[其他]电解生产铝硅合金的方法

说明书

一种电解生产铝硅合金的方法，将锂辉石与Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］粉加入冰晶石熔体中直接电解而制取铝硅合金。其特点是耗电量低于以铝电解槽中添加河砂或硅石粉而制取铝硅合金的方法，而且由于铝辉石的加入，可增加Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］和Ｌｉ↓［２］Ｏ的有益成份，因而可以降低铝硅合金的生成成本，与此同时还可满足其它铝电解槽所需的锂盐以代替添加碳酸锂。

本发明涉及电解生产铝或铝硅合金的技术领域。

目前电解生产铝的工艺，是将Al₂O₃粉在冰晶石熔体中电解而制得。在此基础上若要生产铝硅合金时，可在铝电解槽中添加河砂或硅石粉，直接电解出所需的铝硅合金。如美国US-3980537专利，在铝电解槽中添加硅石粉的方法直接制取铝硅合金。这种向铝电解槽中添加河砂或硅石粉制取铝硅合金的方法，因添加河砂或硅石粉致使电流效率大幅度下降，与添加河砂或硅石粉前相比约降低5%以上，因而用此工艺生产铝硅合金耗电量很大。在电解生产铝的过程中为解决耗电量大的问题，一些厂家采用向电解槽添加碳酸锂的方法以提高电解质的导电率及电流效率，然而，由于碳酸锂的价格昂贵，按上述的电解法生产铝硅合金时添加碳酸锂，势必会大大增加铝硅合金的生成成本。

基于上述情况，本发明的目的在于提供一种耗电量低、综合经济效益明显的铝硅合金的生产方法。

为达到上述目的，本发明提供的电解生产铝硅合金的方法，是将混入锂辉石精矿粉的Al₂O₃粉在冰晶石熔体中进行电解而制取铝硅合金。锂辉石精矿的主要成份是Li₂O、SiO₂及Al₂O₃。由于锂辉石加入熔融的电解质后，Al₂O₃和SiO₂被溶解，Li₂O与电解质中的AlF₃反应，生成LiF和Al₂O₃，并溶于电解质：

3Li₂O+2AlF₃＝6LiF+Al₂O₃因此，加入锂辉石可以起到添加碳酸锂同样的作用，因而可改变电解质的物理化学性质，提高电解质的导电率和电流效率。同时，锂辉石中的Al₂O₃代替了一部分价格较贵的工业Al₂O₃，锂辉石中的SiO₂溶解后经电解，在铝液阴极上析出Si从而得到铝硅合金。

在电解槽中锂辉石精矿粉与Al₂O₃粉的比例，视所要求的Al-Si合金的组成和锂辉石的具体成份而定。若要求Al-Si合金中Si的含量为X，锂辉石精矿粉中SiO₂的含量为S，锂辉石中的Al₂O₃含量为A，则锂辉石与Al₂O₃的比例K为：

K＝1.13X/S-SX-1.13AX·H

式中，H为修正系数。考虑到电解过程中Si的损失等因素，使H值根据具体生产技术条件及所要求的铝硅合金不同其取值有所不同，H值的取值范围在1.0～1.1，该值可以由实验确定。一般锂辉石精矿中，SiO₂的含量在45～70%，Al₂O₃的含量在20～30%，Li₂O的含量在3～8%，因而只要明确锂辉石精矿的组分根据上述公式便可确定为生产各种Al-Si合金所需的锂辉石与Al₂O₃粉加入量的配比关系。