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| 中國(guó)鋁業(yè)山東分公司開發(fā)出粉煤灰電解生產(chǎn)鋁新技術(shù) |
| 來源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-02-04 09:50:16 瀏覽次數(shù)： |
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（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）隨著我國(guó)鋁工業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)鋁土礦呈現(xiàn)品位持續(xù)下降的局面。因此，研發(fā)利用低品位含鋁礦物的新技術(shù)對(duì)于滿足我國(guó)日益發(fā)展的鋁工業(yè)的需要非常必要，特別是需要探索一種低碳、節(jié)能、符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則的鋁冶煉生產(chǎn)技術(shù)。若用傳統(tǒng)堿法生產(chǎn)電解鋁的原料存在許多問題，隨著鋁土礦品位的降低將會(huì)造成氧化鋁回收率的降低和堿的消耗量的增加及廢渣產(chǎn)出量的增加，不僅使單位產(chǎn)品費(fèi)用增加，還因渣的堆存對(duì)環(huán)境造成影響。
最近，中國(guó)鋁業(yè)山東分公司借鑒鎂鈦冶金和煤氣化技術(shù)開展低品位鋁礦和粉煤灰加炭氯化法，提出了一種低品位含鋁礦物電解生產(chǎn)鋁的新技術(shù)。這種方法可廣泛適用于低品位含鋁資源，特別適合于含總水低的粉煤灰。
粉煤灰中含有 Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、TiO2、Na2O、Ga2O3等氧化物。在有還原劑炭存在的條件下，高溫下可以生成金屬氯化物。當(dāng)溫度高于 1000K 時(shí)反應(yīng)按：MeO + C + Cl2= MeCl2+ CO 進(jìn)行。
他們采用的工藝路線如下：
1、將熱的粉煤灰經(jīng)立式磨到一定粒度，將灰分小于 2% 的石油焦破碎到通過 16 目的程度，按照反應(yīng)進(jìn)行的要求將粉煤灰和石油焦進(jìn)行配料。氯化使用電解槽收集的氯氣，并補(bǔ)充 99. 5% 以上的液氯。
2、氯化在氯化爐中進(jìn)行。他們對(duì)沸騰氯化爐借鑒鎂鈦冶金氯化爐進(jìn)行改進(jìn): 為了保證氯氣分布均勻，設(shè)有適當(dāng)?shù)臍怏w分布板；除物料沸騰區(qū)外，為保證反應(yīng)充分進(jìn)行，并防止物料很快被帶出爐外，減少煙氣量，在沸騰層上部設(shè)有擴(kuò)大部分；有適當(dāng)?shù)募?、排料裝置；爐子充分密封，所有與氯接觸的部分都選用耐腐蝕材料。
3、得到了各種氯化物后，先進(jìn)行過濾除塵，然后根據(jù)氯化物沸點(diǎn)的不同進(jìn)行分級(jí)冷卻降溫。從冷凝器得到 AlCl3和 FeCl3混合物，送到精制爐內(nèi)，提溫到 200℃，保持在 4 個(gè)大氣壓，加入適量的鋁粉，發(fā)生如下反應(yīng)：FeCl3+ Al = AlCl3+ Fe，反應(yīng)物經(jīng)過水力旋流器分離出金屬鐵和 AlCl3，在 70℃ 溫度下冷凝成固態(tài)的AlCl3，儲(chǔ)存供電解用。
4、AlCl3的電解。電解槽采用雙極性多室槽，以降低陽極和陰極的壓降，碳陽極不消耗，電解質(zhì)的成分為: AlCl3( 5 ±2% ) 、NaCl 53%、LiCl 42% 。電解溫度為 700±10℃。對(duì)三室槽: 極距 2.54cm、單室槽電壓 3.3V、陽極電流密度為1.35A/cm2。
經(jīng)過試驗(yàn)，上述工藝顯示出一系列優(yōu)點(diǎn)：
?。?）制取每公斤鋁電耗僅 11.44 度，節(jié)電效果明顯。
?。?）由于 AlCl3電解使用惰性陽極，排出的是O2而不是 CO2，有利于改善大氣環(huán)境。
?。?）整個(gè)流程基本上是干法生產(chǎn)，節(jié)約了濕法生產(chǎn)所需要的大量水源。
?。?）由于電解陽極不消耗且電解單位產(chǎn)品較冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法電能消耗低，故電解鋁成本大幅度下降，僅陽極就節(jié)約近 1500 元/噸鋁。
?。?）可大大改善電解作業(yè)條件，無需要定期更換陽極。
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