冰晶石(化学式为Na3AlF6)在工业应用中通常呈碱性,其水溶液的pH值大约在12.3左右。这种碱性特性使其在铝电解等工业过程中发挥重要作用你知道吗?有一种神奇的物质,它不仅能在炼铝厂大显身手,还能在日常生活中扮演多种角色。它就是冰晶石,一个看似普通却拥有不凡力量的“小巨人”。今天,就让我带你走进冰晶石的奇妙世界,一探究竟!
冰晶石,学名六氟合铝酸钠,化学式为Na3AlF6。它是一种白色细小的结晶体,无味无臭,但别小看了它,它的溶解度比天然冰晶石还要大,比重约为3,硬度在2~3之间,熔点高达1009摄氏度,而且它还特别容易吸水受潮。听起来是不是有点像冰?所以,它也因此得名。
冰晶石在工业和日常生活中都有着广泛的应用。它可是铝电解的“好帮手”,能将氧化铝的熔点从2000摄氏度降低到1000摄氏度左右,让电解铝的生产在较低的温度下进行,大大降低了能耗和生产成本。此外,冰晶石还能作为橡胶、砂轮的耐磨填充剂,搪瓷乳白剂,玻璃遮光剂和金属熔剂,甚至还能作为农作物的杀虫剂。
冰晶石的主要产地是格陵兰西海岸,但这个矿于1987年就已经开采完毕。现在,我们主要通过人工合成的方式获取冰晶石。其中,最常见的方法是利用萤石人工合成六氟铝酸钠。此外,西班牙、俄罗斯和美国等地也有产出。
冰晶石的化学成分非常纯净,理论组成(wB%)为:Na 32.8,Al 12.8, F 54.4。它由单斜晶系组成,晶体结构中有略微变型的[AlF6]、[NaF6]八面体和[NaF12]立方八面体。这些八面体连接成链,链间为其他2/3的Na所充填,配位数为12。
冰晶石的制作工艺有很多种,其中一种利用HF废液制备冰晶石的工艺如下:
1. 取液:将HF废液送入耐酸碱腐蚀的一级反应釜中。
2. 调节酸碱度:向HF废液中加入碱,调节混合液的pH至8-10。
3. 一次搅拌:将调节酸碱度后的混合液在常温下搅拌0.5-6小时。
4. 一次过滤:将搅拌后的混合液送入过滤机过滤,弃去滤饼,保留滤液备用。
5. 加料:检测滤液中F的浓度,然后向滤液中加入铝盐和钠盐,控制F、铝盐和钠盐的分子比为6:1。
6. 二次搅拌:将加料后的混合液在常温下搅拌1-6小时。
7. 二次过滤:将搅拌后的混合液送入过滤机过滤,弃去滤液,保留滤饼。
8. 水洗:将滤饼采用蒸馏水水洗至少三次,在最后一次水洗液中加入1mol/L的BaCl2溶液,无沉淀,则证明水洗合格。
9. 烘干:将水洗后的滤饼送入烘干机烘干,控制烘干温度为80-200摄氏度,至滤饼的含水率0.3%,得到冰晶石。
冰晶石的酸碱度是多少呢?根据相关资料,冰晶石的pH值在8-10之间。这个酸碱度范围对于冰晶石在铝电解中的应用非常重要,因为它需要在这个范围内才能发挥出最佳效果。
随着科技的不断发展,冰晶石的应用领域将会越来越广泛。未来,我们有望在更多领域看到冰晶石的“身影”,为我们的生活带来更多便利。
冰晶石是一种神奇而重要的物质。它不仅为铝电解工业提供了强大的支持,还在日常生活中扮演着多种角色。让我们一起期待冰晶石在未来发挥更大的作用吧!