[发明专利]一步酸溶法生产的氧化铝电解用铝电解质体系及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及氧化铝电解质技术领域，具体而言，涉及一种一步酸溶法生产的氧化铝电解用铝电解质体系及其应用。

背景技术

电解质是铝电解时溶解氧化铝并把它经电解还原为金属铝的反应介质，铝电解不能在水溶液中进行，因为在水溶液中电解时，阴极上只能析出氢而不能析出铝，因此，必须采用熔融盐电解质，电解质即是一种溶剂又是电的传媒导体。因此工业上对电解质有以下性能要求：一是能良好的溶解氧化铝并具有较高的溶解度；二是电解质具有良好的导电性，使电解质的电阻率较低，有利于降低槽电压和节能。电解质是一种复杂的熔融体系，其成分包括NaF、AlF₃、氧化铝和其它添加剂（LiF、CaF₂、MgF₂等），这些成分在电解质中所占含量的大小决定着电解质的初晶温度、电导率、溶解度等物化性质。

工业上提取金属铝的方法是先从铝矿中提取氧化铝，然后将氧化铝电解为金属铝。由于矿石中铝的品位不同，工业上采用不同的碱法制取氧化铝。1）拜耳法（湿化学法），适用于优质铝土矿和明矾石矿。2）烧结法，适用于低品位（高硅高铁）铝土矿和霞石矿；3）拜耳-烧结联合法，适用于各种铝土矿。

循环流化床粉煤灰生产氧化铝一步酸溶法工艺技术，即通过对粉煤灰磁选除铁、酸溶、树脂吸附除铁、浓缩结晶、煅烧等处理，得到氧化铝。这种一步酸溶法提取氧化铝的工艺因溶出率高且工艺简单，正日渐被广泛采用。但是一步酸溶法提取得到的氧化铝与传统的拜耳法、烧结法或联合法等工艺生产的氧化铝产品相比，在容重、粒度、安息角（流动性）、比表面积等方面有着较大的差别，使得传统碱法生产氧化铝所采用的电解质体系无法应用到一步酸溶法提取得到的氧化铝的电解中。因此，目前需要找出一种适合一步酸溶法生产氧化铝电解用铝电解质。

发明内容

本发明旨在提供一种一步酸溶法生产的氧化铝电解用铝电解质体系及其应用，该铝电解质体系对一步酸溶法生产得到的氧化铝的溶解性较好。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种一步酸溶法生产的氧化铝电解用铝电解质体系，包括Na₃AlF₆、Al₂O₃和添加剂，添加剂包括AlF₃、Li₂CO₃、CaF₂、MgF₂和Li₃AlF₆。

进一步地，按重量百分含量计，铝电解质体系包括以下组分：Li₃AlF₆1%～15%；Li₂CO₃2%～5%；CaF₂2%～7%；MgF₂1%～7%；Al₂O₃1.5%～3.5%；AlF₃2%～15%；其余为Na₃AlF₆。

进一步地，按重量百分含量计，铝电解质体系包括以下组分：Li₃AlF₆5%～10%；Li₂CO₃3%～4%；CaF₂3%～5%；MgF22%～5%；Al2O32%～3%；AlF35%～10%；其余为Na3AlF6。

进一步地，按重量百分含量计，铝电解质体系包括以下组分：Li₃AlF₆7%；Li₂CO₃4%；CaF₂4%；MgF₂5%；Al₂O₃2.5%；AlF₃7%；其余为Na₃AlF₆。

进一步地，按重量百分含量计，铝电解质体系包括以下组分：Li₃AlF₆8%；Li₂CO₃3.5%；CaF₂3.5%；MgF₂4%；Al₂O₃2.5%；AlF₃8%；其余为Na₃AlF₆。