化物若為固體，其粒徑也小于等于7毫米。
[0020]含鋁物質(zhì)及其它含鋁物質(zhì)包括以下一種或多種=Al2O3粗顆粒、含Al2O3的復(fù)合物、含Al2O3的廢料，其中，含Al2O3的復(fù)合物包括以下一種或多種:鋁礬土、高嶺石、鋁氯石膏。
[0021]氟化物包括以下一種或多種:NaF、NH4F、氫氟酸、NH4HF2、CaF2。
[0022]在不同實(shí)施例中，含鋁物質(zhì)和氟化物的組合方式見下表1:
[0023]表1
[0024]
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，其特征在于，包括: 將含鋁物質(zhì)和氟化物混合后進(jìn)行氟化反應(yīng)，得到氣態(tài)三氟化鋁和所述氟化物中陽離子的氧化物； 將所述氣態(tài)三氟化鋁高溫水解得到納米級(jí)的氧化鋁和氟化氫氣體； 將所述氟化氫氣體和所述氟化物中陽離子的氧化物反應(yīng)，重新得到氟化物； 所述含鋁化合物包括以下任一種:納米ai2o3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，其特征在于，在所述氟化氫氣體和所述氟化物中陽離子的氧化物反應(yīng)中，反應(yīng)溫度為.100-600°C，反應(yīng)時(shí)間為1-5小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，其特征在于，所述氣態(tài)三氟化鋁高溫水解的水解溫度為500-1200°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，其特征在于，在所述含鋁物質(zhì)和所述氟化物混合中，所述氟化物的質(zhì)量百分含量為20-80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，其特征在于，混合中，所述含鋁物質(zhì)的粒徑小于等于7毫米；當(dāng)所述氟化物為固態(tài)時(shí)，其粒徑均小于等于7毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，其特征在于，當(dāng)所述氟化物為固態(tài)時(shí)，所述氟化反應(yīng)為煅燒；所述氟化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為1250~1600°C ;當(dāng)所述氟化物為氫氟酸時(shí)，所述氟化反應(yīng)的溫度為100-200°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，其特征在于，所述氟化反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為1-5小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，其特征在于，所述含鋁物質(zhì)包括以下一種或多種:A1203粗顆粒、含Al2O3的復(fù)合物、含Al2O3的廢料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，其特征在于，所述含Al2O3的復(fù)合物包括以下一種或多種:鋁礬土、高嶺石、鋁氯石膏。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備含鋁化合物的過程中高效循環(huán)利用氟化物的方法，其特征在于，所述氟化物包括以下一種或多種:NaF、NH4F、氫氟酸、NH4HF2、CaF2。
【文檔編號(hào)】C01F7/22GK103936044SQ201410066849
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】楊先金, 章林, 劉瑞, 史春華, 龔龍江 申請(qǐng)人:貴州萬方鋁化科技開發(fā)有限公司