一种氧化铝间接碳热还原制备金属铝的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109797285A(43)申请公布日2019.05.24(21)申请号201910263124.1C22B21/02(2006.01)(22)申请日2019.04.02(71)申请人昆明理工大学地址650000云南省昆明市呈贡景明南路727号(72)发明人陈秀敏胥有利韩晨琛周志强杨斌徐宝强蒋文龙郁青春刘大春马文会戴永年邓勇熊恒吴鉴王飞田阳杨佳曲涛(74)专利代理机构石家庄轻拓知识产权代理事务所(普通合伙)13128代理人王占华(51)Int.Cl.C22B5/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种氧化铝间接碳热还原制备金属铝的方法(57)摘要本发明提供了一种氧化铝间接碳热还原制备金属铝的方法，属于真空冶炼领域。包括以下步骤：将氧化铝、碳粉、添加剂X以及酒精混合，得到混合物料，所述添加剂X包括铜、镍、钛或钒；在保护气氛中，将所述混合物料进行碳热还原，得到碳热产物；将所述碳热产物进行脱碳，得到Al-X合金；将所述Al-X合金进行真空蒸馏，得到金属铝。本发明在碳热还原的过程中添加了添加剂X，能够在较低的温度下得到Al-X合金，产生的中间产物少，氧化铝的还原率得到显著提高，且直收率也明显增大，最终实现了铝的回收率和纯度的提高。同时，本发明提供的方法能耗显著减低，生产成本大大减少。CN109797285ACN109797285A权利要求书1/1页1.一种氧化铝间接碳热还原制备金属铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：将氧化铝、碳粉、添加剂X以及酒精混合，得到混合物料，所述添加剂X包括铜、镍、钛或钒；在保护气氛中，将所述混合物料进行碳热还原，得到碳热产物；将所述碳热产物进行脱碳，得到Al-X合金；将所述Al-X合金进行真空蒸馏，得到金属铝。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化铝、碳粉的摩尔比为1:3～4。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂X的质量为氧化铝和碳粉总质量的1～20％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源包括焦煤、石油焦或碳。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳热还原的温度为1300～1700℃，时间为30～240min。6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述碳热还原的真空度为1～500Pa。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述脱碳的温度为600～800℃，时间为1～4h。8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其特征在于，所述脱碳在空气中进行。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空蒸馏的压强为1～10Pa，温度为1400～1700℃。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合后还包括压片。2CN109797285A说明书1/4页一种氧化铝间接碳热还原制备金属铝的方法技术领域[0001]本发明涉及真空冶炼技术领域，尤其涉及一种氧化铝间接碳热还原制备金属铝的方法。背景技术[0002]铝元素是地壳中含量最高的元素(约为8.8％)。铝是银白色金属，密度小(2.7g/cm3)，导热系数大约是铜的1.5倍，导电率是铜的62％～65％，且其延展性较好，金属铝的化学活性强，在室温条件下易于空气中的氧气发生反应形成致密的氧化膜，从而金属铝具有良好的耐腐蚀性。因此铝具有这些优点在电气工业、交通运输以及建筑工业等行业得到广泛应用。[0003]自1886年冰晶石熔体中电解三氧化铝的方法实验成功后，此方法一直是生产金属铝的主要方法，但该方法仍存在一些显著的缺点，如电解过程能耗较高；会产生含氟碳化物及投资成本高等问题。近年来，制备金属铝的研究主要集中在新方法的研究上，主要有电热法、高炉炼铝法、离子液体电解法、碳热还原法等。碳热还原法因其流程短、节能而一直受到关注，而碳热还原法则要分为直接碳热还原法和间接碳热还原法。[0004]采用氧化铝碳热还原法制备金属铝其反应为：[0005]Al2O3+3C＝2Al+3CO(g)[0006]该方法温度要求较高(均大于2000℃)，还原所需时间长，且容易生成中间AlC3、Al4O4C、Al2OC等，降低氧化铝的还原率。[0007]中国专利CN101358289A在2000～2500℃的条件下，采用工业纯氧化铝及煤炭为原料，以SiO2为添加剂，将氧化铝进行还原熔炼，得到金属铝。但是存在还原温度高、铝回收率和纯度低的问题。发明内容[0008]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氧化铝间接碳热还原制备金属铝的方法。本发明提供的制备方法还原温度低，铝回收率和纯度高。[0009]为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：[0010]一种氧化铝间接碳热还原制备金属铝的方法，包括以下步骤