[发明专利]一种热解结晶六水氯化铝生产氧化铝并副产盐酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过煅烧使结晶六水氯化铝在高温下分解以获得高品位三氧化二铝并副产盐酸的方法。

背景技术

结晶六水氯化铝(或称结晶氯化铝、六水氯化铝)分子式为AlCl₃·6H₂O，为氯化铝水溶液浓缩结晶得到的一种产品，可用作水处理药剂、铸造硬化剂、木材防腐剂、造纸施胶沉淀剂等，此外，结晶六水氯化铝还可用于羊毛精制、氢氧化铝凝胶生产、石油加氯裂化催化剂单体的生产、聚合氯化铝生产以及医药工业等。

综合利用粉煤灰或煤矸石可将其中的铝以结晶六水氯化铝的形式进行回收，粉煤灰是以煤为燃料，从烟道气体中收捕下来的细灰，其含量约占燃煤总量的5％～20％，为燃煤电厂排出的主要固体废弃物之一。

利用结晶六水氯化铝进一步生产下游产品的研究和生产现状目前多为生产聚合氯化铝等，生产可用于铝电解的氧化铝产品在相关文献中鲜有报道。

氧化铝(或称三氧化二铝、矾土)分子式为Al₂O₃，可用作研磨剂、炼铝原料，并用于制造坩埚、瓷器、耐火材料、人造宝石、不同晶形的氢氧化铝等产品。

随着铝及其合金产品的应用领域日益广泛，金属铝市场出现持续供不应求的局面，为缓解铝金属资源的供需矛盾、优化产业结构，针对不同的性质原料、运用多种回收方法、选择灵活的产品形式综合利用各种含铝资源及废弃物势在必行。

发明内容

本发明的目的是提供一种热解结晶六水氯化铝生产氧化铝并通过尾气吸收系统副产盐酸的方法。

本发明氧化铝及盐酸的生产方法包括下列步骤：

(1)AlCl₃·6H₂O(结晶六水氯化铝)送至原料料仓，通过计量后送入煅烧炉，物料温度在140～900℃下反应30min～180min，热裂解得到氧化铝、氯化氢和水蒸气，回转反应炉内维持微正负压，压力值控制在50～-50mmH₂O。

(2)氧化铝产品从煅烧炉尾排出炉体，经过冷却设备冷却至50～120℃，送入下一工序或包装为成品氧化铝；反应生成的氯化氢和水蒸气经过除尘，冷却、吸收，副产工业级的盐酸；未吸收完全的HCl尾气进入碱洗设备与稀碱液进行中和吸收，实现达标排放。

主要化学反应方程式如下：

2AlCl₃·6H₂O→Al₂O₃+9H₂O+6HCl

HCl+NaOH→NaCl+H₂O

本发明延伸了粉煤灰综合利用的产业链，不仅解决了粉煤灰大量堆存的环境污染问题，而且有效回收战略金属资源，可创造巨大的经济效益。本工艺副产的盐酸可以达到工业级标准，作为粉煤灰中六水氯化铝提炼的反应酸，达到资源的循环利用。

本项目工艺过程反应物单一，主工艺简洁清晰，原料供应充足稳定，生产成本低廉，“三废”可全部达标排放，属资源综合利用项目，符合国家倡导的产业政策。

附图说明

图1是热解工艺流程图。

图2是尾气处理流程图。

具体实施方式

本发明的一种热解结晶六水氯化铝生产氧化铝并通过尾气吸收系统副产盐酸的实施方案包括：

(1)结晶六水氯化铝送至原料料仓，通过计量后送入煅烧炉。对于原料结晶六水氯化铝可选用任何市售产品，优选的，使用粉煤灰综合利用产物；对于计量方法可选用定量输送给料机、失重秤、皮带秤等本领域人员熟知的方法，优选的，使用皮带秤进行计量；对于输送方法可选用本领域人员熟知的方法，优选的，使用螺旋输送机进行输送。

(2)将计量后的结晶六水氯化铝送入煅烧炉，物料温度在140～900℃下反应30min～180min，热裂解得到氧化铝、氯化氢与水蒸气，回转反应炉内维持微正负压，压力值控制在50～-50mmH₂O。对于煅烧设备，可选用立式煅烧炉、回转式煅烧炉、振动式煅烧炉、隧道式煅烧炉等，优选的，使用回转式煅烧炉。对于煅烧设备加热方式，可选用外热式或者内热式。

主要化学反应方程式如下：

2AlCl₃·6H₂O→Al₂O₃+9H₂O+6HCl

(3)氧化铝产品从煅烧炉尾排出炉体，经过冷却设备冷却至50～120℃，送入下一工序或包装为成品氧化铝。出料输送方法可选用本领域人员熟知的方法，优选的，使用螺旋输送机进行出料。