CN100572572C - 利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法 - Google Patents
利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100572572C CN100572572C CNB200810036131XA CN200810036131A CN100572572C CN 100572572 C CN100572572 C CN 100572572C CN B200810036131X A CNB200810036131X A CN B200810036131XA CN 200810036131 A CN200810036131 A CN 200810036131A CN 100572572 C CN100572572 C CN 100572572C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- content
- coal gangue
- silicon alloy
- aluminum silicon
- aluminium ash
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
一种冶金技术领域的利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法，步骤为：第一步，备料及原材料预处理：①对铝灰进行磁选除铁预处理；②优选煤矸石，将其磨成粒度小于40目，进行磁选除铁预处理；第二步，配料和制团：按照重量百分比配料：铝灰5～25%、煤矸石60～95%和石油焦0～15%，按照原料重量的15～20%加入纸浆废液作为结合剂，混合制球，烘干到水份小于2%；第三步，电热法制备铝硅合金。本发明克服了单独一种固体废弃物成分的局限性，既降低了铝硅合金的成本，又消耗了容易造成环境污染的废弃物。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种冶金技术领域的生产铝硅合金的方法，具体是一种利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法。
背景技术
目前，世界上生产铝硅系合金有两种方法，即掺兑法和电热法。掺兑法是将电解生成的金属铝与电热法生产的工业硅熔融掺兑制备得到；电热法是将含氧化铝和二氧化硅的原料在高温下直接还原，得到一次铝硅合金，再经精炼，然后配制各类牌号的铝硅系合金。目前我国生产的铝硅合金都是采用掺兑制得，能耗高，生产成本高。电解法生产铝需要先将铝土矿制成氧化铝，再电解生产铝，需要建设氧化铝和电解铝厂，投资大。
电热法生产铝硅合金原料主要有高岭土、铝矾土和工业氧化铝，还原剂主要是烟煤和石油焦。高岭土中氧化铝含量低于氧化硅，电热法通常生产含铝量为50～60％的铝硅合金时，要配入工业氧化铝或铝矾土，工业氧化铝和铝矾土的成本较高，大大提高了铝硅合金的造价。生产工业氧化铝的主要原料是铝土矿，尤其是我国铝土矿资源有限，据国土资源部统计，截止到2003年底，全国探明储量5.4亿吨，占世界总储量的不足2％，再加上近几年电解铝项目和氧化铝项目不断上马，对铝矾土原料的需求成倍增长，按此发展速度，不需要多少年，我国铝矾土资源将面临枯竭。铝渣是熔炼精致铝材过程中产生的熔渣和浮皮，刚出炉的铝渣通常含有60％～70％的金属铝，经过铝回收后，剩余的铝灰中仍含有15-30％的金属铝，因品位低不值得进一步提取铝而废弃。据统计，每生产1000吨铝，就要产生25吨左右的铝灰，仅上海地区每年就产生5万吨左右的铝灰，其成分中铝含量折算成三氧化二铝为70％左右，处于铝矾土中三氧化二铝含量范围之内，铝灰中存在的金属铝无需还原，可直接进入铝硅合金，减少了还原剂的加入量，降低了生产成本。煤矸石是一种固体废弃物，其灰份的主要成分含二氧化硅和三氧化二铝，即为高岭土成分，而且煤矸石还含有固定碳，这样能减少还原剂的加入量，进一步降生产成本。
经对现有技术的文献检索发现，公开号为CN100999790A的中国专利公开了从煤矸石中精制铝硅合金的方法，将从矿热炉中还原得到的高硅合金加锰进行精炼除硅、铁等元素，得到共晶成分的铝硅合金。由于煤矸石硅含量过高，生产的高硅合金要精炼和过滤，增加了工序和成本；加锰精炼过程，大量的由矿热炉还原出来的金属硅与锰形成合金而被除去，工序重复；精炼得到铝含量在共晶成分附近的铝硅合金，限制了一次铝硅合金的使用范围。检索中还发现，公开号为CN10088622A的中国专利公开了利用铝渣制造合金的方法，由于铝渣成分的局限性，即铝含量过高，因而配入硅石、硅砂、粘土和膨润土调整原料成分。硅石、硅砂、粘土和膨润土和铝灰带入的杂质含量较高，再加上采用自焙烧电极所带入的金属铁，使得铝硅合金中铁含量过高，该产品只能用于炼钢的脱氧剂，无法用来熔配铝硅合金。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提出了一种利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法，使其克服了单独一种固体废弃物成分的局限性，既降低了铝硅合金的成本，又消耗了容易造成环境污染的废弃物。
本发明通过以下技术方案实现的，包括以下步骤：
第一步，备料及原材料预处理
①对铝灰进行磁选除铁预处理，经过预处理后铝灰成份重量百分比：Al2O3含量25～50％，Al含量15～30％，SiO2含量5～15％，MgO含量5～10％，TiO2含量1～3％，Fe2O3含量＜2％，CaO含量2～6％。
②优选煤矸石，将其磨成粒度小于40目，进行磁选除铁预处理。经预处理后煤矸石主要成份重量百分比：Al2O3含量20～33％，SiO2含量26～39％，TiO2含量0.20～0.45％，Fe2O3含量0.20～0.5％，CaO含量0.1～0.4％，固定碳8～25％。
如果煤矸石中的固定碳含量不足，可以利用后续步骤中的石油焦和稻壳炭来补充。
第二步，配料和制团
按照重量百分比配料：铝灰5～25％、煤矸石60～95％和石油焦0～15％。按照原料重量的15～20％加入纸浆废液作为结合剂，混合制球，烘干到水份小于2％。
所述石油焦中碳固定碳＞98％，粒度＜40目。
所述稻壳炭中固定碳＞40％，粒度1～6cm。
所述结合剂采用造纸厂产生的纸浆废液，其中含有效物质木质素酸盐≥55％。
第三步，电热法制备铝硅合金
将干燥后的料球和稻壳炭混合后送入功率16500KVA以上的三相交流电弧炉或单电极直流电弧炉，稻壳炭按照料球重量的10～30％加入，在温度超过2000℃的高温下冶炼，每隔2～4小时，采用石墨烧穿器打开一次炉眼，放出铝硅合金，静置除渣后铸锭。
与现有技术相比，本发明利用铝灰和煤矸石复合废弃物作为主要原料，克服了单独一种固体废弃物成分的局限性，煤矸石中含有固定碳，不足的固定碳选择石油焦和由稻壳生产的稻壳炭来弥补，采用电热法生产铝硅合金。采用铝灰和煤矸石为主要原料，可生产铝含量为50％以上的铝硅合金，并且从矿热炉生产得到的一次铝硅合金杂质元素含量低，不用精炼，铁含量小于1％，钛含量小于0.5％，能够直接用于熔配铝硅合金。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
对铝灰进行磁选除铁预处理，经过预处理后铝灰主要成份重量百分比：Al2O3含量35.65％，Al含量25.60％，SiO2含量10.52％，MgO含量7.82％，TiO2含量2.31％，Fe2O3含量1.68％，CaO含量3.78％。
优选煤矸石，将其磨成粒度小于40目，进行磁选除铁预处理。经预处理后煤矸石主要成份重量百分比：Al2O3含量32.82％，SiO2含量36.46％，TiO2含量0.35％，Fe2O3含量0.23％，CaO含量0.17％，固定碳14.50％。
按重量百分比铝灰15％、煤矸石75％和石油焦10％配料，外加原料重量的18％的纸浆废液，混合均匀，制球，干燥。干燥后的料球和稻壳炭混合后一起放入400KVA单电极直流电弧炉，电弧炉电压33V，电流7000～9000A，稻壳炭按照料球重量的18％加入，在温度超过2000℃的高温下冶炼。每隔2～4小时，采用石墨烧穿器打开炉眼，放出铝硅合金，静置除渣后铸锭。
生产出的铝硅合金中下列元素重量百分比为：铝含量57.6％，硅含量37.8％，铁含量0.81％，钛含量0.48％，钙含量0.23％。
实施例2：
对铝灰进行磁选除铁预处理，经过预处理后铝灰主要成份重量百分比：Al2O3含量35.65％，Al含量25.60％，SiO2含量10.52％，MgO含量7.82％，TiO2含量2.31％，Fe2O3含量1.68％，CaO含量3.78％。
优选煤矸石，将其磨成粒度小于40目，进行磁选除铁预处理。经预处理后煤矸石主要成份重量百分比：Al2O3含量32.82％，SiO2含量36.46％，TiO2含量0.35％，Fe2O3含量0.23％，CaO含量0.17％，固定碳14.50％。
按重量百分比铝灰20％、煤矸石70％和石油焦10％配料，外加原料重量的16％的纸浆废液，混合均匀，制球，干燥。干燥后的料球和稻壳炭混合后一起放入400KVA单电极直流电弧炉，电弧炉电压33V，电流7000～9000A，稻壳炭按照料球重量的18％加入，在温度超过2000℃的高温下冶炼。每隔2～4小时，采用石墨烧穿器打开炉眼，放出铝硅合金，静置除渣后铸锭。
生产出的铝硅合金中下列元素重量百分比为：铝含量60.1％，硅含量35.2％，铁含量0.89％，钛含量0.52％，钙含量0.27％。
实施例3：
对铝灰进行磁选除铁预处理，经过预处理后铝灰主要成份重量百分比：Al2O3含量35.65％，Al含量25.60％，SiO2含量10.52％，MgO含量7.82％，TiO2含量2.31％，Fe2O3含量1.68％，CaO含量3.78％。
优选煤矸石，将其磨成粒度小于40目，进行磁选除铁预处理。经预处理后煤矸石主要成份重量百分比：Al2O3含量32.82％，SiO2含量36.46％，TiO2含量0.35％，Fe2O3含量0.23％，CaO含量0.17％，固定碳14.50％。
按重量百分比铝灰10％、煤矸石80％和石油焦10％配料，外加原料重量的19％的纸浆废液，混合均匀，制球，干燥。干燥后的料球和稻壳炭混合后一起放入400KVA单电极直流电弧炉，电弧炉电压33V，电流7000～9000A，稻壳炭按照料球重量的15％加入，在温度超过2000℃的高温下冶炼。每隔2～4小时，采用石墨烧穿器打开炉眼，放出铝硅合金，静置除渣后铸锭。
生产出的铝硅合金中下列元素重量百分比为：铝含量50.6％，硅含量44.8％，铁含量0.75％，钛含量0.40％，钙含量0.24％。
Claims (7)
1、一种利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，备料及原材料预处理
①对铝灰进行磁选除铁预处理，经过预处理后铝灰主要成份重量百分比：Al2O3含量25～50％，Al含量15～30％，SiO2含量5～15％，MgO含量5～10％，TiO2含量1～3％，Fe2O3含量＜2％，CaO含量2～6％；
②优选煤矸石，将其磨成粒度小于40目，进行磁选除铁预处理，经预处理后煤矸石主要成份重量百分比：Al2O3含量20～33％，SiO2含量26～39％，TiO2含量0.20～0.45％，Fe2O3含量0.20～0.5％，CaO含量0.1～0.4％，固定碳8～25％；
第二步，配料和制团
按照重量百分比配料：铝灰5～25％、煤矸石60～95％和石油焦0～15％，按照原料重量的15～20％加入纸浆废液作为结合剂，混合制球，烘干到水份小于2％；
第三步，电热法制备铝硅合金
将干燥后的料球和稻壳炭混合后送入三相交流电弧炉，稻壳炭按照料球重量的10～30％加入，在温度超过2000℃的高温下冶炼，每隔一段时间打开一次炉眼，放出铝硅合金，静置除渣后铸锭。
2、根据权利要求1所述的利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法，其特征是，所述石油焦中固定碳＞98％，粒度＜40目。
3、根据权利要求1所述的利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法，其特征是，所述稻壳炭中固定碳＞40％，粒度1～6cm。
4、根据权利要求1所述的利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法，其特征是，所述结合剂采用造纸厂产生的纸浆废液，其中含有效物质木质素酸盐≥55％。
5、根据权利要求1所述的利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法，其特征是，所述三相交流电弧炉，其功率16500KVA以上。
6、根据权利要求1所述的利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法，其特征是，所述每隔一段时间，是指每隔2～4小时。
7、根据权利要求1所述的利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法，其特征是，所述打开一次炉眼，是采用石墨烧穿器打开。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB200810036131XA CN100572572C (zh) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | 利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB200810036131XA CN100572572C (zh) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | 利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101270412A CN101270412A (zh) | 2008-09-24 |
| CN100572572C true CN100572572C (zh) | 2009-12-23 |
Family
ID=40004637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB200810036131XA Expired - Fee Related CN100572572C (zh) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | 利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100572572C (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101812590A (zh) * | 2010-04-15 | 2010-08-25 | 上海海事大学 | 电热法生产铝硅铜合金的方法 |
| CN103572323B (zh) * | 2013-11-08 | 2015-09-30 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种含铝矿物和粉煤灰混合氯化并低温电解制备铝硅合金的方法 |
| CN105523561A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-27 | 内蒙古日盛可再生资源有限公司 | 高铝煤矸石高效脱硅的方法 |
| CN105755291A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-07-13 | 石嘴山市宝马兴庆特种合金有限公司 | 一种利用煤矸石及多种固体废弃物生产多元合金的方法 |
| CN108085503A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-05-29 | 江苏省冶金设计院有限公司 | 制备铝硅合金的方法 |
| CN108085502A (zh) * | 2017-12-12 | 2018-05-29 | 江苏省冶金设计院有限公司 | 制备铝硅合金的方法 |
| CN108441634B (zh) * | 2018-03-22 | 2019-08-13 | 辽宁新华龙大有钼业有限公司 | 一种低成本、高收率生产钼铁合金的智能化高效配料方法 |
| CN110029227B (zh) * | 2019-05-15 | 2020-01-07 | 东北大学 | 以废耐火材料为原料等离子体射流送料制取铝硅铁的方法 |
| CN110004300B (zh) * | 2019-05-15 | 2020-03-20 | 东北大学 | 以铝灰为原料等离子体射流送料制取硅铁合金的方法 |
| CN112390264B (zh) * | 2020-11-10 | 2022-05-03 | 北京科技大学 | 一种铝灰催化提高煤矸石脱硅率的方法 |
-
2008
- 2008-04-17 CN CNB200810036131XA patent/CN100572572C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101270412A (zh) | 2008-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100572572C (zh) | 利用铝灰和煤矸石复合废弃物生产铝硅合金的方法 | |
| CN101775492B (zh) | 利用铝灰和铜渣生产硅铝铁合金的方法 | |
| CN101298642B (zh) | 用碳热还原法制备钛硅铝合金的方法 | |
| CN105112594B (zh) | 倾翻炉冶炼钒铁的方法 | |
| CN102912158A (zh) | 一种利用钒精渣冶炼中钒铁的方法 | |
| CN101824503B (zh) | 采用含钒转炉钢渣生产含钒生铁的方法 | |
| CN107201424A (zh) | 一种利用电解铝厂铝电解槽大修渣生产炼钢脱氧剂的工艺 | |
| CN109252045A (zh) | 一种从含铝矿物中提取金属铝和硅铁合金的方法 | |
| CN107904408A (zh) | 一种用于制备四氯化钛的碳化钛渣的生产方法 | |
| CN108754143A (zh) | 一种利用冶金硅渣生产硅铁合金的方法 | |
| CN105838892A (zh) | 一种提取钢铁厂钒渣中钛、铁、锰、钒和铬的方法 | |
| CN101942561A (zh) | 一种利用煤矸石制备铝硅铁合金的方法 | |
| CN100425714C (zh) | 从煤矸石或粉煤灰中精制铝硅合金的方法 | |
| CN102559996A (zh) | 炼钢用新型硅铝钡钙多元脱氧合金及其制备工艺 | |
| CN110846688A (zh) | 一种铝硅钛合金的制备方法 | |
| CN106048122A (zh) | 一种渣浴还原处理镍渣的方法 | |
| CN103643094A (zh) | 高碳锰铁的冶炼方法 | |
| CN103031409B (zh) | 一种利用精炼炉除尘灰炼钢脱氧的新工艺 | |
| CN100485064C (zh) | 钛精矿生产钛铁用复合发热剂 | |
| CN113265536A (zh) | 一种硅铁冶金副产物循环再利用的方法 | |
| CN110820017B (zh) | 一种铝锰系合金的制备方法 | |
| CN100582263C (zh) | 一种竖炉炼铝法 | |
| CN104694752A (zh) | 一种利用钢渣和铝渣制备铝钙硅铁合金的方法 | |
| CN110983380B (zh) | 一种铝铜系合金的制备方法 | |
| CN110760891B (zh) | 一种铝铁钒硅合金的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20091223 Termination date: 20150417 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |