專利名稱：粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用粉煤灰中的鋁硅元素，采用礦熱爐或高爐直接提取鋁硅合金技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法。
背景技術(shù)：
目前，燃煤電廠產(chǎn)生的大量粉煤灰，其處理的途徑一般很少一部分用來制作空心磚，大部分作為廢棄物進(jìn)行掩埋，電廠要按每噸30元支付環(huán)保廢棄物處理費(fèi)，對于電廠來說，這是一筆不小的費(fèi)用，更主要的是粉煤灰處理要占用很大的耕地面積，本來我國土地資源就很貧乏，按全國所有電廠生產(chǎn)產(chǎn)生的粉煤灰計算，每年占用的耕地就達(dá)數(shù)十萬畝，以至國際上也沒有很好地解決這個問題；另外，粉煤灰的掩埋仍然會造成極大的水土污染，其后患無窮。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決粉煤灰處理難的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，通過從粉煤灰中提取鋁硅合金，一是解決電廠粉煤灰處理難的問題，二是使電廠有了新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，三是使鋁硅合金的原料有了新的來源，四是緩解了汽車工業(yè)、航天工業(yè)鋁硅合金的材料緊張和價格居高不下的局面。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的所述的粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，經(jīng)無數(shù)次的試驗(yàn)，在粉煤灰中含有大量的鋁硅元素，采用礦熱爐、高爐直接從粉煤灰中提取鋁硅合金，提取過程將粉煤灰、添加劑、還原劑、粘結(jié)劑等物料計量稱重，按比例混合攪拌均勻，輥壓成高強(qiáng)度的球團(tuán)，經(jīng)過養(yǎng)護(hù)干燥后，置于礦熱爐或高爐中在1600℃-2200℃溫度下熔煉，4小時以后陸續(xù)出爐，在精煉爐中加入精煉劑，經(jīng)過0.3-1小時的精煉，溫度為1400-1800℃，然后真空過濾除渣、鑄錠，原料中的Al2O3含量在20％-60％以上，SiO2在20％-60％以上，熔煉后成品錠中的鋁硅總含量大于70％。
所述的粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其所采用的還原劑，要求在高溫中除具有較高的電阻率和還原能力外，灰分有害雜質(zhì)要少，制團(tuán)性能要高，其粒度在≤2mm范圍內(nèi)，其中2mm的≤10％，1-2mm≤35％，1mm以下的≥55％，還原劑與粉煤灰的比例為25-10∶75-90；添加劑的粒度在≤1mm范圍內(nèi)，其中1mm的≤10％，0.5-1mm≤35％，0.5mm以下的≥55％，添加劑與粉煤灰的比例根據(jù)粉煤灰的鋁、硅實(shí)際含量以及鋁硅合金牌號標(biāo)準(zhǔn)來確定；粘結(jié)劑采用有機(jī)的成分如纖維素類有機(jī)粘結(jié)劑，烘干后球團(tuán)水分≤1％，采用無機(jī)的成份如水泥熟料類無機(jī)粘結(jié)劑，保養(yǎng)干燥后球團(tuán)水分≤1％，粘結(jié)劑與粉煤灰的比例為10-5∶90-95，制成的球團(tuán)要有較高的還原速度和反應(yīng)能力，球團(tuán)干燥后的強(qiáng)度≥1500N/個，在冶煉爐1600-2200℃還原氣氛的高溫中，球團(tuán)不得粉化；所用礦熱爐的功率≥16500KVA，高爐容量大于30立方米，精煉爐是多個，必須與礦熱爐或高爐的生產(chǎn)能力匹配；所用精煉劑在精煉時按比例添加，采用真空過濾除渣、鑄錠。
所述粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其中還原劑是煙煤、無煙煤、石油瀝青或焦炭粉，與粉煤灰的比例為25-10∶75-90。
所述粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其中添加劑是鋁土礦，鋁土礦是提煉鋁的主要原料，添加比例根據(jù)粉煤灰的鋁、硅實(shí)際含量以及鋁硅合金牌號標(biāo)準(zhǔn)來確定。由于其中常常含有鎵、鍺、鈾、鎳、鉻、鈮等微量稀有元素，因此，是很有經(jīng)濟(jì)價值的礦產(chǎn)資源。我國的鋁土礦床，大多產(chǎn)于石炭紀(jì)和二疊紀(jì)的地層中，形成于海洋沉積環(huán)境。
所述粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其中添加劑也可以是高嶺土，添加比例根據(jù)粉煤灰的鋁、硅實(shí)際含量以及鋁硅合金牌號標(biāo)準(zhǔn)來確定。
鋁土礦的礦物成分主要是鋁的氫氧化物表1 鋁土礦主要化學(xué)成分及礦物成分

所述粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其中粘結(jié)劑與粉煤灰的比例為10-5∶90-95。
所述粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其中精煉劑為氟鋁酸鈉、氟化鈉和氯化鋅，比例為2-1∶0.9-0.6∶0.7-0.3，總用量為噸合金的5％-10％。
所述粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其工藝流程還原劑、添加劑經(jīng)破碎、粉磨制備后，與粉煤灰、粘結(jié)劑計量稱重，按比例放入攪拌機(jī)混合揉捏均勻，經(jīng)高中壓壓球機(jī)輥壓成球團(tuán)，其中輥壓機(jī)壓成球團(tuán)的強(qiáng)度必須大于1500N/個。其中礦熱爐功率大于16500KVA，高爐產(chǎn)量大于30T由低溫干燥器保養(yǎng)干燥為水分≤1％后，送入礦熱爐或高爐在1600℃-2200℃溫度下熔煉，4小時以后陸續(xù)出爐，在精煉爐中加入精煉劑，經(jīng)過0.3-1小時的精煉，然后真空過濾除渣、鑄錠，待冷卻后清理轉(zhuǎn)運(yùn)入庫。
采用本發(fā)明后的社會效果和經(jīng)濟(jì)效益非常大，經(jīng)多年來，無數(shù)次的試驗(yàn)證明粉煤灰的化學(xué)成分和礦物組成是一很大的能源資源因?yàn)榉勖夯业幕瘜W(xué)成分是由原煤的成分和燃燒條件決定的；根據(jù)我國40個大型電廠的資料變動范圍如表1所示

SiO2和AlO2是粉煤灰的主要活性成分。我國多數(shù)電廠粉煤灰的SiO2+Al2O3均在70％以上。粉煤灰中的有害成分是未燃盡碳粒，其吸水性大，強(qiáng)度低，易風(fēng)化，是有害成分。粉煤灰的礦物組成主要是玻璃體、莫來石、石英和少量其他礦物。由SEM可見，主要為形狀不規(guī)則的顆粒和一部分空心微球組成。玻璃體的化學(xué)成分中含硅較高SiO2為60％-65％，含鋁量較低Al2O3為12％-20％。
本發(fā)明解決了電廠粉煤灰處理難的問題，占有限地資源面積問題，環(huán)境污染問題目；使電廠有了新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，減少了電廠每年需交納的排污費(fèi)，總算起來也是個不小的數(shù)字；使鋁硅合金的原料有了新的來源，節(jié)約了礦石資源，是一造福于千萬代人類的非常大的貢獻(xiàn)；緩解了汽車工業(yè)、航天工業(yè)鋁硅合金的材料緊張和價格居高不下的局面。
該發(fā)明粉煤灰提取硅鋁合金后的副產(chǎn)品，熔渣可以用作水泥產(chǎn)品的生產(chǎn)用料。
具體實(shí)施例方式
一將粉煤灰10噸，焦炭粉和煙煤1.8噸，鋁土礦2.4噸，粘結(jié)劑0.7噸計量稱重后，按比例放入攪拌機(jī)混合揉捏均勻，經(jīng)高中壓壓球機(jī)輥壓成球團(tuán)，由低溫干燥器保養(yǎng)干燥為水分≤1％后，送入礦熱爐在1900℃-2200℃溫度下熔煉，4小時以后陸續(xù)出爐，在精煉爐中加入0.3噸的氟鋁酸鈉、氟化鈉和氯化鋅組成的精煉劑，經(jīng)過0.8小時的精煉，然后真空過濾除渣、鑄錠，冷卻后成為含Al50.16％，含Si23.27％的鋁硅合金。
具體實(shí)施例方式
二粉煤灰2噸，焦炭粉和煙煤0.4噸，高嶺土0.5噸，粘結(jié)劑0.15噸計量稱重后，按比例放入攪拌機(jī)混合揉捏均勻，經(jīng)高中壓壓球機(jī)輥壓成球團(tuán)，由低溫干燥器保養(yǎng)干燥為水分≤1％后，送入高爐在1600℃-1800℃溫度下熔煉，4小時以后陸續(xù)出爐，在精煉爐中加入0.07噸的氟鋁酸鈉、氟化鈉和氯化鋅組成的精煉劑，經(jīng)過0.5小時的精煉，然后真空過濾除渣、鑄錠，冷卻后成為含Al 60.77％，含Si20.14％的鋁硅合金。
權(quán)利要求
1.一種粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，經(jīng)無數(shù)次的試驗(yàn)，在粉煤灰中含有大量的鋁硅元素，其特征在于采用礦熱爐直接從粉煤灰中提取鋁硅合金，提取過程將粉煤灰、添加劑、還原劑、粘結(jié)劑等物料計量稱重，粉煤灰10噸，焦炭粉和煙煤1.8噸，鋁土礦2.4噸，粘結(jié)劑0.7噸計量稱重后，按比例混合攪拌均勻，輥壓成高強(qiáng)度的球團(tuán)，經(jīng)過養(yǎng)護(hù)干燥后，置于礦熱爐中在1600℃-2200℃溫度下熔煉，4小時以后陸續(xù)出爐，在精煉爐中加入精煉劑，經(jīng)過0.3-1小時的精煉，溫度為1400-1800℃，然后真空過濾除渣、鑄錠，原料中的Al2O3含量在20％-60％以上，SiO2在20％-60％以上，熔煉后成品錠中的鋁硅總含量大于70％。
2.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其特征在于其還可以采用高爐直接從粉煤灰中提取鋁硅合金，采用的還原劑，要求在高溫中除具有較高的電阻率和還原能力外，灰分有害雜質(zhì)要少，制團(tuán)性能要高，其粒度在≤2mm范圍內(nèi)，其中2mm的≤10％，1-2mm≤35％，1mm以下的≥55％，還原劑與粉煤灰的比例為25-10∶75-90；添加劑的粒度在≤1mm范圍內(nèi)，其中1mm的≤10％，0.5-1mm≤35％，0.5mm以下的≥55％，添加劑與粉煤灰的比例根據(jù)粉煤灰的鋁、硅實(shí)際含量以及鋁硅合金牌號標(biāo)準(zhǔn)來確定；粘結(jié)劑采用有機(jī)的成分如纖維素類有機(jī)粘結(jié)劑，烘干后球團(tuán)水分≤1％，采用無機(jī)的成份如水泥熟料類無機(jī)粘結(jié)劑，保養(yǎng)干燥后球團(tuán)水分≤1％，粘結(jié)劑與粉煤灰的比例為10-5∶90-95，制成的球團(tuán)要有較高的還原速度和反應(yīng)能力，球團(tuán)干燥后的強(qiáng)度≥1500N/個，在冶煉爐1600-2200℃還原氣氛的高溫中，球團(tuán)不得粉化；所用礦熱爐的功率≥16500KVA，高爐容量大于30立方米，精煉爐是多個，必須與礦熱爐或高爐的生產(chǎn)能力匹配；所用精煉劑在精煉時按比例添加，采用真空過濾除渣、鑄錠。
3.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其特征在于其還原劑是煙煤、無煙煤、石油瀝青或焦炭粉，與粉煤灰的比例為25-10∶75-90
4.如權(quán)利要求1所述粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其特征在于其添加劑是鋁土礦，鋁土礦是提煉鋁的主要原料，添加比例根據(jù)粉煤灰的鋁、硅實(shí)際含量以及鋁硅合金牌號標(biāo)準(zhǔn)來確定。鋁土礦的礦物成分主要是鋁的氫氧化物表1鋁土礦主要化學(xué)成分及礦物成分
5.如權(quán)利要求1所述粉煤灰所述粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其特征在于其添加劑也可以是高嶺土，添加比例根據(jù)粉煤灰的鋁、硅實(shí)際含量以及鋁硅合金牌號標(biāo)準(zhǔn)來確定。
6.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其特征在于其中粘結(jié)劑與粉煤灰的比例為10-5∶90-95。
7.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其特征在于其中精煉劑為氟鋁酸鈉、氟化鈉和氯化鋅，比例為2-1∶0.9-0.6∶0.7-0.3，總用量為噸合金的5％-10％。
8.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其特征在于其提取的工藝流程還原劑、添加劑經(jīng)破碎、粉磨制備后，與粉煤灰、粘結(jié)劑計量稱重，按比例放入攪拌機(jī)混合揉捏均勻，經(jīng)高中壓壓球機(jī)輥壓成球團(tuán)，其中輥壓機(jī)壓成球團(tuán)的強(qiáng)度必須大于1500N/個；其中礦熱爐功率大于16500KVA，高爐產(chǎn)量大于30T由低溫干燥器保養(yǎng)干燥為水分≤1％后，送入礦熱爐或高爐在1600℃-2200℃溫度下熔煉，4小時以后陸續(xù)出爐，在精煉爐中加入精煉劑，經(jīng)過0.3-1小時的精煉，然后真空過濾除渣、鑄錠，待冷卻后清理轉(zhuǎn)運(yùn)入庫。
9.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其特征在于將粉煤灰10噸，焦炭粉和煙煤1.8噸，鋁土礦2.4噸，粘結(jié)劑0.7噸計量稱重后，按比例放入攪拌機(jī)混合揉捏均勻，經(jīng)高中壓壓球機(jī)輥壓成球團(tuán)，由低溫干燥器保養(yǎng)干燥為水分≤1％后，送入礦熱爐在1900℃-2200℃溫度下熔煉，4小時以后陸續(xù)出爐，在精煉爐中加入0.3噸的氟鋁酸鈉、氟化鈉和氯化鋅組成的精煉劑，經(jīng)過0.8小時的精煉，然后真空過濾除渣、鑄錠，冷卻后成為含Al 50.16％，含Si23.27％的鋁硅合金。
10.如權(quán)利要求1所述的粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，其特征在于粉煤灰2噸，焦炭粉和煙煤0.4噸，高嶺土0.5噸，粘結(jié)劑0.15噸計量稱重后，按比例放入攪拌機(jī)混合揉捏均勻，經(jīng)高中壓壓球機(jī)輥壓成球團(tuán)，由低溫干燥器保養(yǎng)干燥為水分≤1％后，送入高爐在1600℃-1800℃溫度下熔煉，4小時以后陸續(xù)出爐，在精煉爐中加入0.07噸的氟鋁酸鈉、氟化鈉和氯化鋅組成的精煉劑，經(jīng)過0.5小時的精煉，然后真空過濾除渣、鑄錠，冷卻后成為含Al 60.77％，含Si20.14％的鋁硅合金。
全文摘要
一種粉煤灰提取鋁硅合金的工藝方法，在粉煤灰中含有大量的鋁硅元素，其特征在于采用礦熱爐直接從粉煤灰中提取鋁硅合金，提取過程將粉煤灰、添加劑、還原劑、粘結(jié)劑等物料計量稱重，粉煤灰10噸，焦炭粉和煙煤1.8噸，鋁土礦2.4噸，粘結(jié)劑0.7噸計量稱重后，按比例混合攪拌均勻，輥壓成高強(qiáng)度的球團(tuán)，經(jīng)過養(yǎng)護(hù)干燥后，置于礦熱爐中在1600℃－2200℃溫度下熔煉，4小時以后陸續(xù)出爐，在精煉爐中加入精煉劑，經(jīng)過0.3－1小時的精煉,溫度為1400－1800℃，然后真空過濾除渣、鑄錠，原料中的Al
文檔編號C22B7/04GK1718807SQ20051001773
公開日2006年1月11日 申請日期2005年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
發(fā)明者嚴(yán)瑞山, 曲萬山 申請人:嚴(yán)瑞山