一种利用高铝粉煤灰生产铝硅合金的系统及其方法
【专利摘要】一种利用高铝粉煤灰生产铝硅合金的系统及其方法，涉及有色金属冶炼【技术领域】。本发明系统包括依次连接的混合搅拌罐、对辊式成型机、干燥室和矿热炉。原料通过灰斗从上部进入混合搅拌罐。混合搅拌罐底部通过蛟龙输送机连接到对辊式成型机的顶部入口，对辊式成型机底部通过皮带式传送带连接到干燥室的入口。从干燥室出料口出来的物料经斗式提升机输送到矿热炉进料口进入矿热炉，锰粉注入装置经管道连接到矿热炉出料口。同现有技术相比，本发明不仅原料来源广，生产成本低、能耗低，而且可制得满足要求的硅铝合金。
【专利说明】一种利用高铝粉煤灰生产铝硅合金的系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有色金属冶炼【技术领域】，特别是用高铝粉煤灰制备硅铝合金的系统及其方法。
【背景技术】
[0002]铝硅合金，是现代工业中应用极为广泛的金属结构材料，主要用于航空航天、汽车工业、机械制造、军工和家用器具等领域。在工业发达国家的应用发展尤为迅猛。
[0003]传统上生产硅铝合金采用的原料是铝土矿、高岭土和硅石矿，如中国专利申请号为01109320.X的“新工艺制取硅铝合金”，是采用矿热炉从含铝的矿石和硅石矿中制取硅铝合金。目前我国铝土矿资源短缺，矿石资源紧缺造成生产成本的增加，而且直接影响生产进行。另一种硅铝合金的工业化生产工艺，是采用电解铝与工业硅熔融掺兑制得，生产周期长，耗能高，生产成本高。
[0004]现有技术中，一些高校及公司开展了采用高铝粉煤灰，利用电热法生产硅铝合金技术的相关研究和实验，但技术均不够成熟、未能投入商业化应用。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种利用高铝粉煤灰生产硅铝合金的系统及其方法。它不仅原料来源广，生产成本低、能耗低，而且可制得满足要求的硅招合金。
[0006]为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现:
一种利用高铝粉煤灰生产铝硅合金的系统，其结构特点是，它包括依次连接的混合搅拌罐、对辊式成型机、干燥室和矿热炉。原料通过灰斗从上部进入混合搅拌罐。混合搅拌罐底部通过蚊龙输送机连接到对辊式成型机的顶部入口，对辊式成型机底部通过皮带式传送带连接到干燥室的入口。从干燥室出料口出来的物料经斗式提升机输送到矿热炉进料口进入矿热炉，锰粉注入装置经管道连接到矿热炉出料口。
[0007]—种利用高铝粉煤灰生产铝硅合金的系统生产铝硅合金的方法，其步骤为:
Φ将除铁后的闻招粉煤灰、还原剂和娃石、粘结剂、闻招帆土以及一定量的水，通过灰斗加入混合搅拌罐,原料在混合搅拌罐中按比例进行配料和混合,形成混合料。
[0008]?混合均匀的原料通过绞龙输送机进入对辊式成型机，挤压成球。
[0009]@成球后的原料通过皮带输送机进入干燥室干燥。
[0010]@干燥后的球料通过干燥室出料口进入斗式提升机，斗式提升机将物料通过矿热炉进料口投入矿热炉内焖烧制得一次合金。
[0011]@ 一次合金通过矿热炉出料口流出，通过锰粉注入装置向一次合金中注入锰粉，除去一次合金中的铁制得一次铝硅合金。
[0012]在上述生产铝硅合金的方法中，所述高铝粉煤灰中Al2O3的含量> 50%, SiO2的含量≥35%, Fe2O3的含量≤1.5%o
[0013]在上述生产铝硅合金的方法中，所述还原剂选为烟煤、粘结剂选为与关系粘土品质相同的粘土。
[0014]在上述生产铝硅合金的方法中，所述混合料配料比Al203/Si02在1.5~2.0之间。
[0015]在上述生产铝硅合金的方法中，所述成球球径尺寸为50X30mm，厚度为20mm，成球压力为6~9Mpa。
[0016]在上述生产铝硅合金的方法中，所述成球后的原料在干燥室内干燥时间为I~
1.5小时，温度为150~180°C，干燥后的球料抗压强度≥18MPa，比电阻在IO11 Ω.cm.，球料干燥至含水量2.5%以下。
[0017]与现有技术比较，本发明的优点在于:
(I)原料采用高铝粉煤灰，Al2O3含量在50%以上、可代替铝土矿和硅石矿作为生产硅铝明的原料，实现废物资源化利用，大大降低生产成本。
[0018](2)采用高铝粉煤灰作原料，为粉状，无需破碎，减少破碎工序。
[0019](3)通过实验，确定了高铝粉煤灰成球的最佳尺寸，抗压强度，干燥室最佳运行温度等，使该工艺顺利投入工业化应用。
[0020](4)通过增加加锰除铁工艺及设备，提高了一次铝硅合金的品质。
[0021](5)利用高铝粉煤灰生产硅铝合金，对发展我国循环经济与缓解我国铝资源短缺，具有战略意义。
[0022]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]参看图1，本发明包括依次连接的混合搅拌罐2、对辊式成型机4、干燥室6和矿热炉10。原料通过灰斗I从上部进入混合搅拌罐2，混合搅拌罐2底部通过蚊龙输送机3连接到对辊式成型机4的顶部入口，对辊式成型机4底部通过皮带式传送带5连接到干燥室6的入口。从干燥室出料口 7出来的物料经斗式提升机8输送到矿热炉进料口 9进入矿热炉10，锰粉注入装置12经管道连接到矿热炉出料口 11。
[0025]利用本发明系统生产铝硅合金的方法步骤为:
①将除铁后的高铝粉煤灰、还原剂烟煤和硅石、粘结剂广西粘土、高铝矾土以及一定量的水，通过灰斗I加入混合搅拌罐2，原料在混合搅拌罐2中按比例进行配料和混合，形成混合料。高铝粉煤灰中Al2O3的含量≥50%, SiO2的含量≥35%, Fe2O3的含量≤1.5%。混合料配料比Al203/Si02在1.5~2.0之间。
[0026]@混合均匀的原料通过绞龙输送机3进入对辊式成型机4，挤压成球。成球球径尺寸为50 X 30mm,厚度为20mm,成球压力为6~9Mpa。
[0027]@成球后的原料通过皮带输送机5进入干燥室6干燥。干燥时间为I~1.5小时，温度为150~180°C，干燥后的球料抗压强度≥18MPa，比电阻在IO11 Ω.cm.，球料干燥至含水量2.5%以下。
[0028]@干燥后的球料通过干燥室出料口 7进入斗式提升机8，斗式提升机将物料通过功率为2200KVA以上的三相三电极经过矿热炉入料口 9，斗式提升机8将物料通过矿热炉进料口 9投入矿热炉10内，采用焖烧沉料的方法对其进行高温冶炼，该方法要求电极稳定深埋、少火、多焖烧。矿热炉10内，三根电极周围料面形成平缓的锥体，锥体高度约200~300mm。料面撒一层煤粉，以便封住料面进行焖烧，提高矿热炉10炉膛下部温度。冶炼过程中，要精心调整料而,避免刺火、塌料，制得含铝60%的一次合金。
[0029]-次合金通过矿热炉出料口 11流出，通过锰粉注入装置12向一次合金中注入锰粉，除去一次合金中的铁制得一次铝硅`合金。
【权利要求】
1.一种利用高铝粉煤灰生产铝硅合金的系统，其特征在于，它包括依次连接的混合搅拌罐(2)、对辊式成型机(4)、干燥室(6)和矿热炉(10)，原料通过灰斗(I)从上部进入混合搅拌罐(2)，混合搅拌罐(2)底部通过蚊龙输送机(3)连接到对辊式成型机(4)的顶部入口，对辊式成型机(4)底部通过皮带式传送带(5 )连接到干燥室(6 )的入口，从干燥室出料口(7 )出来的物料经斗式提升机(8 )输送到矿热炉进料口( 9 )进入矿热炉(10 )，锰粉注入装置(12)经管道连接到矿热炉出料口(11)。
2.利用如权利要求1所述利用高铝粉煤灰生产铝硅合金的系统生产铝硅合金的方法，其步骤为: ?将除铁后的高铝粉煤灰、还原剂和硅石、粘结剂、高铝矾土以及一定量的水，通过灰斗(I)加入混合搅拌罐(2)，原料在混合搅拌罐(2)中按比例进行配料和混合，形成混合料； ?混合均匀的原料通过绞龙输送机(3)进入对辊式成型机(4)，挤压成球； ?成球后的原料通过皮带输送机(5 )进入干燥室(6 )干燥； @干燥后的球料通过干燥室出料口( 7 )进入斗式提升机(8 )，斗式提升机(8 )将物料通过矿热炉进料口(9)投入矿热炉(10)内焖烧制得一次合金； ?一次合金通过矿热炉出料口(11)流出，通过锰粉注入装置(12)向一次合金中注入锰粉，除去一次合金中的铁制得一次铝硅合金。
3.按照权利要求2所述的生产铝硅合金的方法，其特征在于，所述高铝粉煤灰中Al2O3的含量≤50%, SiO2的含量≤35%, Fe2O3的含量≤1.5%。
4.按照权利要求2或3所述的生产铝硅合金的方法，其特征在于，所述还原剂选为烟煤、粘结剂选为与关系粘土品质相同的粘土。
5.按照权利要求4所述的生产铝硅合金的方法，其特征在于，所述混合料配料比Al2O3/SiO2在1.5~2.0之间。
6.按照权利要求5所述的生产铝硅合金的方法，其特征在于，所述成球球径尺寸为50 X 30mm,厚度为20mm,成球压力为6~9Mpa。
7.按照权利要求6所述的生产铝硅合金的方法，其特征在于，所述成球后的原料在干燥室(6)内干燥时间为I~1.5小时，温度为150~180°C，干燥后的球料抗压强度≤18MPa，比电阻在IO11 Ω.cm.，球料干燥至含水量2.5%以下。
【文档编号】C22B4/08GK103849766SQ201210520219
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年12月7日 优先权日:2012年12月7日
【发明者】汤乐萍, 孟德润, 赵旭东, 郭军, 许梦薇, 张婧怡 申请人:同方环境股份有限公司