一種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法
【專利摘要】一種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，屬于氯化鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。具體包括以下步驟：步驟1，高鋁粉煤灰微波加熱氯化分解：將高鋁粉煤灰中加入固體碳，混合均勻，通入氯氣，采用微波頻率為2.3～2.5GHz的微波流化床加熱5～60min，達(dá)到300～1200℃，恒溫10～60min，將高鋁粉煤灰充分分解，得到含氯化鋁的多種氯化混合氣體；步驟2，分離凈化：含氯化鋁的多種氯化混合氣體，經(jīng)三級冷凝回收裝置去除雜質(zhì)、精制，得到純度大于99％的無水氯化鋁產(chǎn)品。本發(fā)明以粉煤灰為原料直接生產(chǎn)無水氯化鋁，產(chǎn)品附加值提高，并且該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的操作復(fù)雜，能耗高，生產(chǎn)成本高的不足。
【專利說明】
一種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于氯化鋁生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法。【背景技術(shù)】
[0002]粉煤灰是煤炭燃燒后的固體廢棄物，燃煤火電廠廢棄物粉煤灰年排放量近4億噸， 而粉煤灰中有多種氧化物以12〇3,51〇2^62〇3，1(2〇，似2〇，11〇2,0&0，1%0)，其中氧化鋁含量與我國中低品位鋁土礦中的氧化鋁含量相當(dāng)，高鋁粉煤灰是我國氧化鋁工業(yè)可替代鋁土礦的潛在資源。粉煤灰是懸浮顆粒物的主要來源，造成區(qū)域性空氣污染，危害人體的健康。粉煤灰的長期堆存還會污染土壤和水體，在威脅人類的健康同時也浪費(fèi)大量的水資源。粉煤灰大宗固體綜合利用是國家近年來重點(diǎn)扶持的“節(jié)能減排”和“綠色低碳經(jīng)濟(jì)”領(lǐng)域。以粉煤灰為原料，生產(chǎn)無水氯化鋁工藝簡單，變廢為寶，有很高的經(jīng)濟(jì)及社會效益。
[0003]氯化鋁，是制取染料的主要原料，廣泛應(yīng)用于催化劑的合成、石油裂解、合成染料、 橡膠、醫(yī)藥、洗滌劑、香料、農(nóng)藥和有機(jī)鋁化合物的制備，還可用于金屬冶煉和潤滑油的加工等方面。
[0004]公開號CN104773747A公布一種無水氯化鋁的生產(chǎn)方法，以高鋁粉煤灰(氧化鋁含量多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)。但該方法中采用普通流化床作為反應(yīng)裝置， 對于設(shè)備要求高，能耗高，生產(chǎn)成本高。
[0005]公開號CN103936047A本發(fā)明公開了一種無水氯化鋁的制備方法，采用粉煤灰或含氧化鋁大于25%的含鋁礦為原料，用硫酸浸出得到硫酸鋁溶液，然后濃縮結(jié)晶，得到硫酸鋁晶體，在高于80°C溫度下預(yù)熱30分鐘以上脫去結(jié)晶水得到硫酸鋁。將硫酸鋁和固體碳混合后加入溫度為高于600°C，壓力為常壓或微負(fù)壓的氯化爐中通入氯氣，生成質(zhì)量百分含量大于30%的無水氯化鋁混合氣體，經(jīng)過精制除雜得到純度99%以上的無水氯化鋁。氯化尾氣用水洗后再用堿溶液吸收后排放。但該方法采用濕法生產(chǎn)氯化鋁，流程用水量大，造成水資源的浪費(fèi)，同時增加了工藝流程，采用普通氯化爐，能耗增加，生產(chǎn)成本增加。
[0006]公開號CN104773746A公布一種無水氯化鋁的生產(chǎn)方法，將制鋁原料浸入鹽酸中得到氯化鋁溶液;將制得的氯化鋁溶液直接濃縮結(jié)晶，得到六水氯化鋁晶體;將六水氯化鋁晶體煅燒，得到初氧化鋁;將初氧化鋁與碳混合加入氯化爐中，通入氯氣并加熱，氧化鋁與氯氣反應(yīng)生成氣態(tài)氯化鋁，經(jīng)過精制除雜得到純凈的無水氯化鋁。但該方法中不能利用粉煤灰資源，工藝流程長，前端流程工藝復(fù)雜，對于設(shè)備要求高，能耗高，生產(chǎn)成本高，不利于非傳統(tǒng)鋁資源的綜合利用。
[0007]公開號CN104402032A涉及一種新型的無水三氯化鋁的生產(chǎn)方法，第一步操作鋁錠放入反應(yīng)爐中，初次生產(chǎn)時使用專用容器通過柴油加熱將鋁錠進(jìn)行加熱融化成鋁液，而后將鋁液倒入反應(yīng)爐內(nèi)，關(guān)閉反應(yīng)爐后通入液氯，與熔融狀態(tài)的鋁在830°C左右進(jìn)行氯化反應(yīng)。該方法中同樣存在不能利用粉煤灰的非傳統(tǒng)鋁土礦資源，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，對設(shè)備環(huán)境要求較高，能耗高，生產(chǎn)成本高。
[0008]公開號CN104445328A公開了一種板框型聚氯化鋁的制備方法，其特征在于:所述原料配方重量比為:含量30 %鹽酸100份;鋁礬土 50?80份;鋁酸鈣粉30?50份;所述鋁礬土含量:三氧化二鋁多30 %，三氧化二鐵<4 % ;所述鋁酸鈣粉含量:三氧化二鋁多50 %、氧化鈣28?32%、三氧化二鐵1?2.5%;所述板框型聚氯化鋁的制備方法，將鹽酸稀釋19? 26%，按上述配比投放鋁釩土，隨溫度升高40?80,反應(yīng)10小時后投放鋁酸鈣粉，反應(yīng)1.5? 2小時，溫度60?90°C，板框的壓力10?20公斤/平方厘米，進(jìn)行壓濾，即得成品。該方法制備的同樣存在不能利用粉煤灰的非傳統(tǒng)鋁土礦資源，采用濕法生產(chǎn)氯化鋁，流程用水量大，造成水資源的浪費(fèi)，采用酸法對設(shè)備本身要求高，生產(chǎn)成本增加。
[0009]現(xiàn)有的氯化鋁生產(chǎn)技術(shù)多存在不能利用原礦直接生產(chǎn)、能耗高、操作復(fù)雜、對設(shè)備要求高及有價組元綜合利用效率較低等缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對上述問題，本發(fā)明提供一種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法。該方法以粉煤灰為原料直接生產(chǎn)無水氯化鋁，產(chǎn)品附加值提高，并且該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的操作復(fù)雜，能耗高，生產(chǎn)成本高的不足。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)方案是:采用以高鋁粉煤灰與碳混合為原料，通入氯氣，在微波流化床中進(jìn)行氯化反應(yīng)，微波流化床出來的混合氣體通過三級冷凝回收系統(tǒng)，制得符合國家標(biāo)準(zhǔn)的無水氯化鋁產(chǎn)品。
[0012]本發(fā)明的一種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，包括以下步驟:
[0013]步驟1，粉煤灰微波加熱氯化分解:
[0014]將粉煤灰中加入固體碳，混合均勻，通入氯氣，壓力為常壓，采用微波流化床加熱5 ?60min，達(dá)到300?1200°C，恒溫10?60min，將粉煤灰充分分解，得到含氯化鋁的多種氯化混合氣體;其中，按質(zhì)量比，粉煤灰:固體碳=(1:1)?(1:5)，粉煤灰:氯氣= (1:2)?(1:7);
[0015]步驟2,分離凈化:
[0016]含氯化鋁的多種氯化混合氣體，經(jīng)三級冷凝回收裝置去除雜質(zhì)，得到純度大于 99%的無水氯化鋁產(chǎn)品，采用的三級冷凝回收系統(tǒng)是根據(jù)氯化后氣體的沸點(diǎn)差來進(jìn)行分離:第一級冷卻方式采用隔板干式收塵器或旋風(fēng)除塵器，控制冷卻溫度為180?250°C，使 FeCl3、NaCl、KCl、MgCl2、FeCl2和CaCl2雜質(zhì)以固體的方式除去;第二級冷凝的冷卻溫度控制在150?170°C，使A1C13以固體形式收集;第三級冷凝的冷卻溫度為80?120°C，使TiCl4以固體形式除去，同時第二級冷凝中得到的固體A1C13,真空升華精制，得到純度大于99%的無水氯化鋁。
[0017]所述步驟1中，粉煤灰是指含氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于25%的高鋁粉煤灰，高鋁粉煤灰中，氧化鋁和氧化硅含量之和大于75%。
[0018]所述步驟1中，固體碳是石油焦、活性炭、木炭、煤焦或煅后焦中的一種。
[0019]所述步驟1中，微波流化床采用微波加熱，微波流化床的微波頻率為2.3?2.5GHz， 其好處在于，加熱迅速，均勾，節(jié)能高效，并能促進(jìn)反應(yīng)中難以反應(yīng)的物相進(jìn)行分解反應(yīng)。
[0020]所述步驟2中，三級冷凝回收過程中，在第二級冷凝后，得到的氣態(tài)物質(zhì)中，A1C13質(zhì)量百分含量大于等于10%時，進(jìn)行二次捕集得到A1C13,然后進(jìn)行真空升華精制，得到純度大于99 %的無水氯化鋁產(chǎn)品。
[0021]所述步驟2中，通過三級冷凝回收裝置，無水氯化鋁精制過程和第三級冷凝回收過程中，排放的氣體含有SiCl4、⑶、0)2工12、0)(:12，經(jīng)過布袋收塵裝置和尾氣吸收池處理后， 得到四氯化硅產(chǎn)品，尾氣最后排入大氣，尾氣排放滿足國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
[0022]本發(fā)明的粉煤灰進(jìn)行微波加熱氯化發(fā)生的主要反應(yīng)如下:
[0023]AI2O3+1.5C+3C12 = 2A1C13+1.5C02(1.1)
[0024] Si〇2+C+2Cl2 = SiCl4+C〇2(1.2)
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于:
[0026]1.本發(fā)明的裝置采用微波流化床，改變原有加熱方式，微波加熱具有加熱速度快、 反應(yīng)靈敏、加熱均勻、熱效率高、設(shè)備占地面積小、自動化程度高和環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。微波加熱具有選擇性，吸波的礦與一些不吸波脈石之間在微波場中會產(chǎn)生較大溫度梯度，使礦石間產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂縫促進(jìn)碳熱還原反應(yīng)的進(jìn)行，同時裂紋的產(chǎn)生強(qiáng)化了礦物的解離；
[0027]2.本發(fā)明的方法以高鋁粉煤灰為原料，原料價廉易得，極大地降低生產(chǎn)成本，解決了粉煤灰堆存產(chǎn)生的大氣，水及土壤污染的問題，有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益；
[0028]3.本發(fā)明可以處理高鋁粉煤灰，實(shí)現(xiàn)了粉煤灰的優(yōu)化利用，同時可得到滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的氯化鋁產(chǎn)品。解決了我國鋁土礦資源不足及粉煤灰污染問題?！靖綀D說明】
[0029]圖1本發(fā)明的粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的工藝流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0031]以下實(shí)施例中，粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的工藝流程圖如圖1所示。[〇〇32] 實(shí)施例1
[0033]—種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，包括以下步驟:
[0034]步驟1，高鋁粉煤灰微波加熱氯化分解:[〇〇35]將含氧化鋁為25%的高鋁粉煤灰中加入活性炭，混合均勻，通入氯氣，壓力為常壓，采用微波頻率為2.56抱的微波流化床加熱1〇1^11，達(dá)到800°(:，恒溫2〇111111，將高鋁粉煤灰充分分解，得到含氯化鋁的多種氯化混合氣體;其中，按質(zhì)量比，高鋁粉煤灰:活性炭=1:2， 高鋁粉煤灰:氯氣= 1:4;[〇〇36] 步驟2,分離凈化:
[0037]含氯化鋁的多種氯化混合氣體，經(jīng)三級冷凝回收裝置去除雜質(zhì)，得到純度大于 99%的無水氯化鋁產(chǎn)品，采用的三級冷凝回收系統(tǒng)是根據(jù)氯化后氣體的沸點(diǎn)差來進(jìn)行分離:第一級冷卻方式采用隔板干式收塵器，控制冷卻溫度為200°C，使FeCl3、NaCl、KCl、 MgCl2、FeCl2和CaCl2雜質(zhì)以固體的方式除去;第二級冷凝的冷卻溫度控制在160°C，使A1C13 以固體形式收集;第三級冷凝的冷卻溫度為80°C，使TiCl4以固體形式除去，同時第二級冷凝中得到的固體A1C13,真空升華精制，得到純度大于99%的無水氯化鋁。
[0038]其中，通過三級冷凝回收裝置，無水氯化鋁精制過程和第三級冷凝回收過程中，排放的氣體含有31(:14、0)、0)2、(:12、0)(:12，經(jīng)過布袋收塵裝置和尾氣吸收池處理后，得到四氯化娃產(chǎn)品，尾氣最后排入大氣。[〇〇39] 實(shí)施例2
[0040]—種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，包括以下步驟:[0041 ]步驟1，高鋁粉煤灰微波加熱氯化分解:[〇〇42]將含氧化鋁為30%的高鋁粉煤灰中加入石油焦，混合均勻，通入氯氣，壓力為常壓，采用微波頻率為2.5GHz的微波流化床加熱5min，達(dá)到700°C，恒溫30min，將高鋁粉煤灰充分分解，得到含氯化鋁的多種氯化混合氣體;其中，按質(zhì)量比，高鋁粉煤灰:石油焦=1: 1.5,高鋁粉煤灰:氯氣= 1:3;[〇〇43] 步驟2,分離凈化:
[0044]含氯化鋁的多種氯化混合氣體，經(jīng)三級冷凝回收裝置去除雜質(zhì)，得到純度大于 99%的無水氯化鋁產(chǎn)品，采用的三級冷凝回收系統(tǒng)是根據(jù)氯化后氣體的沸點(diǎn)差來進(jìn)行分離:第一級冷卻方式采用旋風(fēng)除塵器，控制冷卻溫度為200°C，使FeCl3、NaCl、KCl、MgCl2、 FeCl2和CaCl2雜質(zhì)以固體的方式除去;第二級冷凝的冷卻溫度控制在160°C，使A1C13以固體形式收集;第三級冷凝的冷卻溫度為120°C，使TiCl4以固體形式除去，同時第二級冷凝中得到的固體A1C13,真空升華精制，得到純度大于99%的無水氯化鋁。[〇〇45]其中，通過三級冷凝回收裝置，無水氯化鋁精制過程和第三級冷凝回收過程中，排放的氣體含有31(:14、0)、0)2、(:12、0)(:12，經(jīng)過布袋收塵裝置和尾氣吸收池處理后，得到四氯化娃產(chǎn)品，尾氣最后排入大氣。
[0046]實(shí)施例3
[0047]—種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，包括以下步驟:
[0048]步驟1，高鋁粉煤灰微波加熱氯化分解:
[0049]將含氧化鋁為25%的高鋁粉煤灰中加入木碳，混合均勻，通入氯氣，壓力為常壓， 采用微波頻率為2.36他的微波流化床加熱3〇1^11，達(dá)到900°(:，恒溫1〇1^11，將高鋁粉煤灰充分分解，得到含氯化鋁的多種氯化混合氣體;其中，按質(zhì)量比，高鋁粉煤灰:木碳=1:3,高鋁粉煤灰:氯氣= 1:5;
[0050]步驟2,分離凈化:
[0051]含氯化鋁的多種氯化混合氣體，經(jīng)三級冷凝回收裝置去除雜質(zhì)，得到純度大于 99%的無水氯化鋁產(chǎn)品，采用的三級冷凝回收系統(tǒng)是根據(jù)氯化后氣體的沸點(diǎn)差來進(jìn)行分離:第一級冷卻方式采用隔板干式收塵器，控制冷卻溫度為200°C，使FeCl3、NaCl、KCl、 MgCl2、FeCl2和CaCl2雜質(zhì)以固體的方式除去;第二級冷凝的冷卻溫度控制在160°C，使A1C13 以固體形式收集;第三級冷凝的冷卻溫度為80°C，使TiCl4以固體形式除去，同時第二級冷凝中得到的固體A1C13,真空升華精制，得到純度大于99%的無水氯化鋁。[〇〇52]其中，通過三級冷凝回收裝置，無水氯化鋁精制過程和第三級冷凝回收過程中，排放的氣體含有31(:14、0)、0)2、(:12、0)(:12，經(jīng)過布袋收塵裝置和尾氣吸收池處理后，得到四氯化娃產(chǎn)品，尾氣最后排入大氣。
[0053] 實(shí)施例4[〇〇54] 一種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，包括以下步驟:
[0055]步驟1，高鋁粉煤灰微波加熱氯化分解:[〇〇56]將含氧化鋁為40 %的高鋁粉煤灰中加入煤焦，混合均勻，通入氯氣，壓力為常壓， 采用微波頻率為2.46他的微波流化床加熱3〇1^11，達(dá)到850°(:，恒溫2〇1^11，將高鋁粉煤灰充分分解，得到含氯化鋁的多種氯化混合氣體;其中，按質(zhì)量比，高鋁粉煤灰:煤焦= 1:2,高鋁粉煤灰:氯氣= 1:4;[〇〇57] 步驟2,分離凈化:[〇〇58]含氯化鋁的多種氯化混合氣體，經(jīng)三級冷凝回收裝置去除雜質(zhì)，得到純度大于 99%的無水氯化鋁產(chǎn)品，采用的三級冷凝回收系統(tǒng)是根據(jù)氯化后氣體的沸點(diǎn)差來進(jìn)行分離:第一級冷卻方式采用旋風(fēng)除塵器，控制冷卻溫度為200°C，使FeCl3、NaCl、KCl、MgCl2、 FeCl2和CaCl2雜質(zhì)以固體的方式除去;第二級冷凝的冷卻溫度控制在160°C，使A1C13以固體形式收集;第三級冷凝的冷卻溫度為80°C，使TiCl4以固體形式除去，同時第二級冷凝中得到的固體A1C13,真空升華精制，得到純度大于99%的無水氯化鋁。[〇〇59]其中，通過三級冷凝回收裝置，無水氯化鋁精制過程和第三級冷凝回收過程中，排放的氣體含有31(:14、0)、0)2、(:12、0)(:12，經(jīng)過布袋收塵裝置和尾氣吸收池處理后，得到四氯化娃產(chǎn)品，尾氣最后排入大氣。
[0060]實(shí)施例5
[0061]—種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，包括以下步驟:
[0062]步驟1，高鋁粉煤灰微波加熱氯化分解:[〇〇63]將含氧化鋁為35%的高鋁粉煤灰中加入煅后焦，混合均勻，通入氯氣，壓力為常壓，采用微波頻率為2.4GHz的微波流化床加熱30min，達(dá)到850°C，恒溫20min，將高鋁粉煤灰充分分解，得到含氯化鋁的多種氯化混合氣體;其中，按質(zhì)量比，高鋁粉煤灰:煅后焦=1:2， 高鋁粉煤灰:氯氣= 1:4;[〇〇64] 步驟2,分離凈化:
[0065]含氯化鋁的多種氯化混合氣體，經(jīng)三級冷凝回收裝置去除雜質(zhì)，得到純度大于 99%的無水氯化鋁產(chǎn)品，采用的三級冷凝回收系統(tǒng)是根據(jù)氯化后氣體的沸點(diǎn)差來進(jìn)行分離:第一級冷卻方式采用隔板干式收塵器或旋風(fēng)除塵器，控制冷卻溫度為200°C，使FeCl3、 NaCl、KC1、MgCl2、FeCl2和CaCl2雜質(zhì)以固體的方式除去;第二級冷凝的冷卻溫度控制在160 °C，使A1C13以固體形式收集;第三級冷凝的冷卻溫度為80°C，使TiCl4以固體形式除去，同時第二級冷凝中得到的固體A1C13,真空升華精制，得到純度大于99%的無水氯化鋁。[〇〇66]其中，通過三級冷凝回收裝置，無水氯化鋁精制過程和第三級冷凝回收過程中，排放的氣體含有31(:14、0)、0)2、(:12、0)(:12，經(jīng)過布袋收塵裝置和尾氣吸收池處理后，得到四氯化娃產(chǎn)品，尾氣最后排入大氣。
[0067]實(shí)施例6
[0068]—種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，包括以下步驟:
[0069]步驟1，高鋁粉煤灰微波加熱氯化分解:
[0070]將含氧化鋁為30 %的高鋁粉煤灰中加入煤焦，混合均勻，通入氯氣，壓力為常壓， 采用微波頻率為2.3GHz的微波流化床加熱5min，達(dá)到300 °C，恒溫60min，將高鋁粉煤灰充分分解，得到含氯化鋁的多種氯化混合氣體;其中，按質(zhì)量比，高鋁粉煤灰:煅后焦= 1:5,高鋁粉煤灰:氯氣= 1:7;
[0071] 步驟2,分離凈化:[〇〇72]含氯化鋁的多種氯化混合氣體，經(jīng)三級冷凝回收裝置去除雜質(zhì)，得到純度大于 99%的無水氯化鋁產(chǎn)品，采用的三級冷凝回收系統(tǒng)是根據(jù)氯化后氣體的沸點(diǎn)差來進(jìn)行分離:第一級冷卻方式采用隔板干式收塵器或旋風(fēng)除塵器，控制冷卻溫度為180°C，使FeCl3、 NaCl、KC1、MgCl2、FeCl2和CaCl2雜質(zhì)以固體的方式除去;第二級冷凝的冷卻溫度控制在150 °C，使A1C13以固體形式收集;第三級冷凝的冷卻溫度為80°C，使TiCl4以固體形式除去，同時第二級冷凝中得到的固體A1C13,真空升華精制，得到純度大于99%的無水氯化鋁。[〇〇73]其中，通過三級冷凝回收裝置，無水氯化鋁精制過程和第三級冷凝回收過程中，排放的氣體含有31(:14、0)、0)2、(:12、0)(:12，經(jīng)過布袋收塵裝置和尾氣吸收池處理后，得到四氯化娃產(chǎn)品，尾氣最后排入大氣。
[0074]實(shí)施例7
[0075] —種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，包括以下步驟:
[0076]步驟1，高鋁粉煤灰微波加熱氯化分解:[〇〇77]將含氧化鋁為40 %的高鋁粉煤灰中加入煤焦，混合均勻，通入氯氣，壓力為常壓， 采用微波頻率為2.3GHz的微波流化床加熱60min，達(dá)到1200°C，恒溫lOmin，將高鋁粉煤灰充分分解，得到含氯化鋁的多種氯化混合氣體;其中，按質(zhì)量比，高鋁粉煤灰:煅后焦= 1:1，高鋁粉煤灰:氯氣= 1:2;[〇〇78] 步驟2,分離凈化:
[0079]含氯化鋁的多種氯化混合氣體，經(jīng)三級冷凝回收裝置去除雜質(zhì)，得到純度大于 99%的無水氯化鋁產(chǎn)品，采用的三級冷凝回收系統(tǒng)是根據(jù)氯化后氣體的沸點(diǎn)差來進(jìn)行分離:第一級冷卻方式采用隔板干式收塵器，控制冷卻溫度為250°C，使FeCl3、NaCl、KCl、 MgCl2、FeCl2和CaCl2雜質(zhì)以固體的方式除去;第二級冷凝的冷卻溫度控制在170°C，使A1C13 以固體形式收集;第三級冷凝的冷卻溫度為80°C，使TiCl4以固體形式除去，同時第二級冷凝中得到的固體A1C13,真空升華精制，得到純度大于99%的無水氯化鋁。
[0080]其中，通過三級冷凝回收裝置，無水氯化鋁精制過程和第三級冷凝回收過程中，排放的氣體含有31(:14、0)、0)2、(:12、0)(:12，經(jīng)過布袋收塵裝置和尾氣吸收池處理后，得到四氯化娃產(chǎn)品，尾氣最后排入大氣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，其特征在于，具體包括以下步驟:步驟1，粉煤灰微波加熱氯化分解:將粉煤灰中加入固體碳，混合均勻，通入氯氣，壓力為常壓，采用微波流化床加熱5? 60min，達(dá)到300?1200°C，恒溫10?60min，將粉煤灰充分分解，得到含氯化鋁的多種氯化混 合氣體;其中，按質(zhì)量比，粉煤灰:固體碳=(1:1)?(1:5)，粉煤灰:氯氣= (1:2)?(1:7);步驟2,分離凈化:含氯化鋁的多種氯化混合氣體，經(jīng)三級冷凝回收裝置去除雜質(zhì)，得到純度大于99%的 無水氯化鋁產(chǎn)品，采用的三級冷凝回收系統(tǒng)是根據(jù)氯化后氣體的沸點(diǎn)差來進(jìn)行分離:第一 級冷卻方式采用隔板干式收塵器或旋風(fēng)除塵器，控制冷卻溫度為180?250°C，使FeCl3、 NaCl、KC1、MgCl2、FeCl2和CaCl2雜質(zhì)以固體的方式除去;第二級冷凝的冷卻溫度控制在150 ?170°C，使A1C13以固體形式收集;第三級冷凝的冷卻溫度為80?120°C，使TiCl4以固體形 式除去，同時第二級冷凝中得到的固體A1C13,真空升華精制，得到純度大于99%的無水氯 化錯。2.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，其特征在于，所述步驟 1中，粉煤灰是指含氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于25%的高鋁粉煤灰，高鋁粉煤灰中，氧化鋁和氧化 娃含量之和大于75%。3.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，其特征在于，所述步驟 1中，固體碳是石油焦、活性炭、木炭、煤焦或煅后焦中的一種。4.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，其特征在于，所述步驟 1中，微波流化床采用微波加熱，微波流化床的微波頻率為2.3?2.5GHz。5.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，其特征在于，所述步驟 2中，三級冷凝回收過程中，在第二級冷凝后，得到的氣態(tài)物質(zhì)中，A1C13質(zhì)量百分含量大于 等于10%時，進(jìn)行二次捕集得到A1C13,然后進(jìn)行真空升華精制，得到純度大于99%的無水 氯化鋁產(chǎn)品。6.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰微波氯化制備無水氯化鋁的方法，其特征在于，所述步驟 2中，通過三級冷凝回收裝置，無水氯化鋁精制過程和第三級冷凝回收過程中，排放的氣體 含有SiCl4、⑶、0)2、(:12、0)(:12，經(jīng)過布袋收塵裝置和尾氣吸收池處理后，得到四氯化硅產(chǎn) 品，尾氣最后排入大氣。
【文檔編號】C01F7/60GK106006692SQ201610334236
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月19日
【發(fā)明人】呂國志, 張廷安, 劉燕, 豆志河, 王龍, 王艷秀, 李小龍, 趙秋月
【申請人】東北大學(xué)