[发明专利]碳热还原法

权利要求书

1.用于大量制备含固态碳化铝产物的方法，其中所述方法包括以下步骤：

(a)形成含铝材料与碳质材料的混合物，其中所述碳质材料由碳组成，含有碳或产生碳；并且

(b)将步骤(a)中形成的混合物加热到足以使所述碳质材料的碳与所述含铝材料的铝反应而生成固态碳化铝的温度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(a)中形成的混合物还包含铝氧化物，例如氧化铝。

3.根据权利要求1所述的方法，其中将诸如氧化铝的铝氧化物与步骤(b)中生成的碳化铝混合。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其中含铝材料是回收的铝废金属，或者包含回收的铝废金属。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其中含铝材料是铝渣颗粒，或者包含铝渣颗粒。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其中通过将熔融铝喷洒到氧化铝、碳质材料或氧化铝与碳质材料的混合物上来生成含铝材料。

7.根据权利要求6所述的方法，其中在固定床或流化床中将所述熔融铝喷洒到氧化铝、碳质材料或其混合物上。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(a)包括以下步骤：

(i)形成氧化铝和碳质材料的混合物；以及

(ii)将固态的含铝材料与氧化铝和碳质材料的混合物进行混合。

9.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其中所述含铝材料的最大粒径约为5mm。

10.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述铝氧化物的最大粒径为约5mm。

11.根据权利要求1至10中任一权利要求所述的方法，其中碳质材料的最大粒径为约5mm。

12.根据权利要求1至11中任一权利要求所述的方法，其中所述碳质材料是液态或固态的碳氢化合物材料，或者是碳氢化合物材料经过热解、分解或裂化后生成的液态或固态的含碳材料。

13.根据权利要求1至12中任一权利要求所述的方法，其中所述碳质材料的碳至少部分由含有碳氢化合物的气体提供，所述碳氢化合物在与氧化铝和含铝材料混合时或混合前分解或裂化而产生碳和氢。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述碳氢化合物包含下列材料中的至少一种：甲烷、乙烷、丁烷、戊烷、高级烷烃、天然碳氢化合物气体、石油碱、石油液体、烯烃和焦油沥青。

15.根据权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其中将在步骤(a)中生成的混合物加热到高于1400℃的温度。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述温度为约1450℃至1650℃。

17.用于回收铝金属的方法，其中通过权利要求1至16中任一权利要求所述的方法生成含碳化铝的产物，并且加热所述含碳化铝的产物使得碳化铝与铝化合物反应生成铝金属和一氧化碳，所述铝化合物选自Al₂O₃、Al₄CO₄、AlO、Al₂O及其混合物。

18.根据权利要求17所述的方法，其中在第一反应器中生成所述含碳化铝的产物，所述第一反应器与产物和铝氧化物发生反应的反应器分开。

19.根据权利要求18所述的方法，其中通过感应加热、电弧加热或等离子体加热来进行所述第二反应器中的加热。

20.根据权利要求16、17或18所述的方法，其中将所述含碳化铝的产物的主体加热至约1700℃至约2000℃的温度。

21.根据权利要求17至20中任一权利要求所述的方法，其中一氧化碳在其生成时就被快速除去。