無(wú)水三氯化鋁是一種重要的無(wú)機化工原料，也有望通過(guò)直接電解的方法生產(chǎn)金屬鋁，在節能減排、減少溫室氣體排放方面具有。

       粉煤灰是煤炭燃燒后的固體廢棄物，其主要化學(xué)成分是Al203、Si02、Fe203、Tio2、Ca0、Mg0和其它多種元素。其中Al203+Si02+Ca0+Fe203-般占90%（質(zhì)量分數，下同）以上，Al203可達15%～40%，是Al203大于30%的高鋁粉 煤灰是制備氧化鋁的良好資源。

       目前利用高鋁粉煤灰制備氧化鋁還處在實(shí)驗室研究及工業(yè)化試驗階段。

       主要工藝分為酸法、堿法及酸堿聯(lián)合法等，但方法均具有局限性。

       如酸法工藝存在設備腐蝕、溶出率低、生產(chǎn)出的氧化鋁質(zhì)量指標不電解鋁的要求；堿法工藝流程復雜、能耗高、殘渣量太大、殘渣綜合利用難、綜合效益差等。

       針對上述情況，我們提出了一種研究思路：即用粉煤灰制取無(wú)水三氯化鋁，然后用無(wú)水三氯化鋁直接電解生產(chǎn)金屬鋁。

       完整的工藝流程分為3部分：粉煤灰經(jīng)鹽酸浸出、除雜、濃縮結晶后得到六水氯化鋁（即結晶氯化鋁），六水氯化鋁脫水制備無(wú)水三氯化鋁及無(wú)水三氯化鋁電解生產(chǎn)金屬鋁。

       其中粉煤灰濕法制備六水氯化鋁已有研究及工業(yè)化應用示范報道；無(wú)水三氯化鋁電解法生產(chǎn)金屬鋁早在20世紀70年代美國鋁業(yè)公司就曾做過(guò)大量研究，并投產(chǎn)了1.5萬(wàn)t/a無(wú)水三氯化鋁的生產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)際運行了4年。

       該工藝成敗的關(guān)鍵是六水氯化鋁脫水制備無(wú)水三氯化鋁，而當前關(guān)于六水氯化鋁脫水制備無(wú)水三氯化鋁的研究報道還較少。

       一、六水氯化鋁脫水方法

       氯氣、氯化氫等保護氣氛下脫水

       六水氯化鋁(AlCl3．6H2O)直接加熱脫水的反應為：

       1、AlCl3·6H2O=AlCl3+6H20(1)

       同時(shí)，AlCl3.6H2O在高溫條件下會(huì )發(fā)生水解反應：

       2、(AlCl3.6H20)=Al203+6HCl+9H20(2)

       對反應(1)與(2)進(jìn)行熱力學(xué)計算。

       由表1的吉布斯自由能可知，反應(2)在300℃發(fā)生，而反應(1)要在600℃才可發(fā)生。

       即在加熱過(guò)程中，發(fā)生水解反應，溫度越高，水解反應越容易發(fā)生。

       因此，直接熱解AlCl3．6H20只能得到Al203，而得不到無(wú)水三氯化鋁。

       為水解反應的發(fā)生，AlCl3·6H20在氯化氫氣氛下脫水制備無(wú)水三氯化鋁。

       由表1的數據可知，當溫度為600℃時(shí)，脫水和水解反應同時(shí)進(jìn)行，水解反應趨勢遠大于脫水反應。

       在氯化氫氣氛下，相當于增加反應氣相中氯化氫的分壓，起到水解反應的作用。

       查無(wú)水三氯化鋁的性質(zhì)得知，其熔點(diǎn)為190℃（0.25MPa下），在178℃會(huì )發(fā)生升華。

       而在600℃的高溫條件下，脫水生成的無(wú)水三氯化鋁氣體和水蒸氣同時(shí)升華，在冷凝氣體的過(guò)程中，由于無(wú)水三氯化鋁的吸水性，會(huì )與水蒸氣發(fā)生反應又生成AlCl3．6H2O，得不到無(wú)水三氯化鋁。

       此外，文獻也曾報道，AlCl3．6H20在氯化氫氣氛下脫水并不能得到無(wú)水三氯化鋁。

       另外，我們對六水氯化鋁在氯氣等保護氣氛下脫水進(jìn)行了報道。

       其主要方法為：在200～450℃加熱AICl3.6H20基本脫水，于350～500℃再與40%～50%氯氣、30%～50%CO、5%～15%CO2及5%～15%氫氣混合物反應生產(chǎn)無(wú)水三氯化鋁氣體。

       該法的實(shí)質(zhì)是加熱得到含無(wú)水三氯化鋁與氧化鋁的混合原料，然后在氯氣等的作用下，將混合原料中的氧化鋁氯化，得到無(wú)水產(chǎn)品。但該法使用了氣體氯氣，需要、耐腐蝕的生產(chǎn)設備及嚴格的生產(chǎn)控制條件，環(huán)境污染嚴重。因此該法目前也無(wú)法實(shí)現工業(yè)化應用。