專利名稱：熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合金的制取工藝，特別是涉及一種熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合 金的制取工藝。
背景技術(shù)：
金屬鎂的工業(yè)化生產(chǎn)，除電解法煉鎂外，主要采用硅熱法，即以(Si > 75% )硅鐵 為還原劑，在高溫、高真空還原罐內(nèi)進行還原，該工藝方法能耗高，還原時間長，金屬鎂還原 效率低。如何得到還原率更高，并且降低還原溫度，提高金屬鎂收益率的新型還原劑一直是 熱法煉鎂研究的課題。目前，研究發(fā)現(xiàn)一種新型還原劑“高硅鋁合金”，用該高硅鋁合金代替 硅鐵(Si > 75% )作為還原金屬鎂的還原劑，還原效率可由原來的76%提高到90%，減少 鎂礦石用量，降低還原溫度100°C 150°C，并且生產(chǎn)的渣還可做為高鋁水泥的摻和料，具 有很好的經(jīng)濟價值和環(huán)保價值。專利號為200410048372. 8的發(fā)明專利公開了一種用于電 熱法制取鋁硅合金的原料，主要包括高嶺土精礦、氧化鋁、煙煤和木質(zhì)磺酸鹽粘結(jié)劑，其生 產(chǎn)的鋁硅合金的成分為鋁55 61%、硅34 40%及其它雜質(zhì)，其用途主要為生產(chǎn)鑄造鋁 硅合金，不適宜用作煉鎂的還原劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)高硅鋁合金的方法，用該方法生產(chǎn)出的 高硅鋁合金適宜作為新型熱法煉鎂還原劑。本發(fā)明熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，包括步驟(1)物料的制備A、按照重量百分比選配，含F(xiàn)e2O3彡3%的高嶺土 60 65%、煙煤20 25%、石 油焦4 7%、木質(zhì)素磺酸鹽8 11% ；B、粉碎所需高嶺土至粒度< 200目，并干燥至含水重量< 2% ；C、粉碎煙煤至粒度< 40目，并干燥至含水重量< 3% ；D、粉碎石油焦至粒度< 40目；E、配置密度為1. 100-1. 200克/厘米3的木質(zhì)素磺酸鹽溶液；F、將粉碎、干燥后的高嶺土、煙煤和石油焦放入料倉中進行混合，將配置好的木質(zhì) 素磺酸鹽溶液放入保溫原料罐內(nèi)；(2)球團的壓制G、將混合物料和木質(zhì)素磺酸鹽溶液按重量百分比8. 5 1送入混捏機進行混合攪 拌；H、將攪拌均勻的混合物料送入壓球機，在壓強100 150MPa范圍內(nèi)壓制成球團；I、對球團進行干燥，干燥至含水重量彡2% ；(3)冶煉J、將干燥后的球團送入16500KVA以上的三相交流電弧爐中進行冶煉，得到液態(tài)的高硅鋁合金；(4)澆注與精整K、將液態(tài)的高硅鋁合金澆注在鑄造錠模中，冷卻后經(jīng)破碎機破碎成直徑< 20mm 的顆粒。本發(fā)明熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其中所述步驟J的冶煉過程 要使爐面氣體均勻，不產(chǎn)生刺火；電極插入爐料中，電極表面裝有電極糊，使電極干凈不粘 爐料；采用連續(xù)出爐或用電燒穿器捅眼、氧氣吹眼使爐眼通暢。本發(fā)明熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其中所述步驟K中在鑄鐵錠 模中加入高嶺土粉、硅粉或玻璃水作脫模劑，其中破碎機為顎式破碎機。本發(fā)明熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其中所述高嶺土為天然煤系 高嶺土，其成分為(重量百分比):A120336 40%、Si0242 44%、Fe203彡3%、Ca0彡1%、 TiO2彡1. 5%,900 950°C的灼減量10 14%、其他雜質(zhì)彡1%。本發(fā)明熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其中所述煙煤中所含灰分 5 10%、揮發(fā)份35 38%、固定碳52 55%、水分1 3%。本發(fā)明熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其中所述石油焦所含灰分 1 3%、揮發(fā)份7 12%、水分1 2%、固定碳82 85%、含硫量0. 5 3%。本發(fā)明熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其中所述木質(zhì)素磺酸鹽所含 揮發(fā)份60 65%、固定碳18 23%、灰分10 14%、水分6 8%。采用本發(fā)明熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝所生產(chǎn)的硅鋁合金主要 成分為硅45 55%、鋁40 48%、鐵、鈣、鈦等其他雜質(zhì)總和2 10%，其中硅含量較高， 鐵、鈣、鈦等其他雜質(zhì)含量較低，是一種最適宜作為熱法煉鎂的還原劑。高嶺土選用含鐵較 少的天然煤系高嶺土，不需選礦加工，原材料來源廣，造價低。
具體實施例方式本發(fā)明熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝包括如下(1)物料的制備A、按照重量百分比選配，含F(xiàn)e2O3彡3%的高嶺土 60 65%、煙煤20 25%、石 油焦4 7%、木質(zhì)素磺酸鹽8 11% ；其中高嶺土為天然煤系高嶺土，其成分為(重量百分比)A120336 40%、 Si0242 44%、Fe2O3 彡 3%, CaO 彡 1%,Τ 02 彡 1. 5%,900 950°C的灼減量 10 14%、 其他雜質(zhì)< ；煙煤中所含灰分5 10%、揮發(fā)份35 38%、固定碳52 55%、水分1 3% ；石油焦所含灰分1 3%、揮發(fā)份7 12%、水分1 2%、固定碳82 85%、含 硫量0. 5 3% ；木質(zhì)素磺酸鹽所含揮發(fā)份60 65 %、固定碳18 23 %、灰分10 14%、水分6 8%。B、用磨機粉碎所需高嶺土至粒度< 200目，經(jīng)滾筒干燥機干燥至含水重量< 2% ；C、用磨機粉碎煙煤至粒度< 40目，經(jīng)滾筒干燥機干燥至含水重量< 3% ；D、用磨機粉碎石油焦至粒度< 40目；
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E、配置密度為1. 100-1. 200克/厘米3的木質(zhì)素磺酸鹽溶液；F、將粉碎、干燥后的高嶺土、煙煤和石油焦放入料倉中進行混合，將配置好的木質(zhì) 素磺酸鹽溶液放入保溫原料罐內(nèi)；(2)球團的壓制G、將混合物料和木質(zhì)素磺酸鹽溶液按重量百分比8. 5 1送入混捏機進行混合攪 拌；H、將攪拌均勻的混合物料送入壓球機，在壓強100 150MPa范圍內(nèi)壓制成球團；I、對球團進行干燥，干燥至含水重量< 2% ；(3)冶煉J、將干燥后的球團送入16500KVA的三相交流電弧爐中進行冶煉，得到液態(tài)的高 硅鋁合金；冶煉過程要使爐面氣體均勻，不產(chǎn)生刺火；電極插入爐料中，電極表面裝有電極 糊，使電極干凈不粘爐料；采用連續(xù)出爐或用電燒穿器捅眼、氧氣吹眼使爐眼通暢。(4)澆注與精整K、將液態(tài)的高硅鋁合金澆注在鑄造錠模中，鑄鐵錠模中加入高嶺土粉、硅粉或玻 璃水作脫模劑，冷卻后經(jīng)顎式破碎機破碎成直徑< 20mm的顆粒，包裝，既可作為商品出售。實施例1取高嶺土 60噸、煙煤22噸、石油焦7噸、木質(zhì)素磺酸鹽11噸，按照上述步驟A至 F準備好物料，木質(zhì)素磺酸鹽溶液的密度為1. 120克/厘米3。然后按照步驟G至K制取出 直徑為20mm的顆粒狀高硅鋁合金，高硅鋁合金中下列元素的重量百分比組成包括硅48、 鋁45、鐵、鈣、鈦等其他雜質(zhì)總和7。實施例2取高嶺土 65噸、煙煤20噸、石油焦6噸、木質(zhì)素磺酸鹽9噸，按照上述步驟A至F 準備好物料，木質(zhì)素磺酸鹽溶液的密度為1. 190克/厘米3。然后按照步驟G至K制取出直 徑為IOmm的顆粒狀高硅鋁合金，高硅鋁合金中下列元素的重量百分比組成包括硅45、鋁
47、鐵、鈣、鈦等其他雜質(zhì)總和8。實施例3取高嶺土 62噸、煙煤25噸、石油焦5噸、木質(zhì)素磺酸鹽8噸，按照上述步驟A至F 準備好物料，木質(zhì)素磺酸鹽溶液的密度為1. 110克/厘米3。然后按照步驟G至K制取出 直徑為5mm的顆粒狀高硅鋁合金，高硅鋁合金中下列元素的重量百分比組成包括硅49、鋁
48、鐵、鈣、鈦等其他雜質(zhì)總和3。實施例4取高嶺土 64噸、煙煤23噸、石油焦4噸、木質(zhì)素磺酸鹽9噸，按照上述步驟A至F 準備好物料，木質(zhì)素磺酸鹽溶液的密度為1. 150克/厘米3。然后按照步驟G至K制取出直 徑為18mm的顆粒狀高硅鋁合金，高硅鋁合金中下列元素的重量百分比組成包括硅55、鋁 41、鐵、鈣、鈦等其他雜質(zhì)總和4。以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范 圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其特征在于包括步驟(1)物料的制備A、按照重量百分比選配，含F(xiàn)e2O3≤3％的高嶺土60～65％、煙煤20～25％、石油焦4～7％、木質(zhì)素磺酸鹽8～11％；B、粉碎所需高嶺土至粒度≤200目，并干燥至含水重量≤2％；C、粉碎煙煤至粒度≤40目，并干燥至含水重量≤3％；D、粉碎石油焦至粒度≤40目；E、配置密度為1.100 1.200克/厘米3的木質(zhì)素磺酸鹽溶液；F、將粉碎、干燥后的高嶺土、煙煤和石油焦放入料倉中進行混合，將配置好的木質(zhì)素磺酸鹽溶液放入保溫原料罐內(nèi)；(2)球團的壓制G、將混合物料和木質(zhì)素磺酸鹽溶液按重量百分比8.5∶1送入混捏機進行混合攪拌；H、將攪拌均勻的混合物料送入壓球機，在壓強100～150MPa范圍內(nèi)壓制成球團；I、對球團進行干燥，干燥至含水重量≤2％；(3)冶煉J、將干燥后的球團送入16500KVA以上的三相交流電弧爐中進行冶煉，得到液態(tài)的高硅鋁合金；(4)澆注與精整K、將液態(tài)的高硅鋁合金澆注在鑄造錠模中，冷卻后經(jīng)破碎機破碎成直徑≤20mm的顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其特征在于 所述步驟J的冶煉過程要使爐面氣體均勻，不產(chǎn)生刺火；電極插入爐料中，電極表面裝有電 極糊，使電極干凈不粘爐料；采用連續(xù)出爐或用電燒穿器捅眼、氧氣吹眼使爐眼通暢。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其特征在于 所述步驟K中在鑄鐵錠模中加入高嶺土粉、硅粉或玻璃水作脫模劑，其中破碎機為顎式破 碎機。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其特征在于 所述高嶺土為天然煤系高嶺土，其成分為(重量百分比)A120336 40%、Si0242 44%、 Fe2O3彡3%,CaO彡1%,Τ 02彡1. 5%,900 950°C的灼減量10 14%、其他雜質(zhì)彡1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其特征在于 所述煙煤中所含灰分5 10%、揮發(fā)份35 38%、固定碳52 55%、水分1 3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其特征在于 所述石油焦所含灰分1 3%、揮發(fā)份7 12%、水分1 2%、固定碳82 85%、含硫量 0. 5 3%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝，其特征在于 所述木質(zhì)素磺酸鹽所含揮發(fā)份60 65%、固定碳18 23%、灰分10 14%、水分6 8%。
全文摘要
本發(fā)明熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝涉及一種用于合金的制取工藝。其目的是為了提供一種生產(chǎn)高硅鋁合金的方法，用該方法生產(chǎn)出的高硅鋁合金適宜作為新型熱法煉鎂還原劑。本發(fā)明熱法煉鎂所用還原劑高硅鋁合金的制取工藝包括物料的制備、球團的壓制、冶煉和澆注與精整幾個步驟，其中所使用的原料為Fe2O3≤3％的高嶺土60～65％、煙煤20～25％、石油焦4～7％、木質(zhì)素磺酸鹽8～11％，木質(zhì)素磺酸鹽需配置成密度為1.100-1.200克/厘米3的木質(zhì)素磺酸鹽溶液，冶煉過程所使用的主要設(shè)備為16500KVA以上的三相交流電弧爐。
文檔編號C22C1/02GK101962715SQ20091015992
公開日2011年2月2日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者劉勇, 李凌云, 楊大偉, 蔣元力 申請人:登封電廠集團鋁合金有限公司