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氟化铝

/aluminium fluoride/
条目作者陆正兴

陆正兴

最后更新 2023-03-23
浏览 227
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分子式AlF3,分子量83.98。白色晶体或粉末。工业上通常特指三氟化铝,是一种重要的氟化合物产品。

英文名称
aluminium fluoride
所属学科
化工

常温下氟化铝难溶于水,不溶于酸和碱。氟化铝有多种水合物,包括常用的三水合氟化铝等。氟化铝作为炼铝生产的助熔剂,可以降低熔点和提高电解质的导电率。氟化铝及其络合物95%以上是作为炼铝助熔剂使用。

金属(原)铝工业发展直接推动了氟化铝的需求增长,工业上制备氟化铝的主要原料包括氢氧化铝、氟化氢或浓度为30%以上的氢氟酸或氟硅酸。主要分为干法、湿法和氟硅酸法3种工艺。大部分采用干法工艺生产氟化铝。

在温度为500~600℃的流化床反应器内,气态氟化氢与干燥后的氢氧化铝进行逆流接触、反应,得到氟化铝。其反应式如下:



干法工艺按气态氟化氢的使用方式分为两种:①将成品液体氟化氢经过气化后使用,可得到纯度较高的氟化铝产品;②将氟化氢反应转炉导出的氟化氢气体经过洗涤塔净化后直接使用。后者较前者更为经济。

在温度为80~95℃,用浓度为30%~35%的氢氟酸与氢氧化铝在液相中进行反应,生成AlF3·3H2O沉淀,再经过滤、干燥、煅烧后,得到氟化铝成品,其化学反应如下:

3HF+Al(OH)3→AlF3·3H2O


此法主要缺点是在生产过程中产生大量污水且原料消耗高,脱水时氟化铝易发生水解,造成环境污染,并导致产品纯度、堆密度等性能下降。故该方法现已淘汰。

用浓度为18%~23%的氟硅酸与氢氧化铝干粉进行反应,生成三水氟化铝溶液(AlF3·3H2O)和二氧化硅沉淀,分离出二氧化硅,滤液结晶,得到三水氟化铝晶体,经干燥、煅烧,得到氟化铝成品,其化学反应如下:

H2SiF6+2Al(OH)3+2H2O→2(AlF3·3H2O)+SiO2


该工艺利用磷肥副产物氟硅酸,具有一定的经济效益。但是,该工艺与湿法工艺存在类似的缺陷。

氟化铝主要作为炼铝生产的助熔剂,少量用于铸造、熔焊、铜焊及热焊,还用作陶瓷外层釉彩和珐琅的助熔剂,发酵过程抑制剂成分,有机合成的催化剂及氟化剂,人造冰晶石的原料等,用于制造光导纤维等。

  • 宁延生.无机盐工艺学.北京:化学工业出版社,2013.

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