氟化铝

氟化铝

中文名称氟化铝
中文同义词氟化铝;三氟化铝;氟化铝(无水);无水氟化铝,99.5%;氟化;无水氟化铝,99+%;氟化鋁;氟化铝, 无水, 99.5%
英文名称Aluminum fluoride
英文同义词Aluminum trifluoride;ALUMINUM FLUORIDE;ALUMINUM(III) FLUORIDE;Aluminium fluoride,99.9+%,pure;ALUMINIUM FLUORIDE H;Aluminium(III) fluoride, anhydrous 99.9%;aluminium fluoride,anhydrous;Aluminiumfluoride1
CAS号7784-18-1
分子式AlF3
分子量83.98
EINECS号232-051-1
相关类别镀膜材料;Ch氟化合物;无机化工产品;无机盐;;通用试剂;metal halide;催化和无机化学;无机化工原料;氟化物;氟化物;有机化工原料;化工原料;医药、农药及染料中间体;化工;精细化工原料;添加剂;无机化工原料;Inorganics;Inorganic Fluorides;Aluminum Salts;AluminumMetal and Ceramic Science;Crystal Grade Inorganics;Metal and Ceramic Science;Salts
Mol文件7784-18-1.mol
结构式氟化铝 结构式

氟化铝 性质

熔点1290 °C (lit.)
沸点1291 °C
密度3.1 g/mL at 25 °C (lit.)
闪点1250°C
溶解度微溶于酸和碱。不溶于丙酮。
形态粉末
颜色白色至浅灰色
比重2.882
水溶解性SLIGHTLY SOLUBLE
敏感性Hygroscopic
升华点1250 ºC
Merck14,339
暴露限值ACGIH: TWA 2.5 mg/m3
NIOSH: IDLH 250 mg/m3; TWA 2 mg/m3; TWA 2.5 mg/m3
Dielectric constant2.2(Ambient)
CAS 数据库7784-18-1(CAS DataBase Reference)
NIST化学物质信息Aluminum trifluoride(7784-18-1)
EPA化学物质信息Aluminum trifluoride (7784-18-1)

氟化铝 用途与合成方法

氟化铝为无色三方晶体或白色结晶性粉末,溶于水和氢氟酸,不溶于其他溶剂,甚至与浓硫酸加热至发烟,仍不起反应。无水物非常稳定,加热不分解,直至升华。主要用作铝电解过程中的调整剂和助熔剂。作为调整剂,可以提高电解质的导电率,可以根据分析结果补充氟化铝以调整电解液的成分,保持规定的电解质分子比;作为助熔剂,可以降低氧化铝的熔点从而有利于氧化铝的电解,控制电解过程的热平衡,降低电解过程的能源消耗。此外,还可用作有机化合物及有机氟化合物合成中的催化剂、陶瓷和珐琅助熔剂及釉药的组分,透镜、棱镜折射率的改善剂,用于制造红外光谱“光损”小的氟化玻璃,还可以在酒精生产过程中作为抑制剂等。相对密度2.882(25/4℃),熔点 1272℃(升华),稍溶于水,0℃时0.13、10℃时 0.28、25℃时0.50、50℃时0.69、75℃时 0.89、100℃时1.67,溶于氢氟酸。水溶液有涩味,不溶于酸、碱、醇和酮,甚至与浓硫酸加热至发烟,仍不起反应。AlF3·1/2H2O几乎不溶于大部分溶剂,在100ml水中的溶解度:25℃为0.559g。氟化铝不与酸、碱溶液作用,在用碳酸钠熔融时才慢慢地起作用。与浓硫酸加热至发烟不起反应。在300~400℃可被水蒸气水解。在含有不同数量结晶水的氟化铝中,AlF3·3H2O和AlF3·1/2H2O在常温下是稳定的,而且都有可溶的和不可溶的两种形式。无水物非常稳定,就是加热也不分解而在1272℃升华,用氢气也不能使其还原。本信息是由Chemicalbook的丁红编辑整理。(2015-09-06)1.湿法
以酸级萤石粉、浓硫酸和氢氧化铝为原料,先将酸级萤石粉与浓硫酸反应生成的氟化氢气体用水吸收,得到含量为30%的有水氢氟酸,使之再与氢氧化铝进行液-固混合相反应,得到过饱和的氟化铝溶液,经过结晶、过滤、高温煅烧脱水,最终得到氟化铝产品。其化学反应方程式如下:
CaF2+H2SO4→CaSO4 +2HF↑
3HF+Al(OH)3→AlF3·3H2O
AlF3·3H2O→AlF3+3H2O
此种工艺在制备30%的氢氟酸过程中,氟化氢气体中的杂质也一并被吸入溶液中,致使氢氟酸中含有较多的硫酸、磷酸、氟硅酸、亚硫酸等杂质。这些杂质会与氢氧化铝发生副反应。生成的产物以吸附或夹晶的方式混杂在氟化铝晶体之中,极大地影响最终产品的质量。同时,由于后期煅烧脱水处理时,结晶水从晶体中除去会导致晶格破碎,粒度降低,使得氟化铝松装密度较低(0.7g/cm3),产品最终含水量也较高(≥3%)。
2.干法
与湿法一样,也以酸级萤石粉、浓硫酸和氢氧化铝为原料,有所不同的是,工艺流程中第一步所产生的氟化氢气体要经过气相净化系统,除去所含的粉尘和硫酸,然后再与干燥的氢氧化铝(含水量12%)混合,送入双层流化床中完成焙烧脱水与氟化两步反应,并最终制得氟化铝产品。其化学反应方程式如下:
CaF2+H2SO4→CaSO4+2HF↑
3HF+Al(OH)3→AlF3+3H2O
该工艺属于第二代氟化铝生产技术。使用经过简单除尘、除酸处理过的氟化氢气体(90%)与氢氧化铝进行反应,其氟化氢气体杂质含量较湿法氟化铝工艺相比低。而且,在干法氟化铝反应流化床反应器中,由于反应温度高、气相反应物流速快,使得气态杂质与水生成的硫酸、亚硫酸、磷酸等没有足够的时间与氢氧化铝发生副反应,因此其最终氟化铝产品中的杂质含量比湿法氟化铝要低。 该方法是我国现阶段应用最广泛、技术最为成熟的氟化铝生产工艺。
但是,这种工艺存在下列缺点:
(1)污水的排放量比较大 ,且污水中所含的氢氟酸、氟硅酸不能被综合利用,只能排入污水处理站,造成总处理成本较高;
(2)技术设计上还存在部分工艺及设备设计比较复杂或欠合理等问题, 致使实际开车生产过程中设备运行及维护成本较高。
3.无水法
氟化铝无水制备工艺可以分为两大部分,即无水氟化氢的制备部分和氢氧化铝的氟化部分。与湿法氟化铝和干法氟化铝工艺一样,该方法也是以酸级萤石粉、浓硫酸和氢氧化铝为原料。与前两种方法所不同的是,此工艺中前两种反应原料生成的氟化氢粗气,经过了冷凝、精馏为纯度99.9%以上的液态无水氟化氢的精制步骤。高纯度的氟化氢与氢氧化铝(含水量6%)在循环流化床中的反应过程几乎没有副反应发生,从而极大地降低了最终氟化铝产品的杂质含量。同时,由于氢氧化铝原料本身含水量较低,在投料前无需额外的煅烧脱水过程,减少了晶体破裂的可能性,也使得最后得到的产品具有松装密度大(1.6g/cm3)、含水量低等优点。其化学反应方程式如下:
CaF2+H2SO4→CaSO4+2HF↑,
3HF+Al(OH)3→AlF3+3H2O。
该工艺是21世纪初我国国内氟化工企业自主研发出来的第三代制备技术。与湿法氟化铝和干法氟化铝工艺相比,有最为优异的最终产品质量,属于目前我国国内最为先进的氟化铝生产技术。
4.氟硅酸法
氟硅酸法又称磷肥副产法。该方法利用磷肥生产企业产生的含氟废气,四氟化硅和氟化氢,经过二次循环吸收后制得氟硅酸溶液 (含H2SiF6 15%、P2O5<0.25 g/L),将其与氢氧化铝浆料(Al2O3干基≥64%)混合反应,将所得的氟化铝溶液通过过滤,除去硅胶沉淀物后,结晶、离心分离制得三水氟化铝滤饼,最后经过干燥、煅烧脱水处理,制得最终产品。其化学反应方程式如下:
H2SiF6+2Al(OH)3→2AlF3+2SiO2+4H2O,
AlF3·3H2O→AlF3+3H2O。
上述工艺虽然先进,但美中不足的是:①工艺条件要求苛刻,稍不注意即出次品;②投资大,如瓮福14 kt/a 氟化铝装置投资1.7亿元人民币;③硅元素未被利用,SiO2以渣排放;④要求氟硅酸的w(H2SiF6)大于18 %,低浓度氟硅酸不适用。在此基础上开发了一种新工艺:采用氟硅酸与碳酸氢铵反应生成氟化铵溶液和二氧化硅沉淀,分离后,滤饼经洗涤、干燥得白炭黑;氟化铵溶液与六水氯化铝反应得可溶性α-AlF3·3H2O和氯化铵溶液,在合适的工艺条件下,可溶性α-AlF3·3H2O转化成不溶性β-AlF3·3H2O,经分离、洗涤、干燥、煅烧得氟化铝成品;分离后的溶液经蒸发、结晶、干燥后得氯化铵副产品。其中化学反应式如下:
H2SiF6 +6NH4HCO3→6NH4F+SiO2↓+6CO2↑+4H2O
H2SiF6+2NH4HCO3→(NH4)2SiF6+2CO2↑+2H2O
(NH4)2SiF6+4NH4HCO3→6NH4F+SiO2↓+4CO2↑+2H2O
3NH4F+AlCl3·6H2O→α-AlF3·3H2O+3NH4Cl+3H2O
α-AlF3·3H2O→β-AlF3·3H2O
5.铵冰渣直接热分解法
(1)将经过除杂质处理后的铵冰渣直接热分解制取氟化铝和回收氟化铵。工艺流程如下:
工艺流程图
化学反应式:
SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O
(NH4)3AlF6→AlF3+3NH4F
具体操作步骤为:将铵冰渣粉碎均匀,加入适量HF-HCl的混合液,在室温~80℃下搅拌60~90min,使硅铁杂质与HF,HCl反应生成可溶性物质而与不溶性铵冰渣分离,然后过滤并用清水洗涤,滤渣置于120℃下烘1h,取出研成粉末,放入高温炉内,在加热500~800℃下分解40~60min,取出冷却即制得氟化铝,在热分解过程中还可回收副产品氟化铵。
(2)铵冰渣与氢氧化铝混合热分解法
该方法的工艺流程如下:
工艺流程图
化学反应式:
(NH4)3AlF6+Al(OH)3→2AlF3+3NH3+3H2O
(NH4)3AlF6→AlF3+3NH4F
NH3+2HF→NH4HF2
NH4F+HF→NH4HF2
具体操作步骤:将除杂后的铵冰渣,或直接用氟铝酸铵(质量分数≥98%)的铵冰渣,粉碎磨细后,按一定的配比与氢氧化铝一起混合均匀放入高温回转窑,在合适温度下分解60~90min,冷却即得氟化铝,热分解过程中产生的氨气和氟化铵可用氢氟酸吸收,再经浓缩结晶,可回收副产品氟氢化铵。
(3)湿法工艺
铵冰渣与氢氧化铝、硫酸按化学计量配比进行反应,干燥脱水得氟化铝产品,工艺流程如下:
工艺流程图
化学反应式:
(NH4)3AlF6+Al(OH)3·H2O+3H2SO4→2AlF3·4H2O+3NH4HSO4+2H2O
具体操作步骤:将铵冰渣与硫酸混合制浆,并过60目筛得精制浆,以氢氧化铝料浆为底料,用湿法间断合成法注入精制浆,反应过程中控制温度80~95℃,酸度0.5~1 g/l,反应最终酸度为用氢氧化铝调至pH=2~4,并5min内pH值不发生变化为止。停止加料,继续搅拌1~20min,然后过滤、洗涤,软膏在300~400℃下干燥得无水氟化铝。1.主要用作铝电解过程中的调整剂和助熔剂。作为调整剂,氟化铝可以提高电解质的导电率,可以根据分析结果补充氟化铝以调整电解液的成分,保持规定的电解质分子比;作为助熔剂,氟化铝可以降低氧化铝的熔点从而有利于氧化铝的电解,控制电解过程的热平衡,降低电解过程的能源消耗。
2.用作有机化合物及有机氟化合物合成中的催化剂、陶瓷和珐琅助熔剂及釉药的组分,透镜、棱镜折射率的改善剂,用于制造红外光谱“光损”小的氟化玻璃。
3.可以在酒精生产过程中作为抑制剂。不同温度(℃)时每100毫升水中的溶解克数:
0.56g/0℃;0.56g/10℃;0.67g/20℃;0.78g/30℃;0.91g/40℃
1.1g/60℃;1.32g/80℃;1.72g/100℃本品有毒。接触皮肤时用水洗净。侵入眼内时以温水冲洗。误食中毒用2%氯化钙洗胃,静脉注射葡萄糖酸钙。
操作时应穿工作服,戴防护口罩、乳胶手套,防止吸入氟化铝粉尘。生产设备要密闭,车间通风良好。
化学性质 
白色三斜晶体或粉末。 难溶于水、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。
用途 
用作非铁金属的熔剂,可用于制取其他铝的氟化物
用途 
在铝的生产中作电解浴组分,用以降低熔点和提高电解质的电导率。也用于生产酒精时作发酵的抑止剂。用作陶瓷器的外层釉彩和搪瓷釉的助熔剂、非铁金属的熔剂。在金属焊接中用于焊接液。用于制造光学透镜。还用作有机合成的催化剂及合成冰晶石的原料等。
用途 
用作非铁金属的熔剂,用于陶瓷、搪瓷、炼铝等工业
用途 
广泛用于掺杂氟化玻璃的制备及合成 HFC-134a 时的混合金属氟化物催化剂。
生产方法 
氟硅酸法将来自磷肥厂的18%氟硅酸溶液加热至78℃左右,然后加入反应器中与氢氧化铝在100℃反应生成氟化铝溶液,离心分离除去水合硅酸,滤液进入结晶器,在90℃下保温3~5h,得三水氟化铝(AIF3·3H2O)结晶。经离心分离,把三水氟化铝结晶(水分5%)先后经2个沸腾炉处理脱水,第一个沸腾炉温度控制在205℃左右,先除去大部分水,使三水氟化铝的总水含量(包括结晶水)从45%左右降至6%左右,然后在第二个沸腾炉中脱去其余的水,该炉温度控制在590~600℃。脱水后物料经冷却,制得无水氟化铝产品。其
H2SiF6+2AI(OH)3→2A1F3+SiO2+4H2O
AlF3·3H2O[△]→AlF3+3H2O
氢氧化铝法氢氧化铝与无水氢氟酸反应生成三水氟化铝。然后结晶、过滤,得三水氟化铝,再经干燥(烧灼)脱水,制得无水氟化铝产品。其
AI(OH)3+3HF→AIF3·3 H2O
AlF3·3H2O[△]→A1F3+3H2O
类别
有毒物品
毒性分级
高毒
急性毒性
口服- 小鼠 LD50: 103 毫克/ 公斤
刺激数据
眼- 兔子 500毫克/ 24小时 轻度
可燃性危险特性
不燃; 遇酸放出有毒的氟化氢气体; 受热产生有毒氟化物和氧化铝烟雾
储运特性
库房通风低温干燥; 与酸类、食品添加剂分开存放
灭火剂
水、泡沫、砂土、二氧化碳
职业标准
TLV-TWA 2 毫克(铝)/ 立方米; STEL 5 毫克(氟)/ 立方米

安全信息

危险品标志Xn,T,Xi
危险类别码22-36/37/38
安全说明26-37/39
危险品运输编号3260
WGK Germany1
RTECS号BD0725000
Hazard NoteHighly Toxic/Irritant
TSCAYes
危险等级8
包装类别III
海关编码28261210
毒害物质数据7784-18-1(Hazardous Substances Data)

MSDS信息

提供商 语言
中文
英文
英文
英文
中文
英文
更新日期产品编号产品名称CAS号包装价格
2024/01/16044435氟化铝, 无水, 99.99% (metals basis)
Aluminum fluoride, anhydrous, 99.99% (metals basis)
7784-18-110g2010元
2024/01/16044435氟化铝, 无水, 99.99% (metals basis)
Aluminum fluoride, anhydrous, 99.99% (metals basis)
7784-18-150g4364元
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