[发明专利]一种粉煤灰生产三氯化铝的方法无效

申请号：	201110372223.7	申请日：	2011-11-22
公开（公告）号：	CN102491394A	公开（公告）日：	2012-06-13
发明（设计）人：	李旺兴;杨建红;齐利娟;李昌林;张志斌;周云峰;刘彬	申请（专利权）人：	中国铝业股份有限公司
主分类号：	C01F7/56	分类号：	C01F7/56
代理公司：	中国有色金属工业专利中心 11028	代理人：	李迎春;李子健
地址：	100082 北***	国省代码：	北京;11
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摘要：
搜索关键词：	一种粉煤生产氯化铝方法
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【说明书】：

技术领域

一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，涉及一种粉煤灰的综合利用方法。

背景技术

无水三氯化铝可以用作有机合成的催化剂、洗涤剂，并可用于医药、农药、染料、香料、冶金、塑料、润滑油等行业。目前大多数无水三氯化铝生产企业都是以金属铝为原料，将经过处理的高纯铝预热后，加入密闭的氯化反应炉内，氯气与金属铝在800-900℃条件下发生反应后生成无水三氯化铝，生成的三氯化铝进入冷凝器后被捕集，即得到产品无水三氯化铝。此工艺的缺点是以高纯铝为原料，生产出的无水三氯化铝成本较高。

《无机盐工业手册》中提到了另外一种以氧化铝为原料生产无水三氯化铝的工艺。该工艺以氧化铝为原料，煤作还原剂，纸浆废液作粘合剂，氯气做氧化剂，在850-950℃条件下反应，制得粗三氯化铝。粗三氯化铝经过升华精馏后得到精三氯化铝。此工艺与上述工艺相比，因以较低价格的氧化铝为原料，生产成本有所降低，但降低幅度不大。

发明内容

本发明的目的就是针对目前工业上以高纯铝为原料生产无水三氯化铝成本较高的问题，提出了一种具有较高的经济效益的粉煤灰生产三氯化铝的方法。

本发明是通过以下工艺技术方案实现的。

一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于以粉煤灰为原料，用氯化剂和还原剂，在500-1300℃条件下将粉煤灰中的铝氯化为三氯化铝，硅、铁、钛等元素也部分被氯化为相应的氯化物；氯化后的气态混合产物经过分步冷却，首先将三氯化铁与三氯化铝从气态混合物中冷凝下来；然后将四氯化硅与四氯化钛从气态混合物中冷凝下来；其余的尾气经过碱液吸收后排入大气；第一步冷凝得到的固体混合物加热至320-600℃后加入到第一个装有铁屑的还原炉，该炉温度为350-600℃，从第一个还原炉出来的气体进入到第二个装有铝屑的还原炉，该炉温度为320-450℃；从第二个还原炉出来的气体经过冷却器后得到纯净的无水三氯化铝。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于所述的氯化剂为Cl₂、SiCl₄、CCl₄、COCl₂中一种或几种。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于所述的还原剂为焦炭、石油焦、兰炭、木炭、活性炭、CO、COCl₂、CS₂、CCl₄中一种或几种。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于所述的氯化过程采用无水含硼化合物为催化剂，无水含硼化合物催化剂包括氧化硼、硼的含氧酸盐、硼的卤化物、硼的氮化物、硼的磷化物、金属硼化物、碳化硼。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于采用的氯化方式有固定床氯化、移动床氯化和沸腾床氯化，设备为固定床氯化炉、沸腾炉、旋转窑、隧道窑或熔盐氯化炉。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于所述的粉煤灰在氯化前采用磁选或浮选的方法进行铁除。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于所述的粉煤灰采用干式磁选法进行预除铁。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于所述的粉煤灰的氯化温度为500-1300℃。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于氯化后的氯化产物通过分步冷却后，分别形成氯化铁与氯化三氯化铝的固态混合物以及四氯化钛与四氯化硅的液态混合物。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于氯化铁与三氯化铝的混合物经过两段金属还原后得到精无水三氯化铝固体。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于所述的氯化铁与三氯化铝的混合物加热至320-600℃，然后加入到第一个装有铁屑的还原炉，该炉温度为350-600℃，从第一个还原炉出来的气体进入到第二个装有铝屑的还原炉，该炉温度为320-450℃。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，其特征在于冷却后的液态氯化混合物采用精馏的办法，制得纯净的四氯化硅与四氯化钛。

本发明的一种粉煤灰生产三氯化铝的方法，能有效降低无水三氯化铝的生产成本，有效利用粉煤灰，减轻环境压力，提高综合经济效益。