專利名稱：用于鋁電解工業(yè)的鈉冰晶石及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鈉冰晶石，尤其涉及用于鋁電解工業(yè)的鈉冰晶石及其制備方法。
背景技術：
目前鋁電解工業(yè)仍采用傳統(tǒng)的Hall-Heroult法，電解質一直以冰晶石-氧化鋁為基本體系，其中冰晶石往往采用的是六氟鋁酸鈉。鋁電解工業(yè)的電解溫度在960°C左右，電能消耗高，這主要是因為電解質的初晶溫度高，且為使氧化鋁保持較好的溶解度，需保持一定溫度的過熱度。工業(yè)上制備氟鋁酸鈉(鈉冰晶石)的制備方法一般為合成法將無水氫氟酸與氫 氧化鋁反應，生成氟鋁酸，然后在高溫下與氫氧化鈉反應，再經過濾、烘干、熔融、破碎，制得氟鋁酸鈉產品；用此法合成的氟鋁酸鈉其相對分子量為209. 94，分子式為mNaF AlF3(m=3. 0)，熔點為1008°C。現有的工業(yè)合成法制得的鈉冰晶石其分子比為m=2. (T3. 0之間，難以獲得分子比m=l. (Tl. 5之間較為純凈且水含量極低的低分子比鈉冰晶石。因此，現有技術存在電解能耗高，電解質不夠理想的缺點。

發(fā)明內容
為解決現有技術中存在的技術問題，發(fā)明人在電解質的選擇以及制備方法方面進行了大量的探索，預料不到地發(fā)現，以氟鈦酸鈉、氟硼酸鈉或其混合物為原料通過熱化學合成法生產的低分子比鈉冰晶石作為鋁電解體系的電解質，可降低鋁電解工業(yè)的電解溫度，從而降低電能消耗，降低綜合生產成本。本發(fā)明提供一種用于鋁電解工業(yè)的鈉冰晶石，所述鈉冰晶石的分子式為mNaF AlF3, m 為 I L 5。采用上述技術方案，本發(fā)明提供的低分子比鈉冰晶石UNaF AlF3, m為f I. 5)用于鋁電解工業(yè)，氧化鋁的溶解性能得到改善，從而降低了電解溫度，降低了電能消耗，提高了電解效率，降低了綜合生產成本。作為本發(fā)明的進一步改進，所述m為I、I. 2或1.5 ;m=l. (Tl. 5范圍內，HiNaF-AlF3的熔點為96(Tl000°C，鈉冰晶石mNaF AlF3的熔點隨著m的數值上升而略有上升。氧化鋁在3NaF AlF3熔融液體中的溶解度約為7g/L，而氧化鋁在
^XaF-AlF3、NaF* AlFjP |xaF'AlF5熔融液體中的溶解度分別在疒10g/L的范圍，溶解度隨著m的數值下降而略有上升；低分子比鈉冰晶石^XaPAlF3、NaF AlF3和
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|xaF-AlF3用于鋁電解工業(yè)均可降低電解溫度，降低電能消耗，提高電解效率。相應的，本發(fā)明還提供所述用于鋁電解工業(yè)的鈉冰晶石的制備方法，包括如下步驟A)將鋁置于反應器中，升溫至70(T85(TC，往反應器中再加入氟鈦酸鈉、氟硼酸鈉或其混合物；
B)攪拌4 6h后，將上層熔融的液體抽出，得到鈉冰晶石。本發(fā)明提供的制備方法反應條件溫和，容易控制，工藝流程簡單，反應完全，產物質量好。作為本發(fā)明的進一步改進，所述用于鋁電解工業(yè)的鈉冰晶石的制備方法包括如下步驟
A)將鋁置于反應器中，該反應器為密閉容器，抽真空后通入惰性氣體，升溫至70(T850°C，往反應器中再加入氟鈦酸鈉； B)攪拌4 6h后，將上層熔融的液體抽出，得到分子式為
權利要求
1.一種用于鋁電解エ業(yè)的鈉冰晶石，其特征在干所述鈉冰晶石的分子式為mNaF · AlF3, m 為 I L 5。
2.根據權利要求I所述的用于鋁電解エ業(yè)的鈉冰晶石，其特征在于所述m為1、1.2或I.5。
3.—種如權利要求I或2所述的用于鋁電解エ業(yè)的鈉冰晶石的制備方法，其特征在于包括如下步驟 將鋁置于反應器中，升溫至70(T85(TC，往反應器中再加入氟鈦酸鈉、氟硼酸鈉或其混合物； 攪拌4 6h后，將上層熔融的液體抽出，得到鈉冰晶石。
4.根據權利要求3所述的用于鋁電解エ業(yè)的鈉冰晶石的制備方法，其特征在于包括如下步驟
5.根據權利要求3所述的用于鋁電解エ業(yè)的鈉冰晶石的制備方法，其特征在于包括如下步驟 將鋁置于反應器中，該反應器為密閉容器，抽真空后通入惰性氣體，升溫至70(T850°C，往反應器中再加入氟硼酸鈉； 攪拌4 6h后，將上層熔融的液體抽出，得到分子式為NaF · AlF3的鈉冰晶石。
6.根據權利要求3所述的用于鋁電解エ業(yè)的鈉冰晶石的制備方法，其特征在于包括如下步驟 將鋁置于反應器中，該反應器為密閉容器，抽真空后通入惰性氣體，升溫至70(T850°C，往反應器中再加入摩爾比為2 1的氟硼酸鈉與氟鈦酸鈉的混合物； 攪拌4 6h后，將上層熔融的液體抽出，得到分子式為的鈉冰晶石。
7.根據權利要求3所述的用于鋁電解エ業(yè)的鈉冰晶石的制備方法，其特征在于包括如下步驟 將鋁置于反應器中，升溫至70(T850°C，往反應器中加入摩爾比為I x的氟硼酸鈉與氟鈦酸鈉的混合物； 攪拌O. 5飛h后，將上層熔融的液體抽出，得到分子式為^^XaPAlFi的鈉冰晶
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于鋁電解工業(yè)的鈉冰晶石，所述鈉冰晶石的分子式為mNaF·AlF3，m為1~1.5。本發(fā)明提供的低分子比鈉冰晶石(mNaF·AlF3，m為1~1.5)用于鋁電解工業(yè)，可降低電解溫度，降低電能消耗，提高了電解效率，降低了綜合生產成本。
文檔編號C01F7/54GK102649577SQ201210161989
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權日2012年5月23日
發(fā)明者伍衛(wèi)平, 李志紅, 楊軍, 陳學敏 申請人:深圳市新星輕合金材料股份有限公司