[發明專利]一種用廢玻璃生產鋁硅合金鑄錠的制備方法

在審

• 申請號: 202011251680.6
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112481491A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 楊文超;冀守勛;張軍;劉林
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C22B5/10
• 分類號: C22B5/10;C22B7/00;C22B21/02;C22C1/02;C22C21/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 薛紅凡

本發明涉及鋁硅合金技術領域，具體涉及一種用廢玻璃生產鋁硅合金鑄錠的制備方法。本發明將廢玻璃、廢鋁、廢鋁灰和碳質還原劑進行熔煉，在熔煉的過程中經化學反應生成液態的硅和金屬鋁，反應原理為Al₂O₃+SiO₂+5C→2Al+Si+5CO，液態的硅和金屬鋁直接混合成均勻的鋁硅合金液，澆鑄后得到鋁合金鑄錠。本發明將鋁硅合金的生產一步完成，簡化硅和鋁兩種礦物分開冶煉的繁復過程，可節省大量能源和降低成本。

技術領域

本發明涉及鋁硅合金技術領域，具體涉及一種用廢玻璃生產鋁硅合金鑄錠的制備方法。

背景技術

玻璃是人類現代生活中常用的一種物質，它可以做成各種器具、器皿、平板玻璃等。普通玻璃的成分主要是二氧化硅(SiO₂，即石英砂的主要成分)。制造玻璃時一般會加入碳酸鈉(Na₂CO₃，即蘇打)與碳酸鉀(K₂CO₃，鉀堿)來降低工藝溫度。因為玻璃的用量很大，因而廢棄物也較多，為了資源的可持續利用，可以把廢棄的玻璃及制品收集起來，化害為利，變廢為寶。玻璃制品的回收利用有幾種類型：作為鑄造用熔劑、轉型利用、回爐再造、原料回收和重復利用等。這些應用雖然很成功，但是再生產品的附加值低。

同樣地，廢鋁也是一種常用的廢舊材料，大量的廢棄汽車和飲料罐等含有大量的鋁。再回收過程中，鋁會氧化而產生一定的鋁灰等產物，因其品位低不值得進一步提取鋁而廢棄。

目前，鋁硅合金的制造主要是用液體鋁和固體硅經過擴散后得到鋁硅合金。因為鋁的熔點約為660℃，故先把鋁熔化成液體，再把硅熔解后形成鋁硅合金液，再經檢驗、澆鑄成鋁硅合金鑄錠。由于硅的熔點在1440℃，擴散速度慢，所以制造過程需花費較長的時間，會消耗大量的能源。另外在制造合金的過程中，硅表面容易形成氧化物(SiO₂)，會進一步降低硅的擴散，同時也使硅的耗損率高達10～20％，嚴重影響生產效率與成本。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提供一種用廢玻璃生產鋁硅合金鑄錠的制備方法，本發明提供的用廢玻璃生產鋁硅合金鑄錠的制備方法以廢玻璃、廢鋁和廢鋁灰為原料，廢品回收附加值升高，方法簡單、效率高和能耗低。

為了實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

本發明提供了一種用廢玻璃生產鋁硅合金鑄錠的制備方法，包括以下步驟：

將廢玻璃、廢鋁、廢鋁灰和碳質還原劑進行混合和高溫熔煉，得到鋁硅合金液，所述鋁硅合金液中包括液態硅和液態鋁；所述液態硅和液態鋁滿足所得鋁硅合金鑄錠的元素比；

將所述鋁硅合金液進行澆鑄，得到鋁硅合金鑄錠。

優選的，所述廢玻璃、廢鋁、廢鋁灰和碳質還原劑的粒徑獨立地為10～100mm。

優選的，所述碳質還原劑包括焦炭、石油焦和煤中的一種或多種。

優選的，所述碳質還原劑中的C元素的質量為廢玻璃、廢鋁、廢鋁灰和碳質還原劑總質量的5～35％。

優選的，所述廢鋁和廢鋁灰中的Al元素的總質量與廢玻璃中的Si元素的質量比為(75～95)：(5～25)。

優選的，所述廢玻璃中Si元素的質量百分含量≥90％。

優選的，所述廢鋁灰中Al元素的質量百分含量為15～30％。

優選的，所述熔煉的溫度≥1500℃，所述熔煉的時間≥2h。

優選的，所述澆鑄前還包括將所述鋁硅合金液進行中間處理，所述中間處理包括凈化和成分校驗，所述成分校驗的方法包括光譜法。

優選的，所述中間處理還包括添加微合金元素；