Penggunaan, Persiapan, dan Prospek Pasar Aluminium Fluoride

Aluminium fluorida (rumus molekul: AlF3) umum digunakan dalam industri dalam bentuk hidrat kristal AlF3·3H2O. Aluminium fluorida trihidrat tampak sebagai bubuk putih tidak berwarna dengan struktur kristal triklinik, sedangkan aluminium fluorida anhidrat ada sebagai kristal besar sistem heksagonal (kristal ionik). Ia memiliki densitas 2,88 g/cm³, titik leleh 1040°C, dan titik didih 1291°C. Ia tidak larut dalam air dingin, larut dalam air panas, sedikit larut dalam larutan asam dan basa, dan tidak larut dalam kebanyakan pelarut organik. Ia tidak bereaksi saat dipanaskan dengan amonia cair atau asam sulfat pekat, maupun saat dilebur dengan kalium hidroksida. Sifat kimianya sangat stabil; ia tidak terurai saat dipanaskan tetapi mengalami sublimasi.

• Terutama digunakan dalam produksi aluminium untuk menurunkan titik leleh dan meningkatkan konduktivitas listrik elektrolit.
• Berfungsi sebagai penghambat fermentasi dalam produksi alkohol, bertindak sebagai fluks dan komponen glasir untuk keramik dan enamel, dan berfungsi sebagai fluks dalam peleburan logam non-besi.

Saat ini, lebih dari 95% aluminium fluorida industri dikonsumsi oleh industri aluminium. Ia berfungsi sebagai aditif pada larutan elektrolit kriolit-alumina, mengkompensasi kehilangan alumina, menurunkan rasio molekul elektrolit dan suhu kristalisasi primer, serta membantu mengontrol keseimbangan termal selama proses elektrolisis aluminium; ia adalah bahan baku penting untuk industri aluminium elektrolitik.

1. (1) Proses Basah

   Menggunakan bubuk fluorspar tingkat asam, asam sulfat pekat, dan aluminium hidroksida sebagai bahan baku, gas hidrogen fluorida yang dihasilkan dari reaksi bubuk fluorspar dan asam sulfat pekat pertama-tama diserap dalam air untuk menghasilkan larutan asam hidrofluorat 30%. Larutan ini kemudian mengalami reaksi fase campuran cair-padat dengan aluminium hidroksida untuk membentuk larutan aluminium fluorida superjenuh. Akhirnya, produk diperoleh melalui kristalisasi, filtrasi, dan kalsinasi suhu tinggi untuk dehidrasi.

2. (2) Proses Kering

   Seperti proses basah, metode ini menggunakan bubuk fluorspar tingkat asam, asam sulfat pekat, dan aluminium hidroksida sebagai bahan baku. Perbedaan utamanya terletak pada alur proses: gas hidrogen fluorida yang dihasilkan pada langkah awal melewati sistem pemurnian fase gas untuk menghilangkan debu dan asam sulfat. Kemudian dicampur dengan aluminium hidroksida kering (dengan kadar air 12%) dan dimasukkan ke dalam unggun terfluidisasi berlapis ganda. Di sini, reaksi kalsinasi-dehidrasi dan fluorinasi terjadi, yang pada akhirnya menghasilkan produk aluminium fluorida.

3. (3) Proses Garam Aluminium

   Garam aluminium umum yang digunakan untuk memproduksi aluminium fluorida meliputi aluminium klorida, aluminium sulfat, aluminium silikat, dan aluminium fluorosilikat.

   Metode aluminium klorida melibatkan pemanasan larutan berair aluminium klorida dengan asam hidrofluorat hingga 400°C untuk menguapkan gas hidrogen klorida, sehingga menghasilkan aluminium fluorida. Meskipun rute prosesnya sederhana, penggunaan asam hidrofluorat yang mahal dan sangat korosif menghasilkan biaya produksi yang tinggi.

   Metode aluminium sulfat melibatkan pemanasan bijih fluorspar tingkat rendah dengan aluminium sulfat untuk menghasilkan endapan kalsium sulfat (CaSO4) dan larutan aluminium fluorida; produk akhir diperoleh melalui filtrasi, kristalisasi, pengeringan, dan dehidrasi. Meskipun rute proses ini relatif kompleks dan bergantung pada fluorspar—sumber daya yang pasokannya terbatas—namun memerlukan biaya peralatan yang lebih rendah dibandingkan metode lain.

   Aluminium silikat paling langsung bersumber dari bijih aluminium alami, yang direaksikan langsung dengan hidrogen fluorida untuk menghasilkan aluminium fluorida. Meskipun metode ini menawarkan rute proses yang sederhana, penggunaan gas hidrogen fluorida yang mahal dan sangat korosif secara signifikan meningkatkan biaya produksi dan peralatan.

Revolusi industri global baru, yang ditandai dengan ekonomi rendah karbon, mau tidak mau akan mendorong industri aluminium fluorida menuju kualitas yang lebih tinggi dan efisiensi yang lebih besar. Aluminium fluorida anhidrat, yang berfungsi sebagai alternatif produk proses kering standar, akan mewakili teknologi mutakhir industri dalam waktu dekat; memang, pengembangan produk aluminium fluorida dengan kinerja unggul adalah tren yang tak terhindarkan. Selain itu, pemanfaatan sumber daya fluorida yang berasal dari produk samping pupuk fosfat untuk membangun saluran pasokan baru—sehingga menghasilkan aluminium fluorida anhidrat atau varian berkinerja tinggi—merupakan pilihan strategis yang diperlukan untuk masa depan industri.