一種高鋁粉煤灰生產(chǎn)無水氯化鋁的精制工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高鋁粉煤灰生產(chǎn)無水氯化鋁精制工藝，屬于粉煤灰綜合利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]粉煤灰是燃煤電廠在煤炭經(jīng)鍋爐燃燒后排出的固體廢料，也是我國排放量最大的工業(yè)廢渣。通常燃燒I噸煤，產(chǎn)生20?30%的粉煤灰，目前我國年排放粉煤灰約4億多噸，粉煤灰累計(jì)堆存量在20億噸以上，嚴(yán)重污染環(huán)境，浪費(fèi)資源。粉煤灰中氧化鋁含量通常在40?50%，與鋁土礦中的氧化鋁含量相當(dāng)，急需找到一種經(jīng)濟(jì)合理的方法，使其能夠綜合利用。
[0003]目前國內(nèi)無水氯化鋁的制備方法主要是用鋁錠直接氯化，少數(shù)企業(yè)采用鋁土礦氯化。隨著粉煤灰綜合利用工作的開展，研究出了用粉煤灰直接氯化生產(chǎn)無水氯化鋁的方法，但是生產(chǎn)出來的無水氯化鋁純度不高，且工藝流程較為復(fù)雜。本發(fā)明通過研究尋找到一種用粉煤灰生產(chǎn)高純無水氯化鋁的精制工藝，該方法有能耗低，工藝流程短，產(chǎn)品無水氯化鋁純度高等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種高鋁粉煤灰生產(chǎn)無水氯化鋁的精制工藝方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的無水氯化鋁純度不高、且工藝流程較為復(fù)雜等不足。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:以氧化鋁含量> 25%的高鋁粉煤灰為原料，配以碳值還原齊U，并通入氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng)，氯化爐出來的混合氣體通過冷卻和蒸餾、精餾處理后，制得符合國家標(biāo)準(zhǔn)的無水氯化鋁產(chǎn)品。
[0006]所述碳值還原劑應(yīng)為含碳量大于84%的固態(tài)碳值還原劑,一般常用石油焦，也可用煤或碳粉等代替。
[0007]氯化反應(yīng)中的氯氣濃度彡99.5 (體積百分?jǐn)?shù))。
[0008]高鋁粉煤灰和碳值還原劑和氯氣的配比，根據(jù)原料高鋁粉煤灰中物料成分計(jì)算，由于本發(fā)明中氧化鋁僅僅要求含量> 25%，其他成分未知，所以配料比的范圍浮動會很大，需要根據(jù)粉煤灰的具體成分而定。還原反應(yīng)的溫度在800?1000°C，反應(yīng)壓力根據(jù)具體物料成分用流體力學(xué)計(jì)算。
[0009]從氯化爐出來的混合氣體，采用兩級收塵器冷卻，冷卻后氣體溫度在32O?400°C，雜質(zhì)類MgCl2、CaCl2、NaCl、KCUFeCl2以固體渣方式從氯化爐除去。
[0010]經(jīng)過兩級收塵器冷卻得到的氣體進(jìn)入一級分離塔進(jìn)行蒸餾，溫度控制在200?2500C，高沸點(diǎn)雜質(zhì)MgCl2、CaCl2、NaCl、KCl、FeCl2、FeCl3以固態(tài)形式從分離塔底排出，余下氣體從塔頂進(jìn)入二級分離塔。
[0011]氣體進(jìn)入二級分離塔進(jìn)行精餾，溫度控制在150?170°C，低沸點(diǎn)雜質(zhì)TiCl4、SiCl4以氣態(tài)形式從塔上部排出，無水氯化鋁從分離塔下部排出。
[0012]從二級分離塔排出的氣態(tài)雜質(zhì)，捕集降溫至70?90°C，得到固體返回到氯化處理，尾氣用堿液處理后用風(fēng)機(jī)送入煙?排放。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)如下:
1)本發(fā)明是一種全新的、以粉煤灰為原料生產(chǎn)無水氯化鋁的精制工藝；
2)氯化尾氣經(jīng)過兩級冷卻，一級蒸餾和精餾，產(chǎn)品品位滿足國家合格品以上標(biāo)準(zhǔn)(彡 98.5)；
3)二級分離塔排出尾氣進(jìn)行捕集，固體返回氯化處理，提高物料利用率；
4)尾氣用堿液處理，排放滿足國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；
5)本發(fā)明采用的技術(shù)具有原料價廉易得、產(chǎn)品純度高、易于工業(yè)大型化生產(chǎn)等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明的工藝方法以含鋁粉煤灰為原料，配上一定量碳值還原劑和氯氣，在氯化爐中發(fā)生氯化反應(yīng)。氯化反應(yīng)后從氯化爐排出的氣體主要有:MgCl2、CaCl2, NaCl, KC1、TiCl4、SiCl4、FeCl3、FeCl2、AlCl3、C0、C02、N2、C0Cl2、Cl2 等，未反應(yīng)完全的爐渣主要有:Si02、CaO 和 MgO 等。
[0016]氯化爐出來的混合氣體經(jīng)過兩級收塵器冷卻，溫度降低到320?400°C，使MgCl2、CaCl2,NaCl,KCl,FeCl2等雜質(zhì)大部分以固體的方式除去；兩級冷卻后氣體進(jìn)入一級分離塔進(jìn)行蒸餾，進(jìn)一步除少量MgC12、CaC12、NaCl、KCl、FeCl2和大量FeCl3等高沸點(diǎn)雜質(zhì)，要求溫度在200?280°C ;然后從一級分離塔塔頂出來的氣體進(jìn)入二級分離塔進(jìn)行精餾，溫度控制在150?170°C，可除TiCl4、SiCl4等低沸點(diǎn)雜質(zhì)。氣態(tài)物質(zhì)由二級分離塔上部排出，精制好的AlCl3則以固態(tài)形式由塔下部排出。二級分離塔塔頂排出的氣態(tài)物質(zhì)在捕集器降溫至70?90°C，固體返回氯化爐處理。最后剩余的氣體主要是CO、CO2, N2, COCl2, Cl2等，它們在AlCl3中的溶解度不大，進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)用堿液洗滌凈化處理，其中生成的氯化鈉和次氯酸鈉等返回氯堿車間回收利用，尾氣達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)后經(jīng)尾氣風(fēng)機(jī)送入煙?排入大氣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高鋁粉煤灰生產(chǎn)無水氯化鋁的精制工藝方法，其特征在于:以氧化鋁含量^ 25%的高鋁粉煤灰為原料，配以碳值還原劑，并通入氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng)，氯化爐出來的混合氣體通過冷卻和蒸餾、精餾處理后，制得符合國家標(biāo)準(zhǔn)的無水氯化鋁產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鋁粉煤灰生產(chǎn)無水氯化鋁的精制工藝方法，其特征在于:從氯化爐出來的混合氣體，采用兩級收塵器冷卻，冷卻后氣體溫度在320?400°C，雜質(zhì)類MgCl2, CaCl2、NaCl、KCl、FeCl2以固體渣方式從氯化爐除去。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鋁粉煤灰生產(chǎn)無水氯化鋁的精制工藝方法，其特征在于:經(jīng)過兩級收塵器冷卻得到的氣體進(jìn)入一級分離塔進(jìn)行蒸餾，溫度控制在200?250°C，高沸點(diǎn)雜質(zhì)MgCl2、CaCl2、NaCl、KCl、FeCl2、FeCl3以固態(tài)形式從分離塔底排出，余下氣體從塔頂進(jìn)入二級分離塔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高鋁粉煤灰生產(chǎn)無水氯化鋁的精制工藝方法，其特征在于:氣體進(jìn)入二級分離塔進(jìn)行精餾，溫度控制在150?170°C，低沸點(diǎn)雜質(zhì)TiCl4、SiCl4以氣態(tài)形式從塔上部排出，無水氯化鋁從分離塔下部排出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高鋁粉煤灰生產(chǎn)無水氯化鋁的精制工藝方法，其特征在于:從二級分離塔排出的氣態(tài)雜質(zhì)，捕集降溫至70?90°C，得到固體返回到氯化處理，尾氣用堿液處理后用風(fēng)機(jī)送入煙?排放。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高鋁粉煤灰生產(chǎn)無水氯化鋁的精制工藝方法，以高鋁粉煤灰（氧化鋁含量≥25%）為原料，配以碳值還原劑，并通入氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng)，氯化爐出來的混合氣體通過冷卻和蒸餾、精餾處理后，制得符合國家標(biāo)準(zhǔn)的無水氯化鋁產(chǎn)品。本發(fā)明具有原料價廉易得、產(chǎn)品純度高、易于工業(yè)大型化生產(chǎn)等特點(diǎn)。
【IPC分類】C01F7-58
【公開號】CN104773747
【申請?zhí)枴緾N201410014695
【發(fā)明人】楊鑫
【申請人】貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)研究院有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2014年1月14日