目前国内外生产冰晶石主要有以下几种工艺:
氢氟酸法:可分干法和湿法 干法是将气态氢氟酸在400~700℃和氢氧化铝反应, 生成氟铝酸(H3A iF6),然后用纯碱在高温反应而生成。湿法是将40~60% 的氢氟酸与氢氧化铝反应后再加入纯碱而制得。
氟硅酸法:可分氟化铵中间产物和氟硅酸钠中间产物法,前者系氟硅酸与氨水氨化后再与铝酸钠反应而生成。后者是将磷肥生产中的含氟废气经回收氟硅酸钠后,再经氨化合成等工序而制得。
碳酸化法:在铝酸钠及氟化钠溶液中,通以二氧化碳,亦可制得冰晶石。
制铝工业回收法:从炼铝生产的废气中回收的稀氢氟酸与铝酸钠反应可回收冰晶石。
碱法:将纯碱、荧石、硅砂经焙烧、粉碎、浸取后与硫酸铝反应而得,工业上很少采用。
冰晶石按其氟化钠与氟化铝的分子之比,可分为高分子比冰晶石和低分子比冰晶石。中国国内各电解铝厂大部分使用的是分子比为1.8~2.2的低分子比冰晶石作铝电解的电解质。由于使用高分子比冰晶石在环境保护和经济效益等方面都优于低分子冰晶石,所以中国各电解铝厂普遍逐渐开端使用高分子冰晶石来作铝电解的电解质。冰晶石按其物理性质可分为砂状冰晶石、粒状冰晶石及粉状冰晶石。[2] 冰晶石一、砂状冰晶石的特点为:①熔点低,熔化速度快,可缩短进入正常工作状态的时间;②分子比可在较大的范围内调节,能适应电解槽不同时期对冰晶石分子比的不同要求;③含水份低,氟损失小;④颗粒状,流动性好,利于输送;⑤原料易得,生产成本低。二、粒状冰晶石的特点为:①流动性好,粉尘污染,适合机械化下料;②电解生产中实收率高,可降低电解铝的成本;③分子比在2.5~3.0之间,特别适用于电解铝的启槽;④颗粒大多为1~10mm。三、粉状冰晶石的特点为:①可达到较高的粒度,通常为200目以上;②分子比可达1.75~2.5,有较好的可调性;③超细的产品,325目通过率为98%以上,能满足特殊行业对冰晶石的要求。
(质量标准) 国家标准GB 4291—84
指标名称 特级 一级 二级
氟(F)/%≥ 53 53 53
铝(Al)/%≥ 13 13 13
钠(Na)/%≤ 31 31 31
氧化硅和氧化铁/%≤ 0.25 0.40 0.50
硫酸盐(SO 2- 4 )/%≤ 0.8 1.2 1.5
五氧化二磷(P 2 O 5 )/%≤ 0.02 0.05 0.50
水分/%≤ 0.5 0.8 1.3
注:1.表中化学成分按干基算;
2.产品中氟化钠和氟化铝分子比一般在2左右,需方另有要求时,应在合同中注明。
3.冰晶石为白色粉末。
4.产品中允许有直径大于4mm的结晶,其重量不得超过5%。