[發明專利]鋁灰球團氯化-氧壓轉化制備氧化鋁及全組分利用的方法

有效

• 申請號: 202110216809.8
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN112850762B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 張廷安;呂國志;劉燕;趙秋月;豆志河;張子木;張偉光;傅大學
• 申請（專利權）人: 東北大學;東大有色固廢技術研究院（遼寧）有限公司
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02;C01F7/30;C01F7/56;C01B33/107;C09K3/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

1.鋁灰球團氯化-氧壓轉化制備氧化鋁及全組分利用的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將鋁灰、焦煤按比例混合均勻，壓制成球團，所述的焦煤中包括C和氧化硅，所述的鋁灰中包括氧化鋁和氧化硅；按摩爾比，焦煤中的C：(鋁灰中的氧化鋁+鋁灰中氧化硅+焦煤中氧化硅)=1.5:1，所述的鋁灰包括組分及質量百分含量為Al?25-65%，MgO≤10%，Cl≤25%，F≤10%，K≤5%，N?3-15%，SiO₂≤20%，其余成分為氧及其它雜質；所述焦煤中包括組分及質量百分含量為C?83.6%，氧化硅4.3%，余量為雜質；

(2)將球團加入到移動床反應器中，并向移動床反應器中通入氯氣，進行氯化反應，獲得固相產物和氣相產物；其中，所述的氯氣通入量為理論能使鋁灰中鋁完全轉化為AlCl₃，鋁灰中氧化硅+焦煤中氧化硅完全轉化為SiCl₄的物質的量的1.5倍，所述的氯化反應溫度為1000℃，反應時間為10min；所述的氯化反應過程中：

鋁灰中的氮化鋁、鋁、氧化鋁和氧化硅分別與氯氣反應生成氮氣、氯化鋁和氯化硅；

鋁灰中的鎂與氯氣反應生成氯化鎂進入渣中；

(3)所述的氣相產物初步降溫至180℃以下，冷凝獲得氯化鋁產品，進一步降溫至56℃以下，獲得四氯化硅產品，尾氣經加壓得到氮氣和氯氣，氯氣壓縮成液氯，返回氯化過程循環使用；經檢測，鋁灰中97.8%的鋁轉化為氯化鋁，鋁灰和焦煤中82.5%的氧化硅轉化為四氯化硅；

(4)將氯化鋁引流至加壓氧壓轉化爐中，并保持氣相中氧氣分壓為5MPa，保持氯化鋁為熔融態進行氧化反應，反應溫度為200℃，反應時間90min，向體系中熔融態氯化鋁中通入氧氣，使氯化鋁轉化為氧化鋁和氯氣，氯化鋁完全轉化為氧化鋁，氯氣返回氯化過程循環使用。

2.根據權利要求1所述的鋁灰球團氯化-氧壓轉化制備氧化鋁及全組分利用的方法，其特征在于，所述的步驟(2)中，獲得的氯化鎂渣可作為除雪劑的原料。

3.根據權利要求1所述的鋁灰球團氯化-氧壓轉化制備氧化鋁及全組分利用的方法，其特征在于，所述的步驟(3)中，獲得的四氯化硅作為多晶硅或高純二氧化硅生產的原料。