[发明专利]一种铝硅铁合金的制备方法

说明书

本发明提供了一种铝硅铁合金的制备方法，包括以下步骤：A)将铝硅质大修渣粉碎，得到粉碎物料，所述粉碎物料中铝的含量为15wt％～20wt％，硅的含量为10～15wt％，铁的含量≤5wt％；B)将所述废阴极钢棒和废铁渣中的一种或两种、氧化铝和所述粉碎物料混合后进入电解槽进行电解，得到铝硅铁合金；所述电解的电解质过热度为10～18℃。本申请利用电解方法来制备铝硅铁合金，该方法得到了化学性质更稳，纯度更高的铝硅铁合金，并且利用电解铝工业产生的对环境有危害的大修渣固废来制备铝硅铁合金，不仅解决了固废堆存的环境问题，并且让这些固废得以再次利用，带来直接的经济价值。

技术领域

本发明涉及铝硅质大修渣再利用技术领域，尤其涉及一种铝硅铁合金的制备方法。

背景技术

我国是铝制造大国，氧化铝、电解铝产量均占世界40％以上。优质铝土矿资源比较匮乏，远不能满足我国铝工业的发展需求，50％以上的铝土矿需进口，这严重制约了我国铝工业的发展。因此，积极开拓非传统铝矿物生产金属铝及研发新的炼铝方法，对于增加国内铝资源供给、促进铝工业可持续发展具有重要意义。

随着近几年国家环保要求的不断提高，铝电解工业中大量的废渣处理问题已成为相关企业需要解决的首要问题，迫切需要提出经济可行的废渣利用新技术。铝电解工业中，电解槽大修渣中的铝硅质固废，即铝硅质大修渣，其来源一般为电解槽内的轻质浇注料、陶瓷纤维板、粘土质隔热耐火砖、干式防渗料、高铝耐火砖、高强浇注料以及防渗砖等材料大修渣中虽然有大量的污染物成分，但是其中也含有很多有用的成分。对于铝硅质大修渣，固废中含有SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃、CaO、Al以及氟化盐等成分，这些废渣的产量每年高达数亿吨，尚未得到利用，只能采用堆积的方法处理，造成了较严重的环境污染。

目前，上述行业均已开展相关废渣的应用研究。以这些废渣为原料碳电热还原制备铝硅合金或铝硅铁合金，然后以铝硅合金为原料制备铸造用铝硅合金，铝硅铁合金作为炼钢脱氧剂或炼镁还原剂，可实现废渣的利用，但由于该方法生产的铝硅合金和铝硅铁合金中杂质含量较高，在炼钢过程中用量有限，制作铸造用铝硅合金过程中除铁的成本较高，而作炼镁还原剂的经济性较硅铁合金要低，限制了碳电热法处理含铝硅废渣技术的应用。

例如，公开号为CN1328165A和CN1088622A的两篇专利将铝渣粉、铁锈、硅砂和碳粉等的混合物用废重油粘结成块状成型物，再放入反应炉中进行高温熔融还原，用这种方法制备铝硅合金工序复杂，并且制备出的铝硅铁合金化学成分不稳，影响其使用效果，造成能源的浪费，并且烧损率高。鉴于此，利用铝电解废渣制备出纯度高、杂质含量低、化学性质稳定的铝硅铁合金是十分必要的。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种铝硅铁合金的制备方法，该方法利用铝硅质大修渣制备出纯度高、杂质含量低、化学性质稳定的铝硅铁合金。

有鉴于此，本申请提供了一种铝硅铁合金的制备方法，包括以下步骤：

A)将铝硅质大修渣粉碎，得到粉碎物料，所述粉碎物料中铝的含量为15wt％～20wt％，硅的含量为10～15wt％，铁的含量≤5wt％；

B)将所述废阴极钢棒和废铁渣中的一种或两种、氧化铝和所述粉碎物料混合后进入电解槽进行电解，得到铝硅铁合金；所述电解的电解质过热度为10～18℃。

优选的，所述电解的电解质为冰晶石基熔融盐，包括2.00～7.10wt％的氟化铝、2.10～2.24wt％的氟化镁、1.10～2.45wt％的氟化锂、3.00～5.25wt％的氟化钙、1.10～2.25wt％的氟化钾、1.10～3.45wt％的氧化铝、0.2～1.2wt％的二氧化硅和余量的冰晶石。

优选的，所述冰晶石基熔融盐中氟化钠和氟化铝的分子比为(2.3～2.7)：1。