[发明专利]氧化铝电解用添加剂

说明书

技术领域：

本发明属于冶金领域，具体是一种氧化铝电解用添加 剂。

背景技术：

在氧化铝电解生产金属铝工艺中，通常采用碳酸锂为 添加剂，目的是改善电解过程，以降低能耗。但是多年来的实践告之 我们：首先是碳酸锂价格昂贵，虽然它能提高电流效率和电解质导电 率，但向电解槽投入后，由于锂离子局部浓度过高(高达20％)，不 仅造成电解质——冰晶石中锂离子浓度的分布不均匀，同时它能分解 氟化铝造成局部氧化铝沉淀槽底，形成结疤。为此要经常搅拌和捅槽。 还有，当向电解槽加入碳酸锂粉料时，由于碳酸锂分解出的二氧化碳 气体会夹带部分粉料从电解槽的排风系统被抽走，造成碳酸锂粉料损 失。正因为如此，有时，电解槽的运行不够稳定。

因此，中国专利CN1030218A，提供了一种添加剂：一种含锂氧 化铝的生产工艺；其特征在于以锂辉石矿和铝土矿为原料，将从锂辉 石矿浸出来的含锂溶液LiOH，加入到从铝土矿溶出而得到的铝酸钠 溶液中去，从而制得LiAl(OH)₄，该化合物经焙烧后，即得到含锂的 氧化铝；西德专利NO1913646提出在种分前往铝酸钠溶液中添加锂盐 (例LiOH·H₂O)以生产含锂氧化铝。总之，上述制备含锂氧化铝生 产工艺，虽采用铝土矿和锂辉石矿(或锂盐)生产，产品成本较低， 但由于投资大，建厂难，铝土矿源多分布在我国山西、广西、河南等 地，而锂辉石矿源又分布在四川、新疆和江西，两种矿源地相距甚远， 运送矿石成本很高，不易实现二种工艺就近联合加工生产含锂的氧化 铝。采用上述工艺生产出的含锂氧化铝，其Li₂O的含量均在0.1％至 0.05％之间，其锂的含量又偏低了些。而且，上述专利文献中没有给 出该含锂氧化铝的化学分子式，存在形态及结构式。

发明目的：本发明的目的是为了克服现有添加碳酸锂成本高、降 能耗效果差的缺陷，为人们提供一套成本低、降能耗效果好的氧化铝 电解用添加剂。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

本发明的氧化铝电解用添加剂为Li₂O·5Al₂O₃(LiAl₅O₈)、 Li₂O·2Al₂O₃、LiAlO₂或Li₅AlO₄。

上述方案中，所述Li₂O·5Al₂O₃为采用铝热还原法生产金属锂过 程中，产出的副产物炉渣。

上述方案中，所述Li₂O·5Al₂O₃的生产工艺为：由碳酸锂和氢氧 化铝作原料，按克分子比1∶10的比例混料，混合好的物料送入连续运 转的回转窑炉或隧道窑炉内，在500～1200℃之间进行合成，得到 Li₂O·5Al₂O₃。

上述方案中，所述Li₂O·5Al₂O₃的生产工艺中，碳酸锂和氢氧化 铝在200℃进料，使氢氧化铝分解过程经过γ-Al₂O₃阶段，保持其活 性，然后在500～900℃条件下同分解后的碳酸锂进行反应，生成氧化 锂和氧化铝的复盐，再经过1100～1200℃反应，生成为Li₂O·5Al₂O₃。

上述方案中，所述Li₂O·5Al₂O₃的生产工艺中，碳酸锂和含水10～ 12％的氢氧化铝在200℃进料，经过500～600℃分解，和800～900℃ 复分解反应，再经过1100～1200℃煅烧过程，最后生产出有序排列的 Li₂O·5Al₂O₃。