[发明专利]基于氯化-氧压转化利用高铝粉煤灰制备氧化铝的方法

说明书

本发明的基于氯化‑氧压转化利用高铝粉煤灰制备氧化铝的方法，包括以下步骤：将高铝粉煤灰、焦煤按比例压制成球团后加入到移动床反应器中，高铝粉煤灰中的莫来石、氧化铝、氧化硅等分别与氯气反应生成氯化铝和氯化硅等，高铝粉煤灰中的镁等与氯气反应生成氯化镁进入渣中；气相产物冷凝依次获得氯化铝和氯化硅，冷凝尾气主要是未反应氯气，压缩得到液氯返回氯化过程循环使用；将氯化铝引流至加压氧压转化炉，在一定氧气压力下，向熔融态氯化铝中通入氧气，使氯化铝转化为氧化铝和氯气，氯化返回氯化过程循环使用。本发明通过氯化的方式利用高铝粉煤灰制备氧化铝、四氯化硅及氯化镁渣等产品，实现高铝粉煤灰的清洁处理。

技术领域：

本发明属于技术领域，具体涉及一种基于氯化-氧压转化利用高铝粉煤灰制备氧化铝的方法。

背景技术：

我国煤炭消耗大国，据统计每燃烧1t煤就能产生250～300kg的粉煤灰和20～30kg的炉渣，2014年底中国火力发电装机总容量已达9.16亿千瓦，发电量为41,731亿千瓦时，产生粉煤灰达5.78亿吨。2015年，我国火电发电量占总发电量的约73％，火电发电仍然是我国最主要的电力来源。2015年粉煤灰排放为6.2亿吨，未来几年我国粉煤灰产生量仍将维持在较高水平，预计在5.6-6.1亿吨/年，稳居世界第一。2015年，我国高铝粉煤灰(氧化铝含量＞37％)年排放量超过3000万吨，以高铝煤炭资源量500亿吨计，可产生高铝粉煤灰140亿吨，是目前我国铝土矿资源的重要补充，其利用过程广泛受到相关从业人员的高度关注。

近年来，相关从业者针对高铝粉煤灰的高效、高值化利用进行了大量的研究工作，提出了碱石灰烧结法、石灰石烧结法、酸浸法、酸碱联合法等多种粉煤灰提取氧化铝工艺。但直至2006年国内粉煤灰提铝技术才有较大突破。2006年内蒙古蒙西高新技术集团公司开发的石灰石烧结法联产水泥工艺以及中国大唐集团公司针对其电厂高铝粉煤灰的特点开发的预脱硅-碱石灰烧结法提取氧化铝联产活性硅酸钙的工艺路线，均已进入工业化或工业试验阶段。

现有方法多采用酸或碱提取高铝粉煤灰中的氧化铝，会产生大量的酸、碱性渣，存在二次污染的问题。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种基于氯化-氧压转化利用高铝粉煤灰制备氧化铝的方法。

基于氯化-氧压转化利用高铝粉煤灰制备氧化铝的方法，包括以下步骤：

步骤1，物料混合：

(1)分别取高铝粉煤灰和焦煤，所述的焦煤中包括C和氧化硅，所述的高铝粉煤灰中包括氧化铝和氧化硅，按摩尔比，焦煤中的C：(高铝粉煤灰中的氧化铝+高铝粉煤灰中氧化硅+焦煤中氧化硅)＝(1.5～4):1

(2)将高铝粉煤灰、焦煤混合制成球团；

步骤2，氯化反应：

将球团加入到移动床反应器中，并向移动床反应器中通入氯气，进行氯化反应，获得固相产物和气相产物；其中，所述的氯气通入量为理论能使高铝粉煤灰中铝完全转化为AlCl₃，高铝粉煤灰中氧化硅+焦煤中氧化硅完全转化为SiCl₄的物质的量的1.1-2倍，所述的氯化反应温度为600～1400℃，反应时间为30～150min；所述的氯化反应过程中：

高铝粉煤灰中的莫来石等与氯气反应生成氯化铝和氯化硅等，高铝粉煤灰中的镁等与氯气反应生成氯化镁进入渣中；

步骤3，冷凝：

氯化得到的气相产物首先降温至180℃以下，获得氯化铝；进一步降温至56℃以下，获得四氯化硅产品，尾气经加压得到氯气，氯气压缩成液氯，返回氯化过程循环使用；

步骤4，氧压转化：