本發(fā)明涉及化工，具體而言，涉及一種提純六水合氯化鋁的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、六水合氯化鋁(alcl3·6h2o)是一種無(wú)色晶體，熔點(diǎn)為204℃。在工業(yè)上主要作為凈水劑使用，它具有絮凝效果好、成本低、處理量大等優(yōu)點(diǎn)，其廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和畜牧等各個(gè)領(lǐng)域。六水合氯化鋁在溶劑提取和離子交換過(guò)程中也得到了廣泛應(yīng)用。六水合氯化鋁作為溶劑提取劑在溶劑萃取過(guò)程中作為離子交換劑，可以對(duì)各種金屬離子進(jìn)行吸附。六水合氯化鋁還可以用作催化劑、沉淀劑、電鍍劑、水處理劑、消毒劑、防腐劑、阻燃劑、鉆井泥漿穩(wěn)定劑、粘合劑等原料。

2、采用鹽酸浸出粉煤灰(煤燃燒發(fā)電后得到的固體殘?jiān)?，可以將粉煤灰的主要組成元素硅和鋁進(jìn)行分離。大部分鋁進(jìn)入浸出液形成氯化鋁溶液。硅無(wú)法被鹽酸浸出，固液分離后，進(jìn)入“白泥”濾渣。鹽酸處理粉煤灰過(guò)程中，粉煤灰中的一些其他夾雜物，如ca、fe、li、k、mg、cr、cu、zn、ti、na、as、si、pb、ga等也會(huì)隨al元素一起進(jìn)入浸出液中，形成以氯化鋁為主要成分的“氯化鋁粗精液”。

3、這種粗精液需要進(jìn)一步除雜、純化，以得到符合純度標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)晶氯化鋁產(chǎn)品。常用的提純方法包括：加入硫化鈉、硫化鉀、硫化鋅等強(qiáng)堿性硫化物將鋁離子與鐵離子、鈦離子、硅離子等反應(yīng)形成沉淀后，通過(guò)過(guò)濾方法分離，再將濾液蒸發(fā)結(jié)晶得到六水合氯化鋁；加入氫氧化鋁絮凝劑，絮凝后過(guò)濾；引入碳酸氫銨、碳酸氫鈉、碳酸鈉等弱堿性鹽類與鋁離子反應(yīng)生成沉淀，通過(guò)過(guò)濾方法分離，再將濾液蒸發(fā)結(jié)晶得到六水合氯化鋁。上述方法提純的鋁含量可達(dá)到99％以上，但六水合氯化鋁中的alcl3純度較低，產(chǎn)品易受濕度影響，易結(jié)塊，強(qiáng)度差。另外，加入的絮凝劑、沉淀劑等會(huì)增加生產(chǎn)成本，且消耗量較大。因此，開(kāi)發(fā)一種提取高純度六水合氯化鋁的方法至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種提純六水合氯化鋁的方法及其應(yīng)用，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的提純的六水合氯化鋁的純度低的問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種提純六水合氯化鋁的方法，上述方法包括：

3、步驟1，對(duì)含有氯化鋁的混合液進(jìn)行第一次蒸發(fā)，且當(dāng)alcl3的濃度呈飽和狀態(tài)時(shí)，得到混合物a；

4、步驟2，對(duì)上述混合物a進(jìn)行第二次蒸發(fā)，且當(dāng)固相物的含量為20％～40％時(shí)，停止上述第二次蒸發(fā)，得到混合物b；

5、步驟3，對(duì)上述混合物b進(jìn)行冷卻結(jié)晶，且當(dāng)固相物的含量為20％～50％時(shí)，得到混合物c；

6、步驟4，將上述混合物c在恒溫條件下進(jìn)行過(guò)濾，得到沉淀和上清；其中，上述沉淀即為六水合氯化鋁；

7、其中，上述第二次蒸發(fā)的速率為v＝x×v，v為蒸發(fā)速率，kg?h2o/h；x為速率系數(shù)，40％～50％/h；v為上述混合物a的質(zhì)量，kg；

8、上述含有氯化鋁的混合液含有質(zhì)量體積濃度＜350g/l的alcl3溶質(zhì)，體積濃度<5％的hcl以及如下任意一種或多種組成成分：質(zhì)量濃度<1％的ca元素，質(zhì)量濃度<2％的fe元素，質(zhì)量濃度<1％的li元素，質(zhì)量濃度<1％的k元素，質(zhì)量濃度<1％的mg元素，質(zhì)量濃度<1％的cr元素，質(zhì)量濃度<1％的cu元素或質(zhì)量濃度<1％的zn元素。

9、進(jìn)一步地，上述第一次蒸發(fā)和上述第二次蒸發(fā)在蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)。

10、進(jìn)一步地，上述蒸發(fā)器選自如下任意一種：?jiǎn)涡д舭l(fā)器、多效蒸發(fā)器或mvr蒸發(fā)器。

11、進(jìn)一步地，上述第一次蒸發(fā)的速率大于上述第二次蒸發(fā)的速率。

12、進(jìn)一步地，上述第一次蒸發(fā)的溫度為60～120℃。

13、進(jìn)一步地，上述第一次蒸發(fā)和上述第二次蒸發(fā)均在真空系統(tǒng)中進(jìn)行。

14、進(jìn)一步地，上述第一次蒸發(fā)所在的上述真空系統(tǒng)的絕對(duì)壓力為0.005～0.02mpa。

15、進(jìn)一步地，上述第二次蒸發(fā)所在的上述真空系統(tǒng)的絕對(duì)壓力為0.01～0.03mpa。

16、進(jìn)一步地，上述含有氯化鋁的混合液為鹽酸浸出粉煤灰的浸出液。

17、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種采用上述方法在對(duì)鹽酸浸出粉煤灰的浸出液中的六水合氯化鋁進(jìn)行提純的應(yīng)用。

18、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)控制蒸發(fā)速率(兩段式蒸發(fā))和固相物含量，有效提高了六水合氯化鋁的純度和產(chǎn)率。在實(shí)際應(yīng)用中，該方法不僅能顯著減少雜質(zhì)元素的含量，還能優(yōu)化結(jié)晶過(guò)程，使得最終產(chǎn)物具有純度高等優(yōu)勢(shì)。

19、此外，在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，通過(guò)在真空系統(tǒng)中進(jìn)行蒸發(fā)，有效降低了能耗，提升了生產(chǎn)效率，為工業(yè)規(guī)模的六水合氯化鋁提純提供了經(jīng)濟(jì)可行的解決方案。

20、此方法的應(yīng)用，尤其是當(dāng)應(yīng)用于鹽酸浸出粉煤灰的浸出液中提純六水合氯化鋁時(shí)，對(duì)資源回收和環(huán)境保護(hù)具有重要的意義，能夠促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，減少工業(yè)廢棄物對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí)，該方法還可以廣泛應(yīng)用于其他含鋁廢液的處理，如鋁土礦、鋁加工廢液等，為鋁資源的綜合利用開(kāi)辟了新的途徑。通過(guò)本發(fā)明的方法，不僅可以提高六水合氯化鋁的產(chǎn)率和純度，還可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于推動(dòng)鋁化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的作用。

技術(shù)特征：

1.一種提純六水合氯化鋁的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次蒸發(fā)和所述第二次蒸發(fā)在蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述蒸發(fā)器選自如下任意一種：?jiǎn)涡д舭l(fā)器、多效蒸發(fā)器或mvr蒸發(fā)器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次蒸發(fā)的速率大于所述第二次蒸發(fā)的速率。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一次蒸發(fā)的溫度為60～120℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一次蒸發(fā)和所述第二次蒸發(fā)均在真空系統(tǒng)中進(jìn)行。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一次蒸發(fā)所在的所述真空系統(tǒng)的絕對(duì)壓力為0.005～0.02mpa。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二次蒸發(fā)所在的所述真空系統(tǒng)的絕對(duì)壓力為0.01～0.03mpa。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有氯化鋁的混合液為鹽酸浸出粉煤灰的浸出液。

10.采用權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法在對(duì)鹽酸浸出粉煤灰的浸出液中的六水合氯化鋁進(jìn)行提純的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種提純六水合氯化鋁的方法及其應(yīng)用。該方法包括：對(duì)含有氯化鋁的混合液進(jìn)行第一次蒸發(fā)，且當(dāng)AlCl<subgt;3</subgt;的濃度呈飽和狀態(tài)時(shí)，得到混合物A；對(duì)混合物A進(jìn)行第二次蒸發(fā)，且當(dāng)固相物的含量為20％～40％時(shí)，停止第二次蒸發(fā)，得到混合物B；對(duì)混合物B進(jìn)行冷卻結(jié)晶，且當(dāng)固相物的含量為20％～50％時(shí)，得到混合物C；將混合物C在恒溫條件下進(jìn)行過(guò)濾，得到沉淀和上清；其中，該沉淀即為六水合氯化鋁；其中，第二次蒸發(fā)的速率為v＝x×V，v為蒸發(fā)速率，kg?H<subgt;2</subgt;O/h；x為速率系數(shù)，40％～50％/h；V為混合物A的質(zhì)量，kg。本發(fā)明有助于促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

技術(shù)研發(fā)人員：杜善周,黃涌波,馬小波,王育偉,喬磊,韓碩,郭玉龍,吳永峰,李文清,范培育,高進(jìn),毛澤旭,樊敏,安龍,劉慧茹,冷秋實(shí),原鐸,白曉偉,于佳馨,李倫
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)神華能源股份有限公司哈爾烏素露天煤礦
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2