[发明专利]一种利用煤矸石及多种固体废弃物生产多元合金的方法

说明书

技术领域

本发明属于多元合金的冶炼领域，针对宁夏地区特有的煤矸石及其他固体废渣生产多元合金的方法。

背景技术

多元合金是由二个以上金属元素形成的合金。铁合金行业所指多元合金是基于硅元素为主的多元合金产品。我公司生产的多元合金主要含Si、Ba、Ca、Al、Sr等元素，该合金广泛用于冶金、机械制造、交通、电力、高铁等行业，是精密铸造生产中金属熔液提纯的高端添加剂。

该产品的传统生产原料主要为硅石、焦炭、钢屑等，利用电弧的能量产生的高温能量熔炼还原原料中的金属元素。目前该方法在国内主要以生产硅铁、硅锰合金为主。在生产过程中，将电能转换为热能，消耗极大的电量，同时，原料中元素的回收率较低，造成资源的浪费及严重的环境污染。

发明内容

我公司自主研发，利用本地区贺兰山蕴藏的大量煤矸石以及传统铁合金企业产生的废渣生产多元合金，代替了传统生产多元合金所需的原料硅石、钢屑。煤矸石中含有充分的有益元素，其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。通过提取其中的有益元素，及添加其他几种固体废弃物作为原料，生产多元合金，用此方法生产多元合金与传统生产方式相比，每吨降低了电耗2000-3500度。按节电3000度计算，每吨产品消耗煤矸石0.01-0.015吨，可节标煤0.37吨标煤，以本企业年产多元合金20000吨计算，节标煤7400吨标煤。用此方法减少兰炭用量0.6吨，折算标煤9600吨，合计节约标煤为17000吨标煤，处置各项废渣粉16000吨。

一种利用煤矸石及多种固体废弃物生产多元合金的生产流程

生产前，应做好准备工作，确保设备安全性能良好，具备启动条件。

将煤矸石、废弃物进行处理，磨成粉状，并对原料进行抽样化验。

将一定量废弃物粉按比例投入自行研发的上料系统。

上料机通过传送带将原料送入矿热炉中烧结成块，形成生产铁合金的主要原料—多元复合料。

对多元复合料进行抽样分析成分。

利用矿热炉的铁水保证精炼炉炉温达到可熔状态，添加一定量的山皮石等废物在炉中热兑融化。

通过热兑熔化后，将合金液倒入锭模中冷却；冷却后进行破碎并抽样检测；检测合格品，根据客户要求的尺寸进行分级破碎包装。

生产完成后，进行炉内清理，并检查设备是否完好等安全工作。

产品应用系统性能

（1）铁合金一般用作脱氧剂。在炼钢过程中脱除钢水中的氧，某些铁合金还可脱除钢中的其他杂质如硫、氮等。

（2）多元合金用作合金添加剂。按钢种成分要求，添加合金元素到钢内以改善钢的性能。

（3）多元合金用作孕育剂，在铸铁浇铸前加进铁水中，改善铸件的结晶组织。

与传统的技术相比较，本发明具有如下的特点：

（1）该产品的传统生产原料主要为硅石、焦炭、钢屑等，熔炼还原原料中的金属元素，形成硅铁。在生产过程中，使用电能转换为热能，造成电力消耗大，同时，原料中元素的回收率低，造成资源的浪费及环境的污染。

（2）我公司自主研发，开展了利用工业废弃物为原料生产多元合金的工艺研究。经过合理的配比，提炼出废渣废粉中的有益元素，使有益元素得到还原，提高回收率，剔除杂质，根据铸造生产所需，生产出多种多元合金，实现了废弃资源的综合利用，降低生产成本，推进了节能减排工作。

附图说明

图1是生产工艺流程图

图2是多元合金原料配比示意图

示意图中各原料比例为：

具体实施方式

下面通过实例对本发明的具体实施方式进行更具体的说明，但它仅用于说明本发明的一些具体实施方式，而不应理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

将煤矸石、废弃物进行处理，选取粒度为30mm的煤矸石及其他废弃物磨成粉状，并对原料进行抽样化验，保证其元素含量达标；经过合理的配比，在矿热炉炉温达到2000°时，保持熔融时间7min，在精炼炉内热兑融化后，将合金液倒入锭模中冷却；冷却后进行破碎并抽样检测，经分析产品质量为二级品。

实施例2