[发明专利]一种铝土矿氯化电解制备氧化铝及综合利用的方法

权利要求书

1.一种铝土矿氯化电解制备氧化铝及综合利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)铝土矿氯化分离：

将铝土矿经氯化与分离，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；

(2)氯化物水溶液转化：

将步骤(1)的无水氯化铝和无水氯化铁转化成氯化铝水溶液和氯化铁水溶液；其中，所述的氯化铝水溶液的浓度≤200g/L，所述的氯化铁水溶液浓度为饱和氯化铁水溶液浓度的20～30％；

(3)氯化物水溶液电解：

分别电解氯化铝水溶液和氯化铁水溶液，其中：电解氯化铝水溶液的电解电压≥2.2V，电流密度为0.1～0.6A/cm²，得到氢氧化铝、氢气和氯气；电解氯化铁水溶液的的电解电压≥2.2V，电流密度为0.1～0.6A/cm²，得到氢氧化铁、氢气和氯气；

(4)氯气循环利用：

将步骤(3)中电解产生的氯气返回氯化段；

(5)氢氧化铝焙烧：

将步骤(3)中获得的氢氧化铝经焙烧获得冶金级氧化铝或化学品氧化铝；

(6)氢氧化铁煅烧：

将步骤(3)中获得的氢氧化铁煅烧得到铁红或其他含铁制品；

(7)四氯化硅提纯：

将步骤(1)中得到的四氯化硅进一步提纯，所述的提纯方式为精馏，具体过程为：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；

(8)四氯化钛处理：

将步骤(1)中得到的四氯化钛经精制作为海绵钛的原料；

(9)氯化钪处理：

步骤(1)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所述的铝土矿氯化电解制备氧化铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，铝土矿原料是三水铝土矿、一水铝土矿、高铁铝土矿、高硫铝土矿或低品位铝土矿中的一种。

3.根据权利要求1所述的铝土矿氯化电解制备氧化铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，铝土矿氯化过程为：向铝土矿中加入碳混合后，通入氯气，进行氯化反应；其中，添加量按质量比，铝土矿∶碳＝1∶(0.2～0.5)，氯化反应温度为600～1000℃。

4.根据权利要求1所述的铝土矿氯化电解制备氧化铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，分离得到的氯化镓富集后作为电解镓原料。

5.根据权利要求1所述的铝土矿氯化电解制备氧化铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，电解过程在阳离子膜电解槽中进行。

6.根据权利要求1所述的铝土矿氯化电解制备氧化铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，氢氧化铝的纯度≥98.5％。

7.根据权利要求1所述的铝土矿氯化电解制备氧化铝及综合利用的方法，其特征在于，所述的步骤(7)中，氯化锌经电解得到锌和氯气，锌循环用于还原四氯化硅，氯气返回步骤(1)的氯化段，实现锌和氯气的循环使用。