專利名稱：一種熱解結(jié)晶六水氯化鋁生產(chǎn)氧化鋁并副產(chǎn)鹽酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)煅燒使結(jié)晶六水氯化鋁在高溫下分解以獲得高品位三氧化 二鋁并副產(chǎn)鹽酸的方法。
背景技術(shù)：
結(jié)晶六水氯化鋁(或稱結(jié)晶氯化鋁、六水氯化鋁)分子式為AlCl3 · 6H20,為氯化 鋁水溶液濃縮結(jié)晶得到的一種產(chǎn)品，可用作水處理藥劑、鑄造硬化劑、木材防腐劑、造紙施 膠沉淀劑等，此外，結(jié)晶六水氯化鋁還可用于羊毛精制、氫氧化鋁凝膠生產(chǎn)、石油加氯裂化 催化劑單體的生產(chǎn)、聚合氯化鋁生產(chǎn)以及醫(yī)藥工業(yè)等。綜合利用粉煤灰或煤矸石可將其中的鋁以結(jié)晶六水氯化鋁的形式進(jìn)行回收，粉煤 灰是以煤為燃料，從煙道氣體中收捕下來(lái)的細(xì)灰，其含量約占燃煤總量的5% 20%，為燃 煤電廠排出的主要固體廢棄物之一。利用結(jié)晶六水氯化鋁進(jìn)一步生產(chǎn)下游產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)現(xiàn)狀目前多為生產(chǎn)聚合 氯化鋁等，生產(chǎn)可用于鋁電解的氧化鋁產(chǎn)品在相關(guān)文獻(xiàn)中鮮有報(bào)道。氧化鋁(或稱三氧化二鋁、礬土)分子式為Al2O3，可用作研磨劑、煉鋁原料，并用 于制造坩堝、瓷器、耐火材料、人造寶石、不同晶形的氫氧化鋁等產(chǎn)品。隨著鋁及其合金產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，金屬鋁市場(chǎng)出現(xiàn)持續(xù)供不應(yīng)求的局 面，為緩解鋁金屬資源的供需矛盾、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，針對(duì)不同的性質(zhì)原料、運(yùn)用多種回收方 法、選擇靈活的產(chǎn)品形式綜合利用各種含鋁資源及廢棄物勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種熱解結(jié)晶六水氯化鋁生產(chǎn)氧化鋁并通過(guò)尾氣吸收系統(tǒng) 副產(chǎn)鹽酸的方法。本發(fā)明氧化鋁及鹽酸的生產(chǎn)方法包括下列步驟(I)AlCl3 · 6H20(結(jié)晶六水氯化鋁)送至原料料倉(cāng)，通過(guò)計(jì)量后送入煅燒爐，物料 溫度在140 900°C下反應(yīng)30min 180min，熱裂解得到氧化鋁、氯化氫和水蒸氣，回轉(zhuǎn)反 應(yīng)爐內(nèi)維持微正負(fù)壓，壓力值控制在50 -50mmH20。(2)氧化鋁產(chǎn)品從煅燒爐尾排出爐體，經(jīng)過(guò)冷卻設(shè)備冷卻至50 120°C，送入下一 工序或包裝為成品氧化鋁；反應(yīng)生成的氯化氫和水蒸氣經(jīng)過(guò)除塵，冷卻、吸收，副產(chǎn)工業(yè)級(jí) 的鹽酸；未吸收完全的HCl尾氣進(jìn)入堿洗設(shè)備與稀堿液進(jìn)行中和吸收，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。 主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下2A1C13 · 6H20 — A1203+9H20+6HC1HCl+NaOH — NaCl+H20本發(fā)明延伸了粉煤灰綜合利用的產(chǎn)業(yè)鏈，不僅解決了粉煤灰大量堆存的環(huán)境污染 問(wèn)題，而且有效回收戰(zhàn)略金屬資源，可創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本工藝副產(chǎn)的鹽酸可以達(dá)到工 業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，作為粉煤灰中六水氯化鋁提煉的反應(yīng)酸，達(dá)到資源的循環(huán)利用。
本項(xiàng)目工藝過(guò)程反應(yīng)物單一，主工藝簡(jiǎn)潔清晰，原料供應(yīng)充足穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低 廉，“三廢”可全部達(dá)標(biāo)排放，屬資源綜合利用項(xiàng)目，符合國(guó)家倡導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)政策。


圖1是熱解工藝流程圖。圖2是尾氣處理流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的一種熱解結(jié)晶六水氯化鋁生產(chǎn)氧化鋁并通過(guò)尾氣吸收系統(tǒng)副產(chǎn)鹽酸的 實(shí)施方案包括(1)結(jié)晶六水氯化鋁送至原料料倉(cāng)，通過(guò)計(jì)量后送入煅燒爐。對(duì)于原料結(jié)晶六水氯 化鋁可選用任何市售產(chǎn)品，優(yōu)選的，使用粉煤灰綜合利用產(chǎn)物；對(duì)于計(jì)量方法可選用定量輸 送給料機(jī)、失重秤、皮帶秤等本領(lǐng)域人員熟知的方法，優(yōu)選的，使用皮帶秤進(jìn)行計(jì)量；對(duì)于輸 送方法可選用本領(lǐng)域人員熟知的方法，優(yōu)選的，使用螺旋輸送機(jī)進(jìn)行輸送。(2)將計(jì)量后的結(jié)晶六水氯化鋁送入煅燒爐，物料溫度在140 900°C下反應(yīng) 30min 180min，熱裂解得到氧化鋁、氯化氫與水蒸氣，回轉(zhuǎn)反應(yīng)爐內(nèi)維持微正負(fù)壓，壓力 值控制在50 -50mmH20。對(duì)于煅燒設(shè)備，可選用立式煅燒爐、回轉(zhuǎn)式煅燒爐、振動(dòng)式煅燒爐、 隧道式煅燒爐等，優(yōu)選的，使用回轉(zhuǎn)式煅燒爐。對(duì)于煅燒設(shè)備加熱方式，可選用外熱式或者 內(nèi)熱式。 主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下2A1C13 · 6H20 — A1203+9H20+6HC1(3)氧化鋁產(chǎn)品從煅燒爐尾排出爐體，經(jīng)過(guò)冷卻設(shè)備冷卻至50 120°C，送入下一 工序或包裝為成品氧化鋁。出料輸送方法可選用本領(lǐng)域人員熟知的方法，優(yōu)選的，使用螺旋 輸送機(jī)進(jìn)行出料。(4)反應(yīng)生成的氯化氫和水蒸氣首先除去氣體中的粉塵，經(jīng)冷卻及部分吸收，再經(jīng) 由兩級(jí)HCl吸收器吸收后，副產(chǎn)鹽酸。對(duì)于除塵設(shè)備，可選用重力沉降室、布袋除塵器、電捕 除塵器等本領(lǐng)域人員熟知的設(shè)備，優(yōu)選的，使用旋風(fēng)除塵器或過(guò)濾器進(jìn)行除塵；對(duì)于冷卻吸 收設(shè)備，可選用本領(lǐng)域人員熟知的設(shè)備，優(yōu)選的，使用塔設(shè)備進(jìn)行冷卻吸收；對(duì)于后續(xù)吸收 設(shè)備，可選用本領(lǐng)域人員熟知的設(shè)備，優(yōu)選的，使用石墨降膜吸收器。(5)未吸收的HCl尾氣進(jìn)入堿洗設(shè)備與稀堿液進(jìn)行中和吸收，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。對(duì)于 堿洗設(shè)備，可選用本領(lǐng)域人員熟知的設(shè)備，優(yōu)選的，使用塔設(shè)備；對(duì)于堿液，可選用本領(lǐng)域人 員熟知的物料，優(yōu)選的，使用氫氧化鈉。主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下HCl+NaOH — NaCl+H20對(duì)于所使用的原料結(jié)晶六水氯化鋁本發(fā)明并無(wú)特別限制，優(yōu)先選用粉煤灰綜合 利用產(chǎn)物，本發(fā)明也同樣適用于任何市售結(jié)晶六水氯化鋁產(chǎn)品。六水氯化鋁的粒度可以 為0. 2 1. 2mm，優(yōu)選的六水氯化鋁的粒度為0. 3 0. 8mm，更優(yōu)選的六水氯化鋁的粒度為 0. 3 0. 5mm。對(duì)于六水氯化鋁的純度，優(yōu)選為85%或者更高，更優(yōu)選的純度為95%或者更 高，最優(yōu)選的純度為98%或者更高。
請(qǐng)參見(jiàn)圖1，結(jié)晶六水氯化鋁送入回轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行熱解，熱解所需溫度由熱風(fēng)系統(tǒng)提 供，熱風(fēng)通過(guò)外壁傳熱向爐內(nèi)提供熱量或由惰性載熱氣體直接帶入回轉(zhuǎn)爐，煅燒后即可從 爐尾得到符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的氧化鋁產(chǎn)品，尾氣經(jīng)過(guò)除塵后送尾氣吸收系統(tǒng)。請(qǐng)參見(jiàn)圖2，熱解尾氣首先通過(guò)激冷塔經(jīng)由來(lái)自氯化氫一級(jí)吸收器的吸收液高效 冷卻并部分吸收，吸收液送入稀鹽酸儲(chǔ)槽，尾氣再進(jìn)入氯化氫一級(jí)吸收器由來(lái)自氯化氫二 級(jí)吸收器的吸收液部分吸收，再進(jìn)入氯化氫二級(jí)吸收器由來(lái)自洗氣塔的吸收液部分吸收， 再進(jìn)入洗氣塔由工業(yè)用水部分吸收后最終進(jìn)入堿洗塔由堿液吸收后實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。實(shí)施例1(1)稱取40kg結(jié)晶六水氯化鋁經(jīng)輸送設(shè)備送至結(jié)晶六水氯化鋁料倉(cāng)，在料倉(cāng)內(nèi)通 過(guò)閥門將粉體物料排入皮帶秤中精確計(jì)量后，送入下溜管中，通過(guò)下料器送入結(jié)晶六水氯 化鋁煅燒爐的進(jìn)料螺旋，進(jìn)料螺旋再將物料送入結(jié)晶六水氯化鋁煅燒爐內(nèi)煅燒。原料結(jié)晶六水氯化鋁堆密度為0. 819g/cm3,粒徑范圍0. 6 1. 2mm,主要化學(xué)組成
如下表所示
權(quán)利要求
1.一種熱解結(jié)晶六水氯化鋁生產(chǎn)氧化鋁并副產(chǎn)鹽酸的方法，其特征在于包括如下步驟(1)結(jié)晶六水氯化鋁送至原料料倉(cāng)，通過(guò)計(jì)量后送入煅燒爐，物料溫度在140 900°C 下反應(yīng)30min 180min，熱裂解得到氧化鋁、氯化氫和水蒸氣，煅燒爐內(nèi)維持微正負(fù)壓，壓 力值控制在50 -50mmH20 ；(2)氧化鋁從煅燒爐尾排出爐體，經(jīng)過(guò)冷卻設(shè)備冷卻至50 120°C，送入下一工序或 包裝為成品氧化鋁；反應(yīng)生成的氯化氫和水蒸氣經(jīng)過(guò)除塵、冷卻、吸收，副產(chǎn)工業(yè)級(jí)的鹽酸； 未吸收完全的HCl尾氣進(jìn)入堿洗設(shè)備與稀堿液進(jìn)行中和吸收，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱解結(jié)晶六水氯化鋁生產(chǎn)氧化鋁并副產(chǎn)鹽酸的方法，其 特征在于結(jié)晶六水氯化鋁原料粒徑范圍為0. 2 1. 2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱解結(jié)晶六水氯化鋁生產(chǎn)氧化鋁并副產(chǎn)鹽酸的方法，其 特征在于結(jié)晶六水氯化鋁原料來(lái)源為粉煤灰或煤矸石綜合利用的中間產(chǎn)品或其它任何符 合要求的市售產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱解結(jié)晶六水氯化鋁生產(chǎn)氧化鋁并副產(chǎn)鹽酸的方法，其 特征在于煅燒爐形式可分為立式煅燒爐、回轉(zhuǎn)式煅燒爐、振動(dòng)式煅燒爐、隧道式煅燒爐或其 它爐型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱解結(jié)晶六水氯化鋁生產(chǎn)氧化鋁并副產(chǎn)鹽酸的方法，其 特征在于煅燒爐加熱方式可選擇采用熱源與物料間接接觸供熱或熱源與物料直接接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱解結(jié)晶六水氯化鋁生產(chǎn)氧化鋁并副產(chǎn)鹽酸的方法，其 特征在于煅燒溫度為600 850°C。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱解結(jié)晶六水氯化鋁生產(chǎn)氧化鋁并副產(chǎn)鹽酸的方法。將結(jié)晶六水氯化鋁原料送入熱解爐在140～900℃的溫度區(qū)間內(nèi)進(jìn)行內(nèi)脫水和熱裂解反應(yīng)，生成產(chǎn)品氧化鋁，通過(guò)尾氣處理系統(tǒng)吸收熱解尾氣生成副產(chǎn)品鹽酸。本發(fā)明延伸了粉煤灰綜合利用的產(chǎn)業(yè)鏈，不僅解決了粉煤灰大量堆存的環(huán)境污染問(wèn)題，而且有效回收戰(zhàn)略金屬資源，可創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。本項(xiàng)目工藝過(guò)程反應(yīng)物單一，主工藝簡(jiǎn)潔清晰，原料供應(yīng)充足穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低廉，“三廢”可全部達(dá)標(biāo)排放，屬資源綜合利用項(xiàng)目，符合國(guó)家倡導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)政策。
文檔編號(hào)C01B7/03GK102092751SQ201010554860
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者何建祥, 楊揚(yáng), 魏超 申請(qǐng)人:西安三瑞實(shí)業(yè)有限公司