[發明專利]一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法

有效

• 申請號: 202011267903.8
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN113913621B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 魏存弟;陳禹材;徐少南;程妍
• 申請（專利權）人: 內蒙古君成科技有限公司
• 主分類號: C22B9/02
• 分類號: C22B9/02;C22C1/02;C22B1/248
• 代理公司: 上海諾衣知識產權代理事務所(普通合伙) 31298
• 代理人: 衣然

1.一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）將高鋁煤矸石、炭質還原劑進行破碎，并外加粘結劑和水充分混合均勻后制團，烘干得到干團塊，而后投入電弧爐內進行還原反應，得到鋁硅鐵合金熔融體；（2）將熔融體在模具中進行澆鑄，控制冷卻降溫速度和時間：熔融體降溫到1400?℃后，進行澆鑄，而后以1～20?℃/min?速度降溫到580～1050?℃，保溫30～120?min，讓合金相析出、長大，而后自然冷卻至室溫，得到一級鋁硅鐵合金塊；（3）將一級鋁硅鐵合金塊裝入帶加熱裝置的超重力離心裝置內，加熱至580～650?℃，使鋁硅熔融而初晶硅和鐵相仍保持固態；啟動離心機，在超重力作用下，熔體通過多孔濾板實現分離，熔液經冷卻凝固后得到符合工業標準的鑄造用鋁硅合金，熔渣為二級鋁硅鐵合金塊；（4）將二級鋁硅鐵合金塊繼續加熱至850～1050?℃，使鐵相熔融而初晶硅仍保持固態；啟動離心機，在超重力作用下，熔體通過多孔濾板實現分離，熔液經冷卻凝固后得到脫氧劑用鋁硅鐵合金，熔渣為工業硅或符合工業標準的鑄造用鋁硅合金，從而實現鋁硅鐵合金的分級提純。

2.按照權利要求1?所述的一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的高鋁煤矸石中Al₂O₃?質量分數30～60?％，SiO₂?質量分數30～60?％，Fe₂O_3?質量分數≤5?％。

3.按照權利要求1?所述的一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的高鋁煤矸石和炭質還原劑粒度均小于100?目。

4.按照權利要求1?所述的一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的炭質還原劑包括煤，石油焦，煅后無煙煤，焦炭，冶金焦，選擇其中一種或幾種混合。

5.按照權利要求1?所述的一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的炭質還原劑的碳含量為煤矸石中金屬氧化物與碳完全反應所需碳量的90～95?％。

6.按照權利要求1?所述的一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的粘結劑加入質量為混合物料量的5～10?%，制團壓力為50～150?MPa，團塊烘干溫度為?150～200?℃，烘干后球團水分不大于1?%。

7.按照權利要求1?所述的一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述的電弧爐內還原反應溫度為2200～2500?℃。

8.按照權利要求1?所述的一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，步驟（3）中，所述的一級鋁硅鐵合金塊加熱至580～650?℃后保溫60～300?min，超重力系數為200～500?g，分離時間為5～15?min。

9.按照權利要求1?所述的一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，步驟（4）中，所述的二級鋁硅鐵合金塊加熱至850～1050?℃后保溫60～300?min，超重力系數為200～500?g，分離時間為5～15?min。

10.按照權利要求9?所述的一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，步驟（4）中，所述的加熱溫度不高于900?℃，熔渣為符合工業標準的鑄造用鋁硅合金；加熱溫度高于900?℃時，熔渣為工業硅。

11.按照權利要求1?所述的一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，步驟（3）和（4）中，所述的多孔濾板為S310?耐高溫不銹鋼過濾器。

12.按照權利要求1?所述的一種利用高鋁煤矸石制備鋁硅鐵合金并分級提純的方法，其特征在于，步驟（3）和（4）中，超重力分離為連續處理或間歇性批處理。