[發(fā)明專利]一種粉煤灰造球氯化電解制備金屬鋁及綜合利用的方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710324934.4 | 申請(qǐng)日： | 2017-05-10 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN107128927A | 公開（公告）日： | 2017-09-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張廷安;豆志河;呂國(guó)志;劉燕;王龍;牛麗萍;趙秋月;傅大學(xué);張偉光 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 東北大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C01B33/033 | 分類號(hào)： | C01B33/033;C25C3/06;C01G15/00 |
| 代理公司： | 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109 | 代理人： | 梁焱 |
| 地址： | 110819 遼寧*** | 國(guó)省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 粉煤 灰造球 氯化 電解 制備 金屬 綜合利用 方法 | ||
1.一種粉煤灰造球氯化電解制備金屬鋁及綜合利用的方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)配料：按質(zhì)量比，粉煤灰∶焦煤∶高嶺土＝1∶(0.2～0.6)∶(0.01～0.03)配料，混合均勻，形成混合物料，向混合物料中添加混合物料總質(zhì)量1.0～2.0％的粘結(jié)劑和混合物料總質(zhì)量2.0～5.0％的水；
(2)造球：將混合物料、粘結(jié)劑和水混合均勻，造球，得到粒徑為5～20mm的球團(tuán)，將球團(tuán)自然風(fēng)干10～24h；
(3)球團(tuán)氯化與分離：將球團(tuán)經(jīng)氯化與分離，分別得到無水氯化鋁、四氯化硅和氯化鎵；
(4)無水氯化鋁電解：將無水氯化鋁直接電解，所述的電解電壓≥2.2V，電流密度為0.1～0.6A/cm2，得到金屬鋁和氯氣；
(5)四氯化硅提純：將步驟(3)中得到的四氯化硅進(jìn)一步提純，其中，所述的提純方式為：按照化學(xué)計(jì)量配比，向四氯化硅中加入鋅，發(fā)生還原反應(yīng)生成多晶硅與副產(chǎn)品氯化鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰造球氯化電解制備金屬鋁及綜合利用的方法，其特征在于，所述的步驟(1)中，粉煤灰是氧化鋁重量含量≥25％的高鋁粉煤灰，粉煤灰中氧化鋁和氧化硅重量含量之和＞75％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰造球氯化電解制備金屬鋁及綜合利用的方法，其特征在于，所述的步驟(1)中，碳源為焦煤，粘結(jié)劑為水玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰造球氯化電解制備金屬鋁及綜合利用的方法，其特征在于，所述的步驟(3)中，球團(tuán)氯化后形成無水氯化鋁、四氯化硅和氯化鎵的混合物，采用精餾裝置，根據(jù)各物料沸點(diǎn)不同，設(shè)置不同冷凝溫度，進(jìn)行分離，獲得無水氯化鋁、四氯化硅和氯化鎵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰造球氯化電解制備金屬鋁及綜合利用的方法，其特征在于，所述的步驟(3)中，分離得到的氯化鎵富集，作為電解鎵原料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰造球氯化電解制備金屬鋁及綜合利用的方法，其特征在于，所述的步驟(4)中，電解過程是在陽離子膜電解槽中進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰造球氯化電解制備金屬鋁及綜合利用的方法，其特征在于，所述的步驟(4)中，金屬鋁純度＞98％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰造球氯化電解制備金屬鋁及綜合利用的方法，其特征在于，所述的步驟(5)中，獲得的氯化鋅經(jīng)電解得到鋅和氯氣，其中鋅循環(huán)用于還原四氯化硅，氯氣返回步驟(3)的氯化段，實(shí)現(xiàn)鋅和氯氣循環(huán)使用。
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