[发明专利]一种粉煤灰的综合利用方法

说明书

本发明公开了粉煤灰的综合利用方法，包括(1)将粉煤灰、碳还原剂混合，通入氯气进行氯化反应，得到第一气相混合物、渣浆，第一气相混合物包括四氯化硅、一氧化碳、二氧化碳、氯化铝和氯化铁；(2)将第一气相混合物通过冷却，得到第二气相混合物、第二固相混合物，第二固相混合物包括氯化铝和氯化铁，第二气相混合物包括四氯化硅、氯气、一氧化碳、二氧化碳；(3)对第二气相混合物进行冷凝并使用液相四氯化硅进行湿法淋洗，分别得到第三液相混合物、第三气相混合物，第三气相混合物包括一氧化碳、二氧化硅、氯气，第三液相混合物包括四氯化硅。本发明将粉煤灰中的活性二氧化硅通过反应生成四氯化硅并分离出来，对粉煤灰进行了有效回收利用。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种粉煤灰的综合利用方法。

背景技术

我国是一个煤炭资源十分丰富的国家，目前，煤炭仍是我国的主体能源，约占一次能源消费总量的64％，其中电煤占煤炭消费比重在65％以上。电煤燃烧过程中会产生大量的粉煤灰，目前我国每年产生的粉煤灰约6.2亿吨。

粉煤灰的综合利用一直是亟待解决的重要问题之一，目前其主要用于建工、建材等方面，其次就是单纯的提取氧化铝，利用途径单一，利用率低，基本上属于低附加值的粗放型利用。

以质量百分比计，粉煤灰包括：SiO₂ 34％～40％,Al₂O₃ 16％～35％，Fe₂O₃3％～15％，碱金属和/或碱土金属1％～10％，其它少量组分。由此可见，粉煤灰中有价元素除了Al，还有Fe、Ga、Ti、碱金属、碱土金属等，在矿产资源日趋枯竭的今天，对粉煤灰中的这些有价元素全部实现回收利用显得十分重要；此外，粉煤灰中还有含量很高的SiO₂，其中约有一半是活性二氧化硅，现有技术中无法很好的利用或分离粉煤灰的活性二氧化硅。综上来看，粉煤灰如果能够进行有效利用，是一种存量很大的潜在资源；反之，则是污染很大的工业固体废弃物。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种粉煤灰的综合利用方法，将粉煤灰中的活性二氧化硅通过碳化氢化反应生成四氯化硅，并将生成的四氯化硅分离出来，对粉煤灰进行了有效的回收利用。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种粉煤灰的综合利用方法，包括以下步骤：

(1)将粉煤灰、碳还原剂混合，通入氯气进行氯化反应，分别得到第一气相混合物、渣浆，所述第一气相混合物包括四氯化硅、一氧化碳、二氧化碳、氯化铝和氯化铁；

(2)将所述第一气相混合物通过冷却，分别得到第二气相混合物、第二固相混合物，所述第二固相混合物包括氯化铝和氯化铁，所述第二气相混合物包括四氯化硅、氯气、一氧化碳、二氧化碳；

(3)对所述第二气相混合物进行冷凝并使用液相四氯化硅进行湿法淋洗，分别得到第三液相混合物、第三气相混合物，所述第三气相混合物包括一氧化碳、二氧化硅、氯气，所述第三液相混合物包括四氯化硅。

以质量百分比计，粉煤灰包括：SiO₂ 34％～40％,Al₂O₃ 16％～35％，Fe₂O₃3％～15％，碱金属和/或碱土金属1％～10％，其它少量组分。本发明中的粉煤灰的综合利用方法中，步骤(1)中将粉煤灰、碳还原剂混合，通入氯气进行氯化反应，粉煤灰中的主要组分发生下述反应：

3SiO₂+4C+6Cl₂→3SiCl₄+2CO+2CO₂ (1)

Al₂O₃+2C+3Cl₂→2AlCl₃+CO+CO₂ (2)