冰晶石
| 冰晶石 |
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中文名；冰晶石 外文名；Cryolite 別稱；六氟合鋁酸鈉，氟化鋁鈉 化學式；Na3AlF6 光澤；玻璃光澤至油脂光澤 透明度；透明至半透明 條痕；白色 晶系；單斜晶系 解理；無解理 斷口；參差狀 硬度；2~3 熔點；1009℃ 相對密度；2.95~3.1 |
冰晶石(Cryolite)一種礦物，六氟鋁酸鈉(Na3AlF6)，白色單斜晶系(1009攝氏度)，微溶於水，熔融的冰晶石能溶解氧化鋁，在電解鋁工業作助熔劑、製造乳白色玻璃和搪瓷的遮光劑。[1]
目錄
序言介紹
冰晶石又名六氟合鋁酸鈉或氟化鋁鈉，分子式為Na3AlF6，白色細小的結晶體，無氣味，溶解度比天然冰晶石大，比重為3，硬度2~3，熔點1009攝氏度，易吸水受潮。冰晶石主要用作鋁電解的助熔劑，橡膠、砂輪的耐磨填充劑，搪瓷乳白劑，玻璃遮光劑和金屬熔劑，農作物的殺蟲劑等。Hall-Heroult法是用冰晶石為基的氟化物熔體作溶劑的以生產金屬鋁的方法，迄今為止還沒有發現另一種化合物可以代替冰晶石的。這是因為冰晶石除了能夠溶解氧化鋁以外還具有其它一些不可缺少的性質，如不含比鋁更正電性的元素，穩定性好，在一般條件下不分解、不揮發、不潮解，熔點高於鋁，導電性好，節約電量等。可以說，如果沒有冰晶石，全世界也許就沒有如此大規模的鋁工業，價格也就沒有這麼低，應用也就沒有這麼廣泛。格陵蘭西海岸是冰晶石的主要產地，此礦於1987年開採完畢。現時多以螢石人工合成六氟鋁酸鈉供工業使用。西班牙、俄羅斯和美國也有產出。
理化參數
理論組成(wB%):Na 32.8，Al 12.8, F 54.4。因與冰相似而得名。成分通常很純，有時可含極微量的Ca、Fe、Mn及有機質等。
結構形態
單斜晶系，a0=0.547nm，b0=0.562nm，c0=0.782nm，β=9011';Z=2。晶體結構有略微變型的[AlF6]、
[NaF6]八面體和[NaF12]立方八面體組成;兩種八面體連接成鏈∥c軸延伸，鏈間為其它2/3的Na所充填，配位數為12。[AlF6]八面體位於晶胞的角頂和中心，[NaF6]八面體位於晶胞的底面中心和垂直棱的中部，6個[NaF12]有4個在晶胞面上，其餘2個在晶胞里。在約500℃時β-冰晶石為等軸晶系，Oh3-Fm3m;a0=0.795nm;Z=4。(NH4)3AlF6型結構，與鉀鈉冰晶石結構相似。由於分布於立方八面體中的Na+半徑較小，不能填滿立方八面體的空間，故在冷卻條件下多面體發生傾斜，轉變為單斜晶系。
斜方柱晶類，C2h-2/m(L2PC)。常見單形:平行雙面a{100}、b{010}、c{001}及斜方柱s{111}。由於{001}和{010}晶面較發育，故晶形外觀類似立方體。雙晶常依(110)。通常呈緻密塊狀，有時呈片狀或粒狀。
理化性能
無色、白色，有時呈淺灰、淺棕、淺紅或磚紅色。條痕白色。玻璃光澤至油脂光澤。透明至半透明。無解理，具{001}、{110}裂開。性脆。斷口參差狀。硬度2~3。相對密度2.95~3.1。
偏光鏡下:無色透明。二軸晶(+)，2V=43?。Ng=1.3396，Nm=1.3389，Np=1.3385。
用途
主要用作鋁電解的助熔劑;也用作研磨產品的的耐磨添加劑，可以有效提高砂輪耐磨，切，削力，延長砂輪使用壽命和存儲時間;鐵合金及沸騰鋼的熔劑，有色金屬熔劑，鑄造的脫氧劑，鏈烯烴聚合催化劑，以及用於玻璃抗反射塗層，搪瓷的乳化劑，玻璃的乳白劑,焊材的助熔劑陶瓷業的填充劑，農藥的殺蟲劑等行業企業。
應用優勢
1.新啟動槽使用高分子具有比冰晶石電解質水平平穩、收縮較慢、分子比變化平緩等優點，有利於電解質成分的穩定保持;
2.可大量節約氟化鈉或純鹼用量，降低生產成本。
3.添加方法簡單，易於操作。
執行標準
GB/4291-1999 等級化學成分% 特級(A) 一級(B)
F 53 53
Al 13 13
Na 32 32
SiO2 0.25 0.36
Fe2O3 0.05 0.08
SO4² 0.7 1.0
P2O5 0.02 0.03
H2O 0.4 0.5
灼減(550℃) 2.5 3.0。
產品編碼B03102401，產品CAS登記號13775-53-6
除了工業冰晶石外，市場中還有一種磨料專用冰晶石，該冰晶石主要適用於磨料/熔劑行業，產品為純白的粉末。不適用於電解鋁，電焊行業中有30%的客戶反饋會產生濃煙。
該產品由昆明市松海商貿有限公司率先研發並在市場中推廣，在國內外砂輪企業中占有一定的地位。
種類
冰晶石按其氟化鈉與氟化鋁的分子之比，可分為高分子比冰晶石和低分子比冰晶石。中國國內各電解鋁廠大部分使用的是分子比為1.8~2.2的低分子比冰晶石作鋁電解的電解質。由於使用高分子比冰晶石在環境保護和經濟效益等方面都優於低分子冰晶石，所以中國各電解鋁廠普遍使用高分子冰晶石來作鋁電解的電解質。冰晶石按其物理性質可分為砂狀冰晶石、粒狀冰晶石及粉狀冰晶石。
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