以粉煤灰为原料制备六水氯化铝绿色工艺的基础研究

来源 :第十七届全国化学热力学和热分析学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:loveqwg
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  我国低品位的铝资源储量非常丰富,如粉煤灰[1]、粘土[ 2]、一水硬铝石[3]、煤矸石[4]等.从低品位铝资源中提取铝通常采用湿法冶金工艺,主要包括酸浸取(或碱浸取)、沉淀、萃取、结晶及重结晶等[ 5- 7].目前常用的方法主要有碱法[8-11]和酸法[8,9,12,13].由于酸法具有盐酸循环利用、利用氯化氢的共离子效应可获得良好的AlCl3·6H2O 晶体等优点,而具有很好的应用前景.但该工艺也有明显缺点:一是铁和钙杂质去除的生产成本高;二是该工艺利用的高浓盐酸和氯化氢气体进行AlCl3·6H2O 结晶析出会造成严重的设备腐蚀.为解决这些问题,本课题提出了利用氯化亚铁盐析结晶AlCl3·6H2O 的新方法(图1).新方法包括:(1)盐酸浸取.即将低品位铝资源置于一定浓度的盐酸溶液中,在一定温度下进行浸取;(2)Fe3+还原.向溶液中加入适量铁屑,使其中的Fe3+全部转化成Fe2+;(3)蒸发结晶.溶液蒸发的同时,保持氯化亚铁在一定的浓度,使氯化铝在溶液中进行盐析结晶.当Fe2+离子的浓度积累到一定程度时,将部分共饱和的蒸发母液移除后加适量的水,冷却结晶析出四水氯化亚铁以除去铁等杂质.(4)过滤洗涤.将得到的AlCl3·6H2O 晶体进行过滤分离并洗涤.主要研究成果包括Al-Fe(II)-Mg-Ca-K-Cl-H2O 体系在全浓度范围内,283.2~363.2 K 下进行相平衡的测定及模拟;采用MSE 模型来回归该体系的相平衡数据并得到新的离子-离子之间的中程项作用参数,根据实验数据及模型参数绘制了该体系的相图,提出了合适的盐析结晶操作路线,最终验证了新工艺的合理性.
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