[发明专利]一种真空蒸馏电解铝制备高纯铝的工艺方法

说明书

一种真空蒸馏电解铝制备高纯铝的工艺方法发明，提供一种在真空蒸馏炉中真空蒸馏电解铝液制备高纯铝的工艺方法。第一步真空蒸馏：将电解铝液连续输入到真空蒸馏炉中在真空度1和温度1下真空蒸发，分别在冷凝器各个不同温度之冷凝室中，连续冷凝易挥发杂质元素Na、Mg、Zn、Ca，残留富Al液；第二步真空蒸馏：将富Al熔液连续输入到真空蒸馏炉中进行真空度2和温度2下真空蒸馏，分别在冷凝器各个不同温度之冷凝室中，连续冷凝蒸发气体中的Al及微量难挥发杂质元素Cu、Ga等，收集得到高纯铝液。温度1为800‑1000℃、真空度1为10^‑1‑10^‑3Pa；温度2为1300‑1500℃、真空度2为10^‑1‑10^‑3Pa。

技术领域

本发明涉及一种真空蒸馏精炼电解铝制备高纯铝的技术方法。

背景技术

现有的高纯铝制备方法有偏析法(包括区域熔炼法、定向凝固法、分布结晶法)、三层液电解法。这些现有方法均非真空蒸馏法，其对铝液的提纯效果有限，能耗等成本较高，对铝液中的有价杂质元素基本不能分离回收。电解铝液的纯度一般为2N级，其中含的杂质元素主要有相对于Al元素为易挥发的Na、Mg、Zn、Ca和难挥发元素Fe、Cu、Si、Ga等。可根据有色金属真空蒸馏原理，通过一定的真空蒸馏工艺方法有可能对电解铝液进行精炼提纯而获得5N级以上的高纯铝。

参考文献：

[1]戴永年，杨斌.有色金属材料真空冶金[M].北京：冶金出版社，2000.

[2]贾国斌.若干铅基合金真空蒸馏分离提纯的研究[D].昆明理工大学博士论文，2006.

[3]夏侯斌，杨斌，李一夫，徐宝强.铝-锌合金真空蒸馏分离锌和铝[J].有色金属，2013(8)：8-10.

[4]袁学敏.高纯铝的研究进展[J].黑龙江冶金，2015(1)：1-3.

发明内容

本发明目的：

本发明提供一种真空蒸馏制备高纯铝的工艺方法，可应用于利用电解铝通过真空蒸馏制备高纯铝。

本发明的技术解决方案：

一种真空蒸馏电解铝制备高纯铝的工艺方法，其包括：采用带有塔式多级蒸发器(简称蒸发器)和多冷凝室式冷凝器(简称冷凝器)及多个盛液容器的真空蒸馏炉(简称真空蒸馏炉)，进行电解铝液的真空蒸馏制备高纯铝的工艺方法(简称工艺方法)，所述之工艺方法包括：(1)第一步真空蒸馏：1)将所述之电解铝液预热到温度1，将所述之真空蒸馏炉抽真空到真空度1、加热到温度1并保持，2)将预热后的所述之电解铝液逐渐连续输入到所述之真空蒸馏炉的所述之蒸发器中进行真空度1和温度1下的真空蒸发，并分别在所述之冷凝器的各个不同温度之所述之冷凝室中，连续冷凝蒸发气体中易挥发杂质元素，分别在不同的所述之盛液容器中收集由不同的所述之冷凝器的所述之冷凝室中导来的不同易挥发杂质元素熔液和第一步真空蒸馏后残留的富Al熔液；(2)第二步真空蒸馏：1)将所述之盛液容器中的所述之富Al熔液预热到温度2，将所述之真空蒸馏炉抽到真空度2、加热到温度2并保持，2)将预热后的富Al熔液逐渐连续输入到所述之真空蒸馏炉的所述之蒸发器中进行真空度2和温度2下的真空蒸馏，并分别在所述之冷凝器的各个不同温度之所述之冷凝室中，连续冷凝分离蒸发气体中的难挥发的元素，分别在不同的所述之盛液容器中收集由不同的所述之冷凝室中导来的各元素溶液，其特征是：第一步真空蒸馏挥发、冷凝分离易挥发杂质元素Na、Mg、Zn、Ca，所述之温度1为800-1000℃，第二步真空蒸馏挥发、冷凝分离难挥发杂质元素Cu、Ga与元素Al，蒸发器中残留较Al等难挥发的杂质元素Fe、Si，所述之真空度1为10^-1-10^-3Pa；所述之温度2为1300-1500℃，所述之真空度2为10^-1-10^-3Pa。