[發明專利]以鋁灰為原料電弧爐冶煉制取鋁硅鐵的方法

有效

• 申請號: 201910404301.3
• 申請日: 2019-05-15
• 公開（公告）號: CN110016557B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 羅洪杰;王耀武;梁英堅;吳林麗;高國磊;曲楊
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22B4/06
• 分類號: C22B4/06;C22B7/02;C22C1/02;C22C1/06;C22C28/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

1.以鋁灰為原料電弧爐冶煉制取鋁硅鐵合金的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，將二次鋁灰、鋁電解槽大修渣中的廢陰極炭塊、粉煤灰和硅藻土廢渣分別制成粉體；

步驟2，按照目標鋁硅鐵合金的成分確定二次鋁灰、廢陰極炭塊、粉煤灰和硅藻土廢渣的用量，以廢陰極炭塊中所含固定碳為還原劑按化學計量比計算還原二次鋁灰中Al₂O₃、SiO₂氧化物產生的金屬鋁、硅的量，再計算用廢陰極炭塊還原粉煤灰、硅藻土廢渣的Al₂O₃、SiO₂氧化物所得到的金屬鋁、硅的量，用還原粉煤灰、硅藻土廢渣得到的鋁、硅量調配還原二次鋁灰得到的金屬鋁、硅的量，即得到所配制鋁硅鐵合金中的鋁、硅的成分，以及二次鋁灰、粉煤灰、硅藻土廢渣和廢陰極炭塊的用量；將二次鋁灰、廢陰極炭塊、粉煤灰和硅藻土廢渣粉體與紙漿干粉一起放入混料器中混合均勻；紙漿干粉的用量為總混合物料質量的5-10％；向均勻混合后的物料中加入水并繼續混捏均勻，水的用量為總混合物料質量的7-12％，然后用制團機將物料制成球團；制備的球團經烘干后待用；

步驟3，將球團裝入電弧爐內，啟動電弧爐進行高溫熔煉，熔煉溫度為1700-2300℃，熔煉過程達到5-9小時后從電弧爐底部放出形成的鋁硅鐵合金熔體并進行爐外精煉，即可得到鋁硅鐵合金；該合金可用作煉鋼脫氧劑和煉鎂還原劑，精煉渣返回配料工序繼續使用；

步驟4，將從電弧爐頂部收集到的煙灰進行水浸并過濾，浸出溫度為20～100℃，浸出過程液固比為2～10:1，浸出時間為0.5～3h，浸出后過濾，浸出液通過蒸發回收碳酸鈉和氯化鈉，浸出渣在烘干后進行高溫熔化，熔化溫度高于1000℃，使得氟化物與氧化物分離，回收的氟化物電解質返回電解槽使用，渣相氧化物返回電弧爐原料配料車間作為電弧爐冶煉鋁硅鐵的原料。

2.根據權利要求1所述的以鋁灰為原料電弧爐冶煉制取鋁硅鐵合金的方法，其特征在于，二次鋁灰的成分按質量比為：Al₂O₃ 40～80％，AlN≤20％，SiO₂≤5％，Na₂O≤5％，Fe₂O₃≤5％，氯化物≤10％，氟化物≤10％。

3.根據權利要求1所述的以鋁灰為原料電弧爐冶煉制取鋁硅鐵合金的方法，其特征在于，廢陰極炭塊的成分按質量比為：C 60～80％，Al₂O₃≤3％，Na 4～10％，氟化物電解質10～20％。

4.根據權利要求1所述的以鋁灰為原料電弧爐冶煉制取鋁硅鐵合金的方法，其特征在于，粉煤灰的成分按質量比為：Al₂O₃ 15～50％，SiO₂ 30～50％，Fe₂O₃≤10％，CaO≤5％，MgO≤5％，Na₂O≤3％，K₂O≤3％，TiO₂≤3％，其它單個金屬氧化物含量＜1％。

5.根據權利要求1所述的以鋁灰為原料電弧爐冶煉制取鋁硅鐵合金的方法，其特征在于，硅藻土廢渣的成分按質量比為：Al₂O₃≤5％，SiO₂ 80～99％，Fe₂O₃≤10％。

6.根據權利要求1所述的以鋁灰為原料電弧爐冶煉制取鋁硅鐵合金的方法，其特征在于，步驟1，所述的二次鋁灰、廢陰極炭塊、粉煤灰和硅藻土廢渣粉體粒度均小于100目。

7.根據權利要求1所述的以鋁灰為原料電弧爐冶煉制取鋁硅鐵合金的方法，其特征在于，步驟3，爐外精煉所用精煉劑含有氯化鈉、氯化鉀和冰晶石，各成分比例范圍：氯化鈉30～60％，氯化鉀≤30％，冰晶石≤30％；精煉溫度900～1500℃。