[发明专利]一种利用粉煤灰制备铝硅基合金的方法

说明书

本发明提供了一种利用粉煤灰制备铝硅基合金的方法，包括以下步骤：将粉煤灰进行磁选除杂，得到预除杂粉煤灰；将所述预除杂粉煤灰进行酸洗除杂，得到除杂粉煤灰；将所述除杂粉煤灰进行电解，得到铝硅基合金。本发明以粉煤灰为原料，先通过磁选预除铁，再通过酸洗深度除铁，可以有效减少粉煤灰中的铁含量，避免铁元素进入合金产品中影响合金性能，再以除杂后的粉煤灰为原料通过一步电解法，得到了铝硅基合金，实现了粉煤灰中铝硅元素的协同回收利用。实施例的结果显示，采用本发明的方法制备得到的铝硅基合金按质量含量计含有铝68.3％、硅20.8％、铜9.7％，余量为杂质。

技术领域

本发明涉及铝硅基合金技术领域，尤其涉及一种利用粉煤灰制备铝硅基合金的方法。

背景技术

粉煤灰是火力发电过程中原煤粉在高温燃烧后，由烟道气带出经除尘器收集的粉尘，每燃烧1吨煤就能产生250～300kg粉煤灰和20～30kg炉渣。目前，煤炭在我国的能源消费结构中占据主导地位，据煤炭工业规划设计研究院发布的数据，2019年中国的煤炭消耗量已经超过了40亿吨，煤炭在中国的能源消耗中所占的比例虽有所下降，但依然在59％左右，而在一次能源产量中煤炭的占比更是接近70％左右。据预测，2020年全国粉煤灰的产出量将达到9亿吨，届时我国粉煤灰的总堆存量将超过30亿吨，而我国粉煤灰的综合利用率在70％左右，未被利用的大量粉煤灰一般均堆积处理，占用了大量宝贵的土地资源，也对周围环境造成污染。故对粉煤灰进行提质和高效回收利用，是促进我国环境保护、实现资源可循环利用的重要举措。

目前，对于粉煤灰的利用多数集中于水泥、建筑用砖、混凝土等建筑材料方面。如专利CN111548033A公开了一种利用粉煤灰生产水泥的工艺，将粉煤灰与熟料、石硝、改性碱木质素和矿粉进行混合后粉磨，发现粉煤灰能够有效提高水泥的耐磨性，又如专利CN110386802A公开了一种粉煤灰保温砖的制备方法，通过将粉煤灰与石英矿尾渣、预处理泡桐木、改性软木颗粒以及添加剂、硅酸盐水泥、尿素、水、石膏、生石灰等混合搅拌，制备粉煤灰保温砖，又如专利CN111548082A公开了一种掺杂粉煤灰的抗渗混凝土的制备方法，通过将粉煤灰与水泥、砂石、矿粉等按比例混合进行搅拌，同时添加一定比例的TH-A-IX型外加剂、膨胀剂，制成具有闭合孔隙结构的抗渗型混凝土。上述对粉煤灰的回收利用工艺虽然能够处理回收较大量的粉煤灰，提高粉煤灰的总体利用率，但是所得产品的价值较低，产生的经济效益较低，特别是其中含有的大量有价元素如铝、硅等未得到有效回收，未能充分发挥粉煤灰的潜在价值。

为此，近年来一些学者也开展了从粉煤灰中提取氧化铝的研究，主要方法有碱液浸出法、酸液浸出法、酸碱联合浸出法等，但是这些工艺普遍存在处理流程长、能耗高、成本高等不足，并且上述工艺仅对粉煤灰中的铝资源进行回收，其中大量存在的硅资源依然无法有效回收。

因此，如何短流程、低成本地实现粉煤灰中铝硅元素的协同回收利用是实现粉煤灰资源化利用亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用粉煤灰制备铝硅基合金的方法，本发明提供的方法工艺流程短，且实现了粉煤灰中铝硅元素的协同回收利用，同时得到了铝硅基合金。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种利用粉煤灰制备铝硅基合金的方法，包括以下步骤：

(1)将粉煤灰进行磁选除杂，得到预除杂粉煤灰；

(2)将所述步骤(1)得到的预除杂粉煤灰进行酸洗除杂，得到除杂粉煤灰；

(3)将所述步骤(2)得到的除杂粉煤灰进行电解，得到铝硅基合金。

优选地，所述步骤(1)中磁选除杂的磁场强度为100～2000Gs。

优选地，所述步骤(2)中酸洗除杂所用酸包括盐酸、硫酸、硝酸和草酸中的一种或几种。

优选地，所述步骤(2)中酸洗除杂所用酸的质量浓度为5～30％。