氟化铝是一种化学物质,其分子式为AlF3。工业上常用结晶水合物AlF3·3H2O。氟化铝有不同的形态,三水氟化铝为无色三斜系晶白色粉末,无水氟化铝为六方斜晶系六面结晶体,属于离子晶体。它的密度为2.88g/cm3,熔点为1040℃,沸点为1291℃。氟化铝不溶于冷水,但可溶于热水,难溶于酸和碱溶液,也不溶于大部分有机溶剂。它与液氨或浓硫酸共加热,或者与氢氧化钾共熔均无反应。氟化铝具有非常稳定的化学性质,加热不分解,直至升华。
氟化铝主要用于炼铝生产,可降低熔点和提高电解质的导电率。在酒精生产中,氟化铝起到抑制副发酵作用的作用。此外,它还被用作陶瓷釉和搪瓷釉的助熔剂和釉药的组分,也可用作冶炼非铁金属的熔剂。
目前,工业上95%以上的氟化铝用于铝工业。它作为冰晶石——氧化铝溶液的添加剂,既可以弥补电解质中氧化铝的损失,又可以降低电解质的分子比,降低电解质的初晶温度,控制铝电解过程中的热平衡,是电解铝行业必不可少的原材料。
湿法制备氟化铝的原料包括酸级萤石粉、浓硫酸和氢氧化铝。首先,将酸级萤石粉与浓硫酸反应,生成氟化氢气体,然后用水吸收氟化氢气体,得到含有30%水的氢氟酸。接下来,将氢氟酸与氢氧化铝进行液-固混合相反应,得到过饱和的氟化铝溶液。最后,通过结晶、过滤、高温煅烧脱水等步骤,制得氟化铝产品。
干法制备氟化铝的原料与湿法相同,包括酸级萤石粉、浓硫酸和氢氧化铝。不同之处在于,干法制备中产生的氟化氢气体需要经过气相净化系统除去粉尘和硫酸,然后与干燥的氢氧化铝(含水量12%)混合,送入双层流化床中进行焙烧脱水和氟化反应,最终制得氟化铝产品。
制备氟化铝的常见铝盐包括氯化铝、硫酸铝、硅酸铝和氟硅酸铝等。氯化铝法是将氯化铝水溶液与氢氟酸加热到400℃,除去氯化氢气体,制得氟化铝产品。硫酸铝法是用硫酸铝加热处理低品位的萤石矿,生成CaSO4沉淀和氟化铝溶液,经过滤、结晶、干燥、脱水即可制得氟化铝产品。硅酸铝可直接与氟化氢反应制得氟化铝产品。
随着低碳经济的推动,全球工业将迎来新一轮的革命。这将促使氟化铝产品朝着更高质量、更高效益的方向发展。无水氟化铝作为干法氟化铝的替代品,将代表氟化铝工业的最高水准。未来,氟化铝的发展趋势将是性能更加优异的产品,并利用磷肥副产的氟资源开拓新的氟源来源途径,生产出无水氟化铝或性能更加优异的氟化铝。
氟化铝是一种多用途的产品,尤其在化工制造行业中应用广泛。然而,由于其在水中具有一定的溶解度,不建议与水混合使用。具体来说,氟化铝是一种有毒物质,因此在操作时需要注意保护皮肤和其他部位。如果不慎接触到眼睛或皮肤,应立即用水清洗,并在必要时使用2%氯化钙进行处理。如果出现严重情况,应及时就医。
氟化铝的熔点为1290摄氏度,沸点为1120摄氏度,闪点为1250摄氏度。在存放时,也需要注意相关的温度和环境条件。
氟化铝外观为无色的三方晶体或白色结晶性粉末。与水溶液或氢氟酸接触时会溶解,在浓硫酸加热后会产生烟雾。
虽然氟化铝具有一定的毒性,但其应用价值非常广泛。例如,它可以作为非铁金属的溶剂,在陶瓷和搪瓷行业中也可以使用。
氟化铝是一种无机化合物,化学式为AlF3。它可以通过氢氧化铝或金属铝和氟化氢反应制备。固体结构与三氧化铼(ReO3)相似,由扭曲的六氟化铝(AlF6)正八面体组成。
氟化铝为无色三斜系晶,外观为白色粉末或很大的斜方晶系六面结晶体。它的密度为3.00g/cm3,熔点为1040℃,沸点(升华)为1272℃。氟化铝略溶于冷水,溶于热水,难溶于酸及碱溶液,不溶于大部分有机溶剂,也不溶于氢氟酸及液化氟化氢。与液氨或浓硫酸共加热,或者与氢氧化钾共熔均无反应。氟化铝不被氢还原,强热不分解但升华,性质非常稳定。加热到300-400℃能被水蒸气部分分解为氟化氢和氧化铝。氟化铝还有三种水合物,即一水物、三水物和九水物。
氟化铝在电解铝的生产中是重要的添加剂,能增加电解质的导电性,以及降低氧化铝的熔点。它还用于铝电解工业中降低电解质的熔化温度和提高导电率,用作非铁金属的熔剂,陶瓷釉和搪瓷釉的助熔剂和釉药的组分,以及精油生产中副发酵作用的抑止剂。此外,氟化铝还用于酒精生产中作为起副发酵作用的抑制剂,金属焊接中用于焊接液,制造光学透镜,以及有机合成的催化剂和人造冰晶石的原料等。
氟化铝可经吸入其粉尘和经食入吸收到体内。
氟化铝的气溶胶可刺激眼睛、皮肤和呼吸道。
氟化铝在20℃时蒸发可忽略不计,但可较快达到空气中有害颗粒物浓度。
反复或长期吸入氟化铝可能引起哮喘,对骨骼和中枢神经系统有影响,可能导致骨骼变化(氟骨症)和神经系统损伤。
氟化铝是一种重要的化工原料,常用于铝电解行业。然而,工业氟化铝的纯度无法满足实验室研究的要求。市售的试剂中,分析纯的无水氟化铝的纯度仅为85%-96%,无法满足基础实验研究的要求。本文介绍了一种制备高纯度无水氟化铝的方法。
氟化铝,又称三水合氟化铝、三水氟化铝,是一种重要的化工原料。工业生产过程中一般得到三水物,经脱水后使用。
制备高纯度无水氟化铝的方法如下:将浓度为40%的氢氧化铝料浆按反应配比加入到盛有浓度为60%的氟化氢铵溶液的反应釜内进行反应。加料时间为25分钟,反应温度控制在100℃。反应生成氟化铝溶液,氨气经吸收得到氨水。将氟化铝溶液结晶,结晶温度为80℃,结晶时间为5小时,得到高纯度的三水氟化铝。
高纯度的无水氟化铝广泛应用于实验室研究中,用于电解质的物理化学及电化学性质的基础研究。市售的试剂无法满足要求,因此需要制备高纯度的无水氟化铝。
CN201711181833.2提供了一种制备成本低、纯度高的无水氟化铝的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种无水氟化铝的制备方法,其特征在于其制备过程使用分析纯的三水氟化铝及氟化氢铵为原料,制备过程的步骤包括:
(1)将三水氟化铝进行干燥,得到AlF3·H2O;
(2)上述干燥得到的AlF3·H2O冷却到室温后,加入氟化氢铵混合均匀;
(3)将步骤(2)的混合物进行焙烧制氟化铝。
该方法成本较低,可以制备纯度高于99.7%,氧化铝含量低于0.05%的无水氟化铝。
[1] 简明精细化工大辞典
[2] CN201711181833.2 一种无水氟化铝的制备方法
[3] CN200610017812.2 一种氟化铝的生产方法