[發明專利]一種鋁土礦制備金屬鋁及SiC的方法

在審

• 申請號: 201910288599.6
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN109852799A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 陳秀敏;胥有利;韓晨琛;周志強;楊斌;徐寶強;蔣文龍;郁青春;劉大春;馬文會;戴永年;鄧勇;熊恒;吳鑒;王飛;田陽;楊佳;曲濤
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B5/10
• 分類號: C22B5/10;C22B21/02;C01B32/97
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 王占華

本發明提供了一種鋁土礦制備金屬鋁及SiC的方法，屬于真空冶煉領域。本發明的有益效果：與鋁土礦先制備成氧化鋁，再采用電解法電解氧化鋁制備金屬鋁的工藝相比，本發明易分離鋁土礦中的SiO₂、鐵氧化物等，解決了鋁土礦先制備成氧化鋁，再采用電解法電解氧化鋁煉鋁工藝中存在的電能消耗大，能量利用效率低，工序繁多，環境污染大，會產生全氟碳化物(PFCs)及赤泥等問題，得到的金屬鋁純度較高，產生的鋁的副產物少，生產成本降低。實施例的數據表明，本發明提供的制備方法得到的金屬鋁的純度在95％以上，收率在94％以上。

技術領域

本發明涉及真空冶煉技術領域，尤其涉及一種鋁土礦制備金屬鋁及SiC的方法。

背景技術

鋁是世界上僅次于鋼鐵的第二重要金屬，在國民經濟發展中具有不可替代的重要作用。鋁是元素周期表中第3周期ⅢA族元素，其外電子構型為[Ne]3s²3p¹，鋁化學性很活潑，容易在空氣中氧化形成一層致密的氧化膜，因此具有比較好的抗腐蝕能力。

鋁密度小，導電性、導熱性以及抗腐蝕性比較好，因此鋁在現代工業技術上應用極為廣泛，常被用在電氣工業、交通運輸業、建筑工業、軍事工業等等。

對于以鋁土礦為原料冶煉鋁而言，現行的方法主要為鋁土礦先制備成氧化鋁，再采用電解法電解氧化鋁煉鋁，該方法存在電能消耗大，能量利用效率低，工序繁多，環境污染大，會產生全氟碳化物(PFCs)及赤泥等缺點。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鋁土礦制備金屬鋁及SiC的方法。本發明提供的制備方法實現了鋁土礦中Si和鐵的簡易分離，能量利用效率高，對環境無污染。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種鋁土礦制備金屬鋁及SiC的方法，包括以下步驟：

將鋁土礦和碳粉混合后球磨，然后濕法壓片，得到壓片物料，所述鋁土礦中含有SiO₂、Fe_nO_x和Al₂O₃；

在氮氣氣氛中，將所述壓片物料進行碳熱還原氮化，得到碳熱產物；

將所述碳熱產物進行磁選，得到磁選剩余物；

將所述磁選剩余物脫碳，得到SiC和AlN的混合物；

將所述SiC和AlN的混合物進行真空分解，得到金屬鋁和SiC。

優選地，所述鋁土礦中的氧元素和硅元素之和與碳粉的摩爾比為1:1～1.4。

優選地，所述碳熱還原氮化的溫度為1400～1650℃，時間為60～210min。

優選地，所述碳熱還原氮化的真空度為100～1000Pa。

優選地，升溫至所述碳熱還原氮化的溫度的升溫速率為5～20℃/min。

優選地，所述脫碳的溫度為600～800℃，時間為1～4h。

優選地，所述真空分解在保護性氣體中進行。

優選地，所述真空分解的壓強為10～10^-3Pa，溫度為1550～1700℃，時間為30～180min。

優選地，升溫至所述真空分解的溫度的升溫速率為5～20℃/min。

優選地，所述SiC和AlN的混合物經濕法壓片后進行真空分解。