[發(fā)明專利]一種鋁硅鐵合金的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911257514.4
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN111005038B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李賀松;侯文淵;崔同堯;王教儒;馮源;孫盛林
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: C25C3/18
• 分類號: C25C3/18;C22C21/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 付麗

本發(fā)明提供了一種鋁硅鐵合金的制備方法，包括以下步驟：A)將鋁硅質(zhì)大修渣粉碎，得到粉碎物料，所述粉碎物料中鋁的含量為15wt％～20wt％，硅的含量為10～15wt％，鐵的含量≤5wt％；B)將所述廢陰極鋼棒和廢鐵渣中的一種或兩種、氧化鋁和所述粉碎物料混合后進(jìn)入電解槽進(jìn)行電解，得到鋁硅鐵合金；所述電解的電解質(zhì)過熱度為10～18℃。本申請利用電解方法來制備鋁硅鐵合金，該方法得到了化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)，純度更高的鋁硅鐵合金，并且利用電解鋁工業(yè)產(chǎn)生的對環(huán)境有危害的大修渣固廢來制備鋁硅鐵合金，不僅解決了固廢堆存的環(huán)境問題，并且讓這些固廢得以再次利用，帶來直接的經(jīng)濟(jì)價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁硅質(zhì)大修渣再利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁硅鐵合金的制備方法。

背景技術(shù)

我國是鋁制造大國，氧化鋁、電解鋁產(chǎn)量均占世界40％以上。優(yōu)質(zhì)鋁土礦資源比較匱乏，遠(yuǎn)不能滿足我國鋁工業(yè)的發(fā)展需求，50％以上的鋁土礦需進(jìn)口，這嚴(yán)重制約了我國鋁工業(yè)的發(fā)展。因此，積極開拓非傳統(tǒng)鋁礦物生產(chǎn)金屬鋁及研發(fā)新的煉鋁方法，對于增加國內(nèi)鋁資源供給、促進(jìn)鋁工業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

隨著近幾年國家環(huán)保要求的不斷提高，鋁電解工業(yè)中大量的廢渣處理問題已成為相關(guān)企業(yè)需要解決的首要問題，迫切需要提出經(jīng)濟(jì)可行的廢渣利用新技術(shù)。鋁電解工業(yè)中，電解槽大修渣中的鋁硅質(zhì)固廢，即鋁硅質(zhì)大修渣，其來源一般為電解槽內(nèi)的輕質(zhì)澆注料、陶瓷纖維板、粘土質(zhì)隔熱耐火磚、干式防滲料、高鋁耐火磚、高強(qiáng)澆注料以及防滲磚等材料大修渣中雖然有大量的污染物成分，但是其中也含有很多有用的成分。對于鋁硅質(zhì)大修渣，固廢中含有SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃、CaO、Al以及氟化鹽等成分，這些廢渣的產(chǎn)量每年高達(dá)數(shù)億噸，尚未得到利用，只能采用堆積的方法處理，造成了較嚴(yán)重的環(huán)境污染。

目前，上述行業(yè)均已開展相關(guān)廢渣的應(yīng)用研究。以這些廢渣為原料碳電熱還原制備鋁硅合金或鋁硅鐵合金，然后以鋁硅合金為原料制備鑄造用鋁硅合金，鋁硅鐵合金作為煉鋼脫氧劑或煉鎂還原劑，可實現(xiàn)廢渣的利用，但由于該方法生產(chǎn)的鋁硅合金和鋁硅鐵合金中雜質(zhì)含量較高，在煉鋼過程中用量有限，制作鑄造用鋁硅合金過程中除鐵的成本較高，而作煉鎂還原劑的經(jīng)濟(jì)性較硅鐵合金要低，限制了碳電熱法處理含鋁硅廢渣技術(shù)的應(yīng)用。

例如，公開號為CN1328165A和CN1088622A的兩篇專利將鋁渣粉、鐵銹、硅砂和碳粉等的混合物用廢重油粘結(jié)成塊狀成型物，再放入反應(yīng)爐中進(jìn)行高溫熔融還原，用這種方法制備鋁硅合金工序復(fù)雜，并且制備出的鋁硅鐵合金化學(xué)成分不穩(wěn)，影響其使用效果，造成能源的浪費(fèi)，并且燒損率高。鑒于此，利用鋁電解廢渣制備出純度高、雜質(zhì)含量低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的鋁硅鐵合金是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種鋁硅鐵合金的制備方法，該方法利用鋁硅質(zhì)大修渣制備出純度高、雜質(zhì)含量低、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的鋁硅鐵合金。

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N鋁硅鐵合金的制備方法，包括以下步驟：

A)將鋁硅質(zhì)大修渣粉碎，得到粉碎物料，所述粉碎物料中鋁的含量為15wt％～20wt％，硅的含量為10～15wt％，鐵的含量≤5wt％；

B)將所述廢陰極鋼棒和廢鐵渣中的一種或兩種、氧化鋁和所述粉碎物料混合后進(jìn)入電解槽進(jìn)行電解，得到鋁硅鐵合金；所述電解的電解質(zhì)過熱度為10～18℃。

優(yōu)選的，所述電解的電解質(zhì)為冰晶石基熔融鹽，包括2.00～7.10wt％的氟化鋁、2.10～2.24wt％的氟化鎂、1.10～2.45wt％的氟化鋰、3.00～5.25wt％的氟化鈣、1.10～2.25wt％的氟化鉀、1.10～3.45wt％的氧化鋁、0.2～1.2wt％的二氧化硅和余量的冰晶石。

優(yōu)選的，所述冰晶石基熔融鹽中氟化鈉和氟化鋁的分子比為(2.3～2.7)：1。