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干法氟化铝工艺及控制

一、工艺简介

氟化铝(AlF)是铝电解生产过程中的一种主要辅助材料（主要用作于铝电解的助熔剂，

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用于调整电解槽电解质的分子比水平），其含水量对电解铝生产和净化过程影响很大。氟化

铝生产有代表性的工艺有氢氟酸—湿法工艺、氟化氢—无水工艺(工艺流程见图1)、氟硅酸

法工艺。五十年代初，我国第一家电解铝厂—抚顺铝厂，引进前苏联技术，建成我国首家氟

化盐厂。我国还引进瑞士Buss公司干法工艺，于二十世纪九十年代初在湘乡铝厂建成了无

水氟化铝生产线,现该厂已有三条干法线,目前为世界最大氟化盐生产厂。无水氟化铝具有

主含量高、水分低、堆积比重大的特点，特别适用于电解槽启动后降低电解质分子比。与湿

法产品相比，无水氟化铝在使用中有以下优点：

a、主含量在90%以上，高出湿法产品近5个百分点，杂质含量低，节约了氟化铝用量，

降低了生产成本，有利于提高原铝质量。

b、水分含量低，小于1.0%，远远低于湿法产品水分7.0%的水平，在电解过程中使用无

水氟化铝产品，AlF几乎不发生水解反应，其可利用的有效成份远远高于湿法产品。

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更为主要的是避免了使用湿法产品因氟化铝的水解造成的操作环境恶劣的状况，有利于

环境保护。但传统干法氟化铝工艺，设备投资大，工艺复杂，一条年产万吨级生产线，需投

资上亿元人民币，且后期维护困难，综合成本较高.,所以开发新的干法氟化铝生产工艺成为

该行业的发展方向。氟硅酸法工艺正是在种情况下产生的。该工艺使用了铝型材行业的废渣

—氟铝酸铵，一方面开辟了新的氟资源，另一方面解决了氟铝酸铵的积压和污染问题。该重

大关键技术的突破，开辟了新的干法氟化铝生产工艺，较传统工艺可节约投资约50%。将湿

法和干法工艺相结合，避免了传统湿法工艺脱水过程中的水解效应，对氟化铝行业的技术进

步有积极的推动作用。

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干法氧化铝流程简图

本文介绍氟化氢--无水工艺法制备干法氟化铝工艺及控制方案。如上图所示，背景为工

艺设备安装位置截图，前景为工艺流程简图。干法氟化铝按工艺流程分为氟化氢制备（包括

酸给料、萤石给料、氟化氢反应炉）及氟化铝制备包括流化床、尾气处理、成品处理。流程

如下：1.萤石(CaF)粉料与浓硫酸(98%)及发烟硫酸(103%)的混合物在反应炉里反应生成HF

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气体与石膏(CaSO).HF气体经过净化(酸洗)后在流化床(上下两段)内与干燥后的粉料[AL

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(OH)]反应生成成品(ALF3),成品经过冷却后去包装,尾气进行处理后方空。主设备是流化

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床，流化床分上下两段，正常情况下，干燥后的粉料由给料螺旋（变频控制）从上段底部送

入床内，与下段逆流而上的热氟化氢气体接触反应，产生的尾气由顶部排出去尾气吸收系统。

为使物料充分接触、反应完全，达到流化状态。床上下段的顶底需有一定压差，床内负压由

两个真空泵实现。反应生成的物料由溢流管流入下段或通过排料螺旋送入下段，继续反应生

成的氟化铝由底侧部排出进入冷却工段。如果床温过高，给料螺旋调节能力不够，则可启动

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紧急给料螺旋，将粉料有下段送入达到降温的目的。给料螺旋故障或启动时，料由气力输送

泵直接由上下两段送入床内。流化床如图。

二、控制要求

1）采用大屏幕微机实时监测与控制系统;

2）可供监测与控制的参数包括：

(1)预净化酸流量控制,预净化酸泵槽液位控制,硫酸送料槽液位控制,发烟硫酸送料槽

液位控制,中央吸收净化器出口温度控制,硫酸一级预热器出口温度控制,大气冷凝塔进水流

量控制,预反应器转速控制,HF反应炉内压力,流化床锥部负压控制,I号粗酸泵槽液位控制,

II号粗酸泵槽液位控制,再氟器出气温度控制