[发明专利]一种铝土矿造球氯化电解制备金属铝及综合利用的方法

权利要求书

1.一种铝土矿造球氯化电解制备金属铝及综合利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配料：

按照质量比，铝土矿∶焦煤∶高岭土＝1∶(0.2～0.5)∶(0.01～0.05)配料，混合均匀，形成混合物料，向混合物料中添加混合物料总质量1.0～2.0％的粘结剂和混合物料总质量2.0～5.0％的水；

(2)造球：

将混合物料、粘结剂和水混合均匀，造球，得到粒径为5～20mm的球团，将球团自然风干10～24h；

(3)球团氯化与分离

将球团经氯化与分离，分别得到无水氯化铝、无水氯化铁、四氯化硅、四氯化钛、氯化钪和氯化镓；

(4)无水氯化铝电解

将无水氯化铝直接电解，得到金属铝和氯气；

(5)氯气循环利用

将步骤(4)中电解产生的氯气返回步骤(3)的氯化段；

(6)四氯化硅提纯

将步骤(3)中得到的四氯化硅进一步提纯；其中，所述的提纯方式为：按照化学计量配比，向四氯化硅中加入锌，发生还原反应生成多晶硅与副产品氯化锌；

(7)四氯化钛处理

将步骤(3)中得到的四氯化钛经精制作为海绵钛的原料；

(8)氯化钪处理

步骤(3)中获得的氯化钪在氯化渣中富集，作为提钪原料。

2.根据权利要求1所述的铝土矿造球氯化电解制备金属铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，铝土矿是三水铝土矿、一水铝土矿、高铁铝土矿、高硫铝土矿、低品位铝土矿中的一种。

3.根据权利要求1所述的铝土矿造球氯化电解制备金属铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，粘结剂为水玻璃。

4.根据权利要求1所述的铝土矿造球氯化电解制备金属铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，球团氯化的同时形成氯化渣，钪以氯化钪的形式在氯化渣中富集，作为提钪原料。

5.根据权利要求1所述的铝土矿造球氯化电解制备金属铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，将分离获得的氯化镓富集，作为电解镓原料。

6.根据权利要求1所述的铝土矿造球氯化电解制备金属铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，电解过程在阳离子膜电解槽中进行。

7.根据权利要求1所述的铝土矿造球氯化电解制备金属铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，电解电压≥2.2V，电流密度为0.1～0.6A/cm²。

8.根据权利要求1所述的铝土矿造球氯化电解制备金属铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，金属铝纯度＞98％。

9.根据权利要求1所述的铝土矿造球氯化电解制备金属铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(6)中，获得的氯化锌经电解得到锌和氯气，其中锌循环用于还原四氯化硅，氯气返回步骤(3)的氯化段，实现锌和氯气循环使用。