氧化铝碳热还原―氯化法炼铝过程中冷凝区碳化铝的形成分析

1、氧化铝碳热还原氯化法炼铝过程中冷凝区碳化铝的形成分析朱富龙1,2于文站1郁青春1杨斌1*刘永成1徐宝强1戴永年11.真空冶金国家工程实验室云南省有色金属真空冶金重点实验室云南省复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室昆明650093;2.昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093A n a l y s i st h eS o u r c eo fA l4C3i nC o n d e n s i n gZ o n ei nA l u m i n aC a r b o t h e r m i cR e d u c t i o n-C h l o r i n a t i o nP r o c e

2、s si nV a c u u mZ h uF u l o n g Y uW e n z h a n Y uQ i n g c h u n Y a n gB i n1L i uY o n g c h e n gX uB a o q i a n g D a iY o n g n i a n摘要采用热力学分析及X射线衍射(X R D等方法与手段,研究了真空条件下氧化铝碳热还原氯化法炼铝工艺中冷凝区碳化铝的形成原因。通过热力学研究,在10100P a,温度低于973K时,A l与C生成A l4C3的反应及A l与C O生成A l4C3与A l2O3的反应满足反应发生的热力学条件。在A l与C O生成

3、A l4与C O2的反应中,C O的浓度越小,初始反应温度就越低。实验研究表明,金属铝的碳化主要是由A l与C O反应生成A l4C3与C O2造成,并且C O的浓度分压越小、温度越低,产物中A l4C3越少,产物金属铝的纯度越高。通过改进实验工艺,得到纯度较高的金属铝珠。此研究为提高真空碳热氯化法炼铝的产率及纯度提供了很好的理论与实验依据。碳化铝;碳;一氧化碳;铝2010-10-11基金项目:国家自然科学基金云南省联合基金项目(u0837604;高等学校博士点专项科研基金项目(20095314110003;云南应用基础研究项目(200Z G011M;大学生创新性实验计划项目资助课题(1010

4、67401 5996006011C h e nW e i q i a n g,S h iL e i,Q i a nY i.S u b s t a n c eF l o wA n a l y s i so fA l u m i n i u mi nM a i n l a n dC h i n af o r2001,2004a n d2007:E xp l o r i n gi t sI n i t i a lS o u r c e s,E v e n t u a lS i n k sa n dt h eP a t h w a y sL i n k i n gT h e mJ.R e s o u

5、r c e s,C o n s e r v a t i o na n dR e c y c l i n g,2010,54:557-5702W a n gX i a o w u a,G a oL i r o n g,H u a b e n.R e s o u r c e sC o n s e r v a t i o n-T h eA l t e r n a t i v eS c e n a r i o sf o rC h i n e s eA l u m i n u mI nd u s t r yJ.Re s o u r c e s,C o n s e r v a t i o na n dR

6、e c y c l i n g,2008,52:1216-12203方启学,黄国智,葛长礼,等.我国铝土矿资源特征及其面临的问题与对策J.轻金属,2000,(10:8-114刘中凡.世界铝土矿资源综述J.轻金属,2001,(5:7-125王平艳,刘谋盛,戴永年.真空碳热还原氯化法从铝土矿炼铝J.真空科学与技术学报,2006,26(5:377-3806李秋霞,陈为亮,戴永年.真空低价氟化铝歧化分解制备铝J.中国有色金属学报,2008,18(8:1550-1554 7吴国元,刘大春,戴永年.低价硫化物法从氧化铝直接炭还原制铝的动力学研究J.真空科学与技术学报,2004,24(4:263-266,2

7、708李秋霞,杨斌,戴永年.真空下从铝上矿中直接提取铝的研究J.真空科学与技术学报,2010,30(2:198-2009袁海滨,冯月斌,徐宝强,等.低价氧化铝法从氧化铝直接碳热还原炼铝的机理分析J.真空科学与技术学报,2010,30(3:259-26410袁海滨,冯月斌,杨斌,等.氧化铝在低价氯化铝法炼铝过程中的行为J.中国有色金属学报,2010,20(4:777-78311王平艳,戴永年,蒋世新,等.真空下用碳热还原及低价氯化物分解法从工业氧化铝中炼铝的试验研究J.真空,2005,42(2:8-1112吴国元,戴永年.铝的低价化合物热分解法炼铝J.昆明理工大学学报,2001,26(6:106-10913Z h uF u l o n g,Y a n gB i n,Y uQ i n g c h u n,e ta l.S t u d yo nM e c h a n i s mo fA l u m i n u mP r o d u c t i o nb yA l u m i n aC a r b o t h e r m i