[发明专利]一种粉煤灰微波氯化制备金属铝的方法

摘要

一种粉煤灰微波氯化制备金属铝的方法，具体包括以下步骤：将高铝粉煤灰中加入碳，混合均匀，通入氯气，采用微波流化床加热5～60min，达到300～1200℃，恒温10～60min，将高铝粉煤灰充分分解，得到含氯化铝的多种氯化混合气体，然后，经除杂和精制，制得纯度大于99％的无水氯化铝；向其加入氢氧化钠溶液，制得中间产物，经过沉淀，过滤，固液分离，得到氢氧化铝沉淀和氯化钠溶液；将氢氧化铝沉淀，在800～1200℃，煅烧，分解生成氧化铝；将氧化铝，电解，得到金属铝。该方法工艺流程简单、能耗低的清洁工艺，系统所产生的氯气和氢氧化钠全部循环利用，并能实现全元素有效分离利用，整个系统无废水、废酸、废碱液排放，基本达到了“三废”零排放。

主权项

1.一种粉煤灰微波氯化制备金属铝的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，粉煤灰微波加热氯化分解：将粉煤灰中加入碳，混合均匀，通入氯气，压力为常压，采用微波流化床加热5~60min，达到300~1200℃，恒温10~60min，将粉煤灰充分分解，得到含氯化铝的多种氯化混合气体；其中，按质量比，粉煤灰：碳=(1:1)~(1:5)，粉煤灰：氯气=(1:2)~(1:7)；所述的微波流化床的微波频率为2.3~2.5GHz，微波流化床加热5~10min，达到800℃，恒温20min；所述的粉煤灰是指含氧化铝质量分数大于25％的高铝粉煤灰，高铝粉煤灰中氧化铝和氧化硅含量之和大于75%；步骤2，分离净化，沉降氯化铝：(1)含氯化铝的多种氯化混合气体，经除杂和精制，制得纯度大于99%的无水氯化铝；其中，除杂和精制是将含氯化铝的多种氯化混合气体，经三级冷凝回收装置去除杂质，得到纯度大于99%的无水氯化铝产品，采用的三级冷凝回收系统是根据氯化后气体的沸点差来进行分离：第一级冷却方式采用隔板干式收尘器或旋风除尘器，控制冷却温度为180~250℃，使FeC13、NaCl、KCl、MgC12、FeC12和CaC12杂质以固体的方式除去；第二级冷凝的冷却温度控制在150~170℃，使AlCl3以固体形式收集；第三级冷凝的冷却温度为80~120℃，使TiCl4以固体形式除去，同时第二级冷凝中得到的固体AlCl3，真空升华精制，得到纯度大于99%的无水氯化铝；通过三级冷凝回收装置，在第二级冷凝后，得到的气态物质中，AlCl3质量百分含量大于等于10%时，进行二次捕集得到AlCl3，然后进行真空升华精制，得到纯度大于99%的无水氯化铝产品；(2)向99%的无水氯化铝中，加入氢氧化钠溶液，在30~100℃，搅拌20~40min，搅拌速率为200~300rpm，制得中间产物；其中，氢氧化钠溶液的浓度为100~150g/L，按质量比，100‑150g/L氢氧化钠溶液：99%的无水氯化铝=(5:1)~(7:1)；(3)将中间产物，沉淀，过滤后，固液分离，得到氢氧化铝沉淀和氯化钠溶液；(4)将氯化钠电解生成氢氧化钠、氯气及氢气，将氯气返回步骤1循环使用；将氢氧化钠溶液经调整浓度后返回步骤2循环使用；步骤3，煅烧分解：将氢氧化铝沉淀，在800~1200℃，煅烧20~60min，分解生成氧化铝；步骤4，电解：将冶金级氧化铝，电解，得到金属铝。