Раздел 2. Производство алюминия фтористого технического

"ИТС 19-2016. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство твердых и других неорганических химических веществ" (утв. Приказом Росстандарта от 15.12.2016 N 1883)

Документ утратил силу или отменен

Раздел 2. Производство алюминия фтористого технического

Фторид алюминия в основном используется при получении первичного алюминия, также он может применяться в стекольной промышленности и при производстве эмалей. Добавка фторида алюминия в качестве флюса в электролитические ванны вместе с криолитом и плавиковым шпатом позволяет снизить температуру электролитной массы и повысить текучесть электролита. При производстве первичного алюминия на 1 т продукции расходуется от 15 до 40 кг фторида алюминия. Из-за проблем с эмиссией фтор-газов на предприятиях первичного алюминия потребление фтористых солей значительно снизилось за последние 30 - 40 лет.

Фторид алюминия согласно его физическим свойствам подразделяют на продукт высокой насыпной плотности (High bulk density - HBD) и низкой насыпной плотности (Low bulk density - LBD). Получают эти продукты принципиально разными способами. Первый, так называемым, "сухим" способом, обрабатывая активированный оксид алюминия газообразным фтороводородом, второй - гидрохимическими способами при нейтрализации кремнефтороводородной кислоты (далее КФВК) или фтороводородной кислоты гидроксидом алюминия (в настоящий момент не применяется). В таблице 2.1 приведены физические характеристики и химический состав фторида алюминия различных производителей, и полученный по различным технологиям.

Таблица 2.1

Свойства и состав фторида алюминия

Показатель

HBD "сухой"

LBD

Насыпная плотность, кг/м3

Свободной насыпью

1300 - 1540

650 - 800

После утряски

-

840 - 900

Текучесть, с

< 60

> 120

Угол откоса, град.

32 - 35

35 - 45

Химический состав, %

- AlF3

90 - 94

93 - 98

- Al2O3

8 - 10

< 4

- SO3

0,1 - 0,8

0,01 - 0,1

- SiO2

0,1 - 0,3

0,04 - 0,3

- Fe2O3

0,01 - 0,02

0,01 - 0,02

- P2O5

0,01 - 0,03

0,01 - 0,02

- п.п.п.

0,2 - 1,0

0,6 - 2,5

Вне зависимости от того, что содержание основного вещества в продуктах LBD выше, что, несомненно, является их конкурентным преимуществом, производители первичного алюминия, использующие автоматические системы дозировки реагентов, отдают предпочтение продуктам HBD. Фторид алюминия высокой плотности проще дозируется (без зависания в бункере), и его быстрое погружение в расплавленный электролит позволяет избежать излишних потерь фтора с аспирационными газами за счет пирогидролиза и пылеуноса. Кроме того, производители первичного алюминия, использующие автоматические системы дозировки реагентов, предпочитают использовать фторид алюминия примерно одинаковой плотности с глиноземом.

Эти факты подтверждаются балансом мирового производства и потребления фторида алюминия. В таблице 2.2 представлены данные о мировых мощностях и выпуске фторида алюминия.

Таблица 2.2

Мировое производство фторида алюминия

Компания

Страна

Мощность производства, тыс. т в год

Фактический выпуск, тыс. т в год

AlF3 высокой плотности

New Boliden

Норвегия

40

37

Industries Chimiques de Fluor

Тунис

50

50

Rio Tinto Alcan

Канада

60

60

Tanfac

Индия

20

14

Navin Fluorine Ind.

Индия

6

6

Fluorsid

Италия

65

60

Mexichem

Мексика

60

60

IQM

Мексика

45

18

Derivados Del Fluor

Испания

15

15

Производители в КНР

Китай

415

240

Gulf fluor Abu Dhabi <1>

ОАЭ

60

?

Итого:

836

560

AlF3 низкой плотности

Alufluor

Швеция

22

22

JPMC

Иордания

20

16

SPIC

Индия

3,5

0

Vishac

Индия

3

3

Gresik

Индонезия

12

7

Lifosa

Литва

18

18

Wengfu/Luzhai + 19 установок по производству AlF3 из КФВК

Китай

40

13

АО "ФосАгро-Череповец"

РФ

43

43

АО "ВМУ" <2>

РФ

12,5

0

АО "ГХЗ"

Беларусь

7

3,5

АО "ПКЗ" <2>

РФ

35

0

АО "ЮУКЗ" <2>

РФ

40

0

Итого:

264

125,5

<1> - новое предприятие, введено в эксплуатацию в 2015 г., но по информации на февраль 2016 г. было остановлено из-за проблем со сбытом продукции.

<2> - производства остановлены в 2013 - 14 гг.

Свойства фторида алюминия определяются технологией. Следующие два основных процесса лежат в основе двух наиболее распространенных технологий фторида алюминия:

При использовании газообразного фтороводорода и глинозема по следующей реакции:

Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O

Гидрохимические процессы основаны на реакции КФВК и гидроксида алюминия по следующим реакциям:

H2SiF6 + 2Al(OH)3 = 2AlF3 + SiO2 + 4H2O

При производстве фторида алюминия HBD ("сухой" процесс) в виде отхода генерируется 2,4 - 2,5 т ангидрита сульфата кальция (фторгипса) на 1 т физ. массы AlF3.

При переработке КФВК образуется побочный продукт кремнегель в количестве 0,67 т на 1 т физ. массы AlF3.