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| 中國鋁業山東分公司開發出粉煤灰電解生產鋁新技術 |
| 來源：中國粉體技術網 更新時間：2015-02-04 09:50:16 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術網/班建偉）隨著我國鋁工業的發展，國內鋁土礦呈現品位持續下降的局面。因此，研發利用低品位含鋁礦物的新技術對于滿足我國日益發展的鋁工業的需要非常必要，特別是需要探索一種低碳、節能、符合循環經濟原則的鋁冶煉生產技術。若用傳統堿法生產電解鋁的原料存在許多問題，隨著鋁土礦品位的降低將會造成氧化鋁回收率的降低和堿的消耗量的增加及廢渣產出量的增加，不僅使單位產品費用增加，還因渣的堆存對環境造成影響。
最近，中國鋁業山東分公司借鑒鎂鈦冶金和煤氣化技術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鋁的新技術。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。當溫度高于 1000K 時反應按：MeO + C + Cl2= MeCl2+ CO 進行。
他們采用的工藝路線如下：
1、將熱的粉煤灰經立式磨到一定粒度，將灰分小于 2% 的石油焦破碎到通過 16 目的程度，按照反應進行的要求將粉煤灰和石油焦進行配料。氯化使用電解槽收集的氯氣，并補充 99. 5% 以上的液氯。
2、氯化在氯化爐中進行。他們對沸騰氯化爐借鑒鎂鈦冶金氯化爐進行改進: 為了保證氯氣分布均勻，設有適當的氣體分布板；除物料沸騰區外，為保證反應充分進行，并防止物料很快被帶出爐外，減少煙氣量，在沸騰層上部設有擴大部分；有適當的加、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，先進行過濾除塵，然后根據氯化物沸點的不同進行分級冷卻降溫。從冷凝器得到 AlCl3和 FeCl3混合物，送到精制爐內，提溫到 200℃，保持在 4 個大氣壓，加入適量的鋁粉，發生如下反應：FeCl3+ Al = AlCl3+ Fe，反應物經過水力旋流器分離出金屬鐵和 AlCl3，在 70℃ 溫度下冷凝成固態的AlCl3，儲存供電解用。
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，電解質的成分為: AlCl3( 5 ±2% ) 、NaCl 53%、LiCl 42% 。電解溫度為 700±10℃。對三室槽: 極距 2.54cm、單室槽電壓 3.3V、陽極電流密度為1.35A/cm2。
經過試驗，上述工藝顯示出一系列優點：
?。?）制取每公斤鋁電耗僅 11.44 度，節電效果明顯。
?。?）由于 AlCl3電解使用惰性陽極，排出的是O2而不是 CO2，有利于改善大氣環境。
?。?）整個流程基本上是干法生產，節約了濕法生產所需要的大量水源。
?。?）由于電解陽極不消耗且電解單位產品較冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法電能消耗低，故電解鋁成本大幅度下降，僅陽極就節約近 1500 元/噸鋁。
?。?）可大大改善電解作業條件，無需要定期更換陽極。
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