从含铝粉煤灰中生产电解铝的技术
发布时间:2015-01-12 06:15
作者:互联网
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随着我国
铝工业的发展,国内
铝土矿呈现
品位持续下降的局面。因此,研发利用低品位含铝
矿物的新技术对于满足我国日益发展的铝工业的
需要非常必要,特别是需要探索一种
低碳、节能、符合循环
经济原则的铝冶炼
生产技术。若用传统碱法生产电解铝的原料存在许多问题,随着铝土矿品位的降低将会造成
氧化铝回收率的降低和碱的消耗量的增加及
废渣产出量的增加,不仅使单位
产品费用增加,还因渣的堆存对环境造成影响。最近,中国铝业山东
分公司借鉴
镁钛冶金和
煤气化技术开展低品位铝矿和
粉煤灰加炭氯化法,提出了一种低品位含铝矿物电解生产铝的新技术。这种方法可广泛适用于低品位含铝资源,特别适合于含总水低的粉煤灰。粉煤灰中含有 Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、
TiO2、Na2O、Ga2O3等氧化物。在有还原剂炭存在的条件下,高温下可以生成
金属氯化物。当温度高于 1000K 时反应按:MeO + C + Cl2= MeCl2+ CO 进行。他们采用的
工艺路线如下:(1)将
热的粉煤灰经立式磨到一定
粒度,将
灰分小于 2% 的
石油焦破碎到通过 16 目的程度,按照反应进行的要求将粉煤灰和
石油焦进行
配料。氯化使用
电解槽收集的氯气,并补充 99. 5% 以上的液氯。(2)氯化在氯化炉中进行。他们对沸腾氯化炉借鉴镁钛冶
金氯化炉进行改进: 为了
保证氯气分布均匀,设有适当的气体分布板;除物料沸腾区外,为保证反应充分进行,并防止物料很快被带出炉外,减少烟气量,在沸腾层上部设有扩大部分;有适当的加、排料装置;炉子充分密封,所有与氯接触的部分都选用耐
腐蚀材料。(3)得到了各种氯化物后,先进行
过滤除尘,然后根据氯化物沸点的不同进行
分级冷却降温。从
冷凝器得到 AlCl3和 FeCl3混合物,送到精制炉内,提温到 200℃,保持在 4 个大气压,加入适量的
铝粉,发生如下反应:FeCl3+ Al = AlCl3+ Fe,反应物经过水力
旋流器分离出
金属铁和 AlCl3,在 70℃ 温度下冷凝成固态的AlCl3,
储存供电解用。(4)AlCl3的电解。电解槽采用双极性多室槽,以降低阳极和阴极的压降,
碳阳极不消耗,
电解质的成分为: AlCl3( 5 ±2% ) 、NaCl 53%、LiCl 42% 。电解温度为 700±10℃。对三室槽: 极距 2.54cm、单室
槽电压 3.3V、阳极电流
密度为1.35A/cm2。经过试验,上述工艺显示出一系列优点:(1)制取每公斤铝电耗仅 11.44 度,节电效果明显。 (2)由于 AlCl3电解使用惰性阳极,排出的是O2而不是 CO2,有利于
改善大气环境。(3)整个
流程基本上是干法生产,节约了湿法生产所需要的大量水源。(4)由于电解阳极不消耗且电解单位产品较冰晶
石-氧化铝
熔盐电解法电能消耗低,故电解铝
成本大幅度下降,仅阳极就节约近 1500 元/吨铝。(5)可大大改善电解
作业条件,无需要定期更换阳极。(一员)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。