CN1316046C - 利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法，特征是：按重量配份比取由粉煤灰、粘土粉混合搅拌后轧制成型的粉煤灰球团28～32份，粉碎后的铝矾土68～72份，粉碎后的硅石125～139份，焦炭98～106份，钢屑10～12份，投入冶炼炉内进行冶炼，出炉冷却后即为成品。本发明的优点为：原料中粉煤灰的掺入量可达28-32%，为粉煤灰的综合利用提供了更广阔的空间，在制球和冶炼过程中加入≯0.5%(总重量比)的添加剂(萤石)大大降低了冶炼炉内熔融液的粘度，很好地促进了反应的正方向进行，同时也防止了炉料粘结现象的发生，改变了传统的兑铝法金属回炼，产品性能得到改善，避开了其成本高的劣势和不足。本产品原料资源丰富、价格低廉、生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体说是涉及一种利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法。该铝硅铁合金的用途是用来作为炼钢脱硫剂、脱氧剂和炼镁还原剂。
背景技术
随着电力工业的迅猛发展，粉煤灰的排放量与日俱增，成了污染环境、制约经济发展的一个社会大问题。因此，加强环境治理，搞好粉煤灰的综合利用引起了社会各界的高度重视。目前粉煤灰的用途主要是用来生产砌筑水泥、混合材、铺路以及加气块和标砖等，但总体利用量仍然偏少，且增加值也较小。
为了进一步提高粉煤灰的利用量，提高其附加值，国内已有一些科研单位和生产厂家依据粉煤灰的组成成份与铝硅铁合金相似的理论基础，提出利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的设想，并付诸于研究实验。但截至目前，还尚未见到有关成功的报道。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的问题而提供一种利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法。该工艺方法不仅可使燃煤锅炉所排出的粉煤灰得以综合利用、减轻环境污染，同时还可使铝硅铁产品性能得以优化，提高其附加值。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法如下：按重量份比取由粉煤灰、粘土粉混合搅拌后轧制成型的粉煤灰球团28～32份，粉碎后的铝矾土68～72份，粉碎后的硅石125～139份，焦炭98～106份，钢屑10～12份投入冶炼炉内进行冶炼，出炉冷却后即为成品。
本发明中所述粉煤灰球团是由下述重量比的原料制备而成，取粉煤灰79～84％、粘土粉16～21％按比例混合搅拌后轧制成强度为0.4～0.6MPa球体。
本发明中粉煤灰球团指标要求如下：
①按重量比取粉煤灰、粘土粉混合搅拌后，通过高压对辊液压轧球机轧制成粉煤灰球团。
②粉煤灰球团成球强度为0.4-0.6MPa。
③粉煤灰球团成球入炉前应预烘干，水份控制在1-2％。
④粉煤灰球团成球中，碎料应控制在2-5％之间。
本发明中所述铝矾土和硅石的粒度均为30-35mm。
所述组分中还添加有小于总重量比0.5％的萤石。
本发明中各原料成分组成如下：
①粉煤灰要求：Al2O321-30％，SiO247-55％，Fe2O32-7％，CaO＜8％；
②粘土粉要求：Fe2O3＞1.5％、TiO2＜0.95％、Al2O3＞40％；
③铝矾土要求Al2O3＞68％，Fe2O3＜4％，其它综合成份≯15％；
④硅石SiO2＞96％，其它综合成份≯4％；
⑤萤石CaF2＞85％，其它综合成份≯15％；萤石用量甚微，其用量≯总重量比的0.5％(即粉煤灰球团+铝矾土+硅石+焦炭+钢屑的总重量)，用于调整炉况，在冶炼过程中，若出现熔料粘度大时，随时加入即可。
⑥焦炭要求水份WP＜0.5％、灰份AP＜6％、挥发份VP＞9％、固定碳含量CP＞75％；
本发明的优点如下：
(1)原料中粉煤灰的掺入量可达28-32％，为粉煤灰的综合利用提供了更广阔的空间。
(2)在制球和冶炼过程中加入≯0.5％(总重量比)的添加剂(萤石)大大降低了冶炼炉内熔融液的粘度，很好地促进了反应的正方向进行，同时也防止了炉料粘结现象的发生。
(3)改变了传统的兑铝法金属回炼，产品性能得到改善，避开了其成本高的劣势和不足。
本发明的产品主要用作炼钢脱硫剂、脱氧剂和炼镁用还原剂，还原能力强，利用效率高。本发明的方法是利用碳同时还原AL2O3、SiO2、Fe2O3而得到的一种铝硅合金产品，具有原料资源丰富、价格低廉、生产成本低、投资小、见效快的优点，经济效益显著，同时由于该技术大量利用了粉煤灰，其社会、环境效益也相当可观。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例作进一步详述，但并不限制本发明。
实施例1：
本实施例用于生产国标25#铝硅铁合金(AL26％、Si62％、Fe11％)。
本实施例中的粉煤灰球团是由下述重量配比的原料制备而成，取粉煤灰83％、粘土粉17％按比例混合搅拌后，通过高压对辊液压轧球机轧制成型，其形状为24mm×34mm×10mm杏核状，强度为0.5MPa球体，水份为1.5％。
按重量配份比取粉煤灰球团30Kg，粉碎后粒度为30mm的铝矾土70Kg，粉碎后粒度为32mm的硅石137.42Kg，焦碳104.82Kg，钢屑11.55Kg，萤石1.3Kg，投入冶炼炉内进行冶炼，出炉冷却后即为成品。
本实施例中各原料分析如下：
①、粉煤灰化学成分如下：
| 成份 | Al2O3 | SiO2 | Fe2O3 | CaO | MgO | L(烧失量) | 合计 |
| 含量(％) | 28.51 | 50.28 | 5.31 | 6.56 | 0.99 | 7.12 | 98.77 |
②、粘土粉组份如下：
| 成份 | Al2O3 | SiO2 | Fe2O3 | CaO | K2O | L(烧失量) |
| 含量(％) | 44.60 | 34.77 | 1.63 | 0.40 | 0.15 | 14.74 |
③、铝矾土和硅石化学成分：
| Al2O3 | SiO2 | Fe2O3 | CaO | MgO | |
| 铝矾土 | 69.26 | 10.21 | 3.2 | 1.0 | 0.43 |
| 硅石 | 0.8 | 98.3 | 0.5 |
④、焦炭：固定碳80％
⑤、钢屑：Fe含量为90％
各原料配比量计算如下：
粉煤灰球团中Al2O3含量为：
30×83％×28.51％+30×17％×44.60％＝9.37Kg
SiO2含量为：
30×83％×50.28％+30×17％×34.77％＝14.29Kg
Fe2O3含量为：
30×83％×5.31％+30×17％×1.63％＝1.41Kg
铝矾土中Al2O3含量：70×69.26％＝48.48Kg
SiO2含量：70×10.21％＝7.15Kg
Fe2O3含量：70×3.2％＝2.24Kg
则在100Kg料中(粉煤灰球团+铝矾土)
Al2O3含量为：9.37+48.48＝57.85Kg
SiO2含量为：14.29+7.15＝21.44Kg
Fe2O3含量为：1.41+2.24＝3.65Kg
Al含量：57.85×54÷102＝30.63Kg
Si含量：21.44×28÷60＝10.00Kg
Fe含量：3.65×112÷160＝2.56Kg
加硅石的量为：
(30.63×62÷26-10)×60÷28÷98.3％＝137.42Kg
需另加钢屑的量为：
(30.63×11÷26-2.56)÷90％＝11.55Kg
所需焦碳量计算如下：
Al2O3+3C＝2Al+3CO
36 54
x1 30.63Kg
则还原Al2O3需焦碳量为：x1＝30.63×36÷54÷0.8＝25.53Kg
SiO2+2C＝Si+2CO
24 28
x2 30.63×62÷26
还原SiO2需焦碳量为：
x2＝24×30.63×62÷26÷28÷0.8＝78.26Kg
Fe2O3+3C＝2Fe+3CO
36 112
x3 2.56Kg
还原Fe2O3需焦炭量为：x3＝36×2.56÷112÷0.8＝1.03Kg
所需焦碳总量为：x1+x2+x3＝104.82Kg
实施例2：
本实施例用于生产国标25#铝硅铁合金(AL28％、Si61％、Fell％)。
本实施例中的粉煤灰球团是由下述重量配比的原料制备而成，取粉煤灰83％、粘土粉17％按比例混合搅拌后，通过高压对辊液压轧球机轧制成型，其形状为24mm×34mm×10mm杏核状，强度为0.55MPa球体，水份为1.5％。
按重量配份比取粉煤灰球团29Kg，粉碎后粒度为30mm的铝矾土71Kg，粉碎后粒度为32mm的硅石125.03Kg，焦炭98.67Kg，钢屑10.64Kg，投入冶炼炉内进行冶炼，出炉冷却后即为成品。
本实施例中各原料分析如下：
①、粉煤灰化学成分如下：
| 成份 | Al2O3 | SiO2 | Fe2O3 | CaO | MgO | L(烧失量) | 合计 |
| 含量(％) | 28.51 | 50.28 | 5.31 | 6.56 | 0.99 | 7.12 | 98.77 |
②、粘土粉组份如下：
| 成份 | Al2O3 | SiO2 | Fe2O3 | CaO | K2O | L(烧矢量) |
| 含量(％) | 44.60 | 34.77 | 1.63 | 0.40 | 0.15 | 14.74 |
③、铝矾土和硅石化学成分：
| Al2O3 | SiO2 | Fe2O3 | CaO | MgO | |
| 铝矾土 | 69.26 | 10.21 | 3.2 | 1.0 | 0.43 |
| 硅石 | 0.8 | 98.3 | 0.5 |
④、焦炭：固定碳80％
⑤、钢屑：Fe含量为90％
各原料配比量计算如下：
粉煤灰球团中Al2O3含量为：
29×83％×28.51％+29×17％×44.60％＝9.06Kg
SiO2含量为：
29×83％×50.28％+29×17％×34.77％＝13.81Kg
Fe2O3含量为：
29×83％×5.31％+29×17％×1.63％＝1.36Kg
铝矾土中Al2O3含量：71×69.26％＝49.17Kg
SiO2含量：71×10.21％＝7.25Kg
Fe2O3含量：71×3.2％＝2.27Kg
则在100千Kg料中(粉煤灰球团+铝矾土)
Al2O3含量为：9.06+49.17＝58.23Kg
SiO2含量为：13.81+7.25＝21.06Kg
Fe2O3含量为：1.36+2.27＝3.63Kg
Al含量：58.23×54÷102＝30.83Kg
Si含量：21.06×28÷60＝9.83Kg
Fe含量：3.63×112÷160＝2.54Kg
加硅石的量为：
(30.83×61÷28-9.83)×60÷28÷98.3％＝125.03Kg
需另加钢屑的量为：
(30.83×11÷28-2.54)÷90％＝10.64Kg
所需焦炭量计算如下：
Al2O3+3C＝2Al+3CO
36 54
x1 30.83Kg
则还原Al2O3需焦炭量为：x1＝30.83×36÷54÷0.8＝25.69Kg
SiO2+2C＝Si+2CO
24 28
x2 30.8 3×61÷28
还原SiO2需焦炭量为：
x2＝24×30.83×61÷28÷28÷0.8＝71.96Kg
Fe2O3+3C＝2Fe+3CO
36 112
x3 2.54Kg
还原Fe2O3需焦炭量为：x3＝36×2.54÷112÷0.8＝1.02Kg
所需焦炭总量为：x1+x2+x3＝98.67Kg
依照本发明的方法所生产的符合国家标准的25#铝硅铁合金的化学成份如下表：
Claims (4)
1、一种利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法，其特征在于：按重量配份比取由粉煤灰、粘土粉混合搅拌后轧制成型的粉煤灰球团28～32份，粉碎后的铝矾土68～72份，粉碎后的硅石125～139份，焦碳98～106份，钢屑10～12份，投入冶炼炉内进行冶炼，出炉冷却后即为成品。
2、根据权利要求1所述的利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法，其特征在于：所述粉煤灰球团是由下述重量比的原料制备而成，取粉煤灰79～84％、粘土粉16～21％，按比例混合搅拌后轧制成强度为0.4～0.6MPa球体。
3、根据权利要求1所述的利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法，其特征在于：所述铝矾土和硅石的粒度均为30-35mm。
4、根据权利要求1所述的利用粉煤灰冶炼铝硅铁合金的方法，其特征在于：所述组分中添加有小于总重量比0.5％的萤石。
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