第一章概況
1、 產品發展概況
1.1市場應用
隨著中國電解鋁行業的快速發展，隨著電解鋁生產廠家環境保護意識的進一步加強，乾法氟化鋁以其產品的高品質、低能耗、生產及使用過程的清潔性和環保性正愈來愈受到廣大電解鋁客戶和氟化鹽生產廠家的青睞。乾法氟化鋁代替濕法氟化鋁已是大勢所趨。作為中國當前為數不多的相對短缺的產品，乾法氟化鋁產品由於其較高的產值和附加值，良好的出口前景，正日益引起投資者的關注。
1.2國際市場
美鋁公司總裁helmutwieser**,未來20年內，鋁的年消費量將從目前的3000多萬噸增長至6000萬噸。
根據中國鋁業公司的**，預計今後５年中國鋁消費增長率將保持在14%左右，按此推算，2023年中國鋁消費量將達到1350萬噸，中國原鋁產量與消費量將達到基本平衡。
2023年全球原鋁產量達3,193萬噸，與上年同期相比增加7.0%，中國原鋁產量達781萬噸，與上年同期相比增加16.7%。
全球鋁消費量達3,187萬噸，與上年同期相比增加5.9%，2023年中國鋁消費量達707萬噸，與上年同期相比增長了18.0%。
按2023年全球原鋁產量3,193萬噸估算的全球氟化鋁的需求量約為70萬噸，按2023年中國781萬噸估算的中國的氟化鋁的需求量約為20萬噸。預計到2023年全球原鋁產量將達到3500萬噸，屆時氟化鋁的需求量近80萬噸，2023年中國原鋁產量將達到1100萬噸，屆時的氟化鋁的需求量近30萬噸。
1.3國內市場
根據世界最大的鋁生產商美國鋁業公司（alcoa）**，2005至2023年期間中國鋁需求增長速度將在12.5%左右。雖然2023年中國已經成為世界最大的鋁消費國，消費量高達698萬噸，但中國的人均鋁消費量5.
5千克/年，僅為世界其它主要消費國德國和日本的1/6，中國鋁工業面臨良好的發展機遇，中國因素正在世界鋁業界發揮著越來越重要的影響。我國電解鋁自2023年開始實現淨出口，由於鋁的應用領域在不斷擴充套件和深化，全國124個行業中已有100多個行業用鋁，鋁的消費在不斷擴充套件。中國的原鋁在今後相當長的一段時期依然有較大的發展潛力。
目前，國內原鋁企業133家，總生產能力約520萬噸/年，佔全球總產能的18%，而2023年的生產能力433萬噸/年（佔世界總產能的15.7%），上公升了20%。2023年產量425萬噸/年，預計2023年的生產能力可超過750萬噸/年，將佔全球那時總產能的24%。
中國目前還有約125萬噸/年生產能力的自焙槽，在2023年以前或者被改為預焙槽，或者被關閉。其中生產能力大於或等於10萬噸/年的有17家，佔全國總產能的一半。從目前氟化鋁市場看，濕法氟化鋁產品仍佔據主導地位，但隨著國內電解鋁技術改造的不斷公升級和國家環保力度的加強，國內許多電解鋁廠家在改造中紛紛將自焙技術改為預焙技術。
預焙技術要求必須使用乾法氟化鋁產品。因此，國內乾法氟化鋁產品的需求量會逐年提高，預計到2023年乾法氟化鋁市場需求量約14萬噸/年，除去已生產的乾法氟化鋁廠家外，預計到2023年乾法氟化鋁市場空間還有6-6.5萬噸/年。
2、物理、化學性質概況
2.1性質
氟化鋁是鋁電解生產中最主要的一種新增劑，通常用於調整電解質的分子比。分子式為：alf3 ；分子量為83.
977；針狀結晶、白色粉末，比重為2.88-3.13。
乾法氟化鋁化學性質非常穩定，在加熱條件下不會被氫還原，也不會與鹽酸發生作用。乾法氟化鋁其主要成分alf3含量≥92%，具有粒度粗、容重大、含水量低的特點，在電解鋁工業的使用過程中有利於降低消耗，對環境汙染小等優點。主要用於電解鋁行業，作為氧化鋁熔融電解質的調整劑，可降低電解溫度，增強導電性能，降低分子比，有利於氧化鋁的電解。
氟化鋁還可用於陶瓷行業、焊接劑和催化劑行業。
2.2與濕法氟化鋁相比
第二章乾法氟化鋁生產工藝
1、工藝簡介
1.1流程簡介
該工藝整個裝置流程較短，主要分為氟化氫製取和氟化鋁合成兩個部分，即用濃硫酸和螢石在外加熱式回轉爐中反應生產氟化氫氣體，經淨化後再匯入流化床反應器的底部作為流化氣體，在流化床內由反應器上部加入乾燥後的氫氧化鋁直接作用得到氟化鋁。
其工藝流程圖如下：
幹螢石粉採用風力傳送至螢石儲倉，經由倉下濃相輸送將物料送至計量秤。經計量後進入預反應器。
濃硫酸經計量、預熱後進入發煙硫酸反應釜 ，在此與發煙硫酸混合，然後進入外熱式氟化氫反應爐與螢石混合。在外熱式氟化氫反應爐中，物料將按下式反應：
h2so4+caf2=2hf+caso4
外熱式氟化氫反應爐採用內返渣技術，使反應更加徹底，避免裝置腐蝕。最後完成上述反應，反應過程中所需的熱量由天然氣燃燒後的燃氣提供，高溫燃氣與部分尾氣混合，進入氟化氫反應窯的夾套間，間接加熱窯內的物料。從夾套排出的尾氣經高溫風機一部分送入混合室，另一部分則經熱交換器降溫後從煙囪排入大氣。
從熱交換器出來的空氣進入燃燒噴嘴，作為天然氣的助燃空氣。
從氟化氫反應窯排出的爐渣即無水石膏，由排渣螺旋送到石膏中和螺旋用消石灰中和剩餘微量的硫酸，然後用輸送裝置將石膏送到倉庫，裝車外運。
從氟化氫反應爐排出的氟化氫氣體先進入預淨化塔，用硫酸洗去氣體中的粉塵、硫酸霧和水分。淨化後的氟化氫氣體再經氣液分離，然後匯入多層氟化鋁流化床反應器的底層。
溼氫氧化鋁（含游離水12%--14%）經氣流懸浮乾燥器乾燥、分級後，採用濃相輸送到幹氫氧化鋁倉，再經計量後進入多層氟化鋁流化床反應器的頂層和底層。
從底層進入的氟化氫氣體與頂層加入的幹氫氧化鋁，在多層流化床反應器中激烈反應，釋放出的反應熱，足可維持化學反應所需的溫度，反應式如下：
3hf+al(oh)3=alf3+3h2o
多層流化床反應器中產生的氟化鋁成品，經冷卻、計量後送到成品倉庫包裝、儲存。
從多層流化床反應器排出的氣體經除塵、冷凝洗滌後用真空幫浦將尾氣送到尾氣**吸收淨化器進行淨化洗滌，洗滌後的廢氣用風機經煙囪排入大氣。
1.2 原材料要求
1.2.1螢石的技術要求
我國螢石精礦粉的國家標準及本專案對螢石粉的技術要求見下表：
螢石技術要求
從上表可知，除p2o5國家標準中無規定外，其他指標均可滿足本專案的要求。
粒度: 我國螢石精礦粉的國家標準中對粒度的規定: 過200目篩》60%。本專案對螢石粉的粒度要求如下:
——在325目篩（篩孔0.045mm）上篩餘 15-50 %
——通過70目篩（篩孔0.2mm90 %
——全部通過35目篩（篩孔0.5mm）
經篩分析證實,我國現有螢石粉的粒度可以滿足本專案的要求。
1.2.2濃硫酸技術要求
我國濃硫酸的國家標準及本專案對濃硫酸的技術要求見下表：
濃硫酸技術要求
1.2.3發煙硫酸技術要求
我國發煙硫酸的國家標準及本專案對發煙硫酸的技術要求見下表：
發煙硫酸技術要求：
1.2.4氫氧化鋁技術要求
我國氫氧化鋁的國家標準及本專案對氫氧化鋁的要求見下表：
氫氧化鋁技術要求
粒度: 我國的氫氧化鋁國家標準中對粒度無規定。
本專案對氫氧化鋁的粒度要求如下:
——在325目篩（篩孔0.045mm）篩下 3-8 %
——通過70目篩（篩孔0.2mm） ≥95 %
——全部通過35目篩（篩孔0.5mm）
經篩分析證實,我國現有氫氧化鋁的粒度不能滿足本專案的要求，且水分含量高，需進行乾燥和篩分處理。
1.2.5純鹼的技術要求
我國的純鹼國家標準及本專案對純鹼的技術要求見下表：
純鹼技術要求
本專案對純鹼無嚴格的技術要求，
一、二級品均可使用
2、工藝操作
2.1氟化氫反應窯的操作
螢石和混合後的硫酸經計量後在一定的配比下進入反應爐內進行充分的反應，用天然氣燃燒間接加熱，使物料在反應爐內盡可能反應完全。產物氟化氫氣體通過導氣管進入預淨化系統。副產品一部分通過反應爐出口落入排渣螺旋，然後被送入石膏輸送系統，另外一部分通過內返渣螺旋返回爐頭以利用部分餘熱。
反應爐是用高溫風機向加熱夾套內迴圈輸送天然氣燃燒熱氣加熱。從加熱夾套出來的熱氣經高溫氣體混合，形成溫度合適的的燃氣被送入加熱夾套，還有部分熱氣引入氫氧化鋁乾燥系統使用和引入98硫酸、菸酸保溫使用。小部分熱氣進熱交換器加熱助燃空氣後從煙囪排空。
反應爐內主要反應： caf2 + h2so4 = caso4 + 2hf
2.1.1氟化氫反應窯的開車
2.1.1.1開車前的準備工作
1、檢查電源，迴圈水，天然氣，儀表用氣的供運情況。
2、檢查所有的儀表是否處於備用狀態。
3、檢查排渣螺旋（1120、1129）及鬥提機是否正常，能否正常使用。
4、檢查系統內有關裝置的潤滑情況，按規定向有關加油點加油，檢查反應爐兩端面密封上的缸工作壓力。
5、檢查hf反應爐內是否有石膏，如果沒有應填上水含量盡可能低的石膏或螢石。
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