专利名称：热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种合金的制取工艺，特别是涉及一种热法炼镁所用还原剂高硅铝合 金的制取工艺。
背景技术：
金属镁的工业化生产，除电解法炼镁外，主要采用硅热法，即以(Si > 75% )硅铁 为还原剂，在高温、高真空还原罐内进行还原，该工艺方法能耗高，还原时间长，金属镁还原 效率低。如何得到还原率更高，并且降低还原温度，提高金属镁收益率的新型还原剂一直是 热法炼镁研究的课题。目前，研究发现一种新型还原剂“高硅铝合金”，用该高硅铝合金代替 硅铁(Si > 75% )作为还原金属镁的还原剂，还原效率可由原来的76%提高到90%，减少 镁矿石用量，降低还原温度100°C 150°C，并且生产的渣还可做为高铝水泥的掺和料，具 有很好的经济价值和环保价值。专利号为200410048372. 8的发明专利公开了一种用于电 热法制取铝硅合金的原料，主要包括高岭土精矿、氧化铝、烟煤和木质磺酸盐粘结剂，其生 产的铝硅合金的成分为铝55 61%、硅34 40%及其它杂质，其用途主要为生产铸造铝 硅合金，不适宜用作炼镁的还原剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种生产高硅铝合金的方法，用该方法生产出的 高硅铝合金适宜作为新型热法炼镁还原剂。本发明热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，包括步骤(1)物料的制备A、按照重量百分比选配，含Fe2O3彡3%的高岭土 60 65%、烟煤20 25%、石 油焦4 7%、木质素磺酸盐8 11% ；B、粉碎所需高岭土至粒度< 200目，并干燥至含水重量< 2% ；C、粉碎烟煤至粒度< 40目，并干燥至含水重量< 3% ；D、粉碎石油焦至粒度< 40目；E、配置密度为1. 100-1. 200克/厘米3的木质素磺酸盐溶液；F、将粉碎、干燥后的高岭土、烟煤和石油焦放入料仓中进行混合，将配置好的木质 素磺酸盐溶液放入保温原料罐内；(2)球团的压制G、将混合物料和木质素磺酸盐溶液按重量百分比8. 5 1送入混捏机进行混合搅 拌；H、将搅拌均勻的混合物料送入压球机，在压强100 150MPa范围内压制成球团；I、对球团进行干燥，干燥至含水重量彡2% ；(3)冶炼J、将干燥后的球团送入16500KVA以上的三相交流电弧炉中进行冶炼，得到液态的高硅铝合金；(4)浇注与精整K、将液态的高硅铝合金浇注在铸造锭模中，冷却后经破碎机破碎成直径< 20mm 的颗粒。本发明热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其中所述步骤J的冶炼过程 要使炉面气体均勻，不产生刺火；电极插入炉料中，电极表面装有电极糊，使电极干净不粘 炉料；采用连续出炉或用电烧穿器捅眼、氧气吹眼使炉眼通畅。本发明热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其中所述步骤K中在铸铁锭 模中加入高岭土粉、硅粉或玻璃水作脱模剂，其中破碎机为颚式破碎机。本发明热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其中所述高岭土为天然煤系 高岭土，其成分为(重量百分比):A120336 40%、Si0242 44%、Fe203彡3%、Ca0彡1%、 TiO2彡1. 5%,900 950°C的灼减量10 14%、其他杂质彡1%。本发明热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其中所述烟煤中所含灰分 5 10%、挥发份35 38%、固定碳52 55%、水分1 3%。本发明热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其中所述石油焦所含灰分 1 3%、挥发份7 12%、水分1 2%、固定碳82 85%、含硫量0. 5 3%。本发明热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其中所述木质素磺酸盐所含 挥发份60 65%、固定碳18 23%、灰分10 14%、水分6 8%。采用本发明热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺所生产的硅铝合金主要 成分为硅45 55%、铝40 48%、铁、钙、钛等其他杂质总和2 10%，其中硅含量较高， 铁、钙、钛等其他杂质含量较低，是一种最适宜作为热法炼镁的还原剂。高岭土选用含铁较 少的天然煤系高岭土，不需选矿加工，原材料来源广，造价低。
具体实施例方式本发明热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺包括如下(1)物料的制备A、按照重量百分比选配，含Fe2O3彡3%的高岭土 60 65%、烟煤20 25%、石 油焦4 7%、木质素磺酸盐8 11% ；其中高岭土为天然煤系高岭土，其成分为(重量百分比)A120336 40%、 Si0242 44%、Fe2O3 彡 3%, CaO 彡 1%,Τ 02 彡 1. 5%,900 950°C的灼减量 10 14%、 其他杂质< ；烟煤中所含灰分5 10%、挥发份35 38%、固定碳52 55%、水分1 3% ；石油焦所含灰分1 3%、挥发份7 12%、水分1 2%、固定碳82 85%、含 硫量0. 5 3% ；木质素磺酸盐所含挥发份60 65 %、固定碳18 23 %、灰分10 14%、水分6 8%。B、用磨机粉碎所需高岭土至粒度< 200目，经滚筒干燥机干燥至含水重量< 2% ；C、用磨机粉碎烟煤至粒度< 40目，经滚筒干燥机干燥至含水重量< 3% ；D、用磨机粉碎石油焦至粒度< 40目；
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E、配置密度为1. 100-1. 200克/厘米3的木质素磺酸盐溶液；F、将粉碎、干燥后的高岭土、烟煤和石油焦放入料仓中进行混合，将配置好的木质 素磺酸盐溶液放入保温原料罐内；(2)球团的压制G、将混合物料和木质素磺酸盐溶液按重量百分比8. 5 1送入混捏机进行混合搅 拌；H、将搅拌均勻的混合物料送入压球机，在压强100 150MPa范围内压制成球团；I、对球团进行干燥，干燥至含水重量< 2% ；(3)冶炼J、将干燥后的球团送入16500KVA的三相交流电弧炉中进行冶炼，得到液态的高 硅铝合金；冶炼过程要使炉面气体均勻，不产生刺火；电极插入炉料中，电极表面装有电极 糊，使电极干净不粘炉料；采用连续出炉或用电烧穿器捅眼、氧气吹眼使炉眼通畅。(4)浇注与精整K、将液态的高硅铝合金浇注在铸造锭模中，铸铁锭模中加入高岭土粉、硅粉或玻 璃水作脱模剂，冷却后经颚式破碎机破碎成直径< 20mm的颗粒，包装，既可作为商品出售。实施例1取高岭土 60吨、烟煤22吨、石油焦7吨、木质素磺酸盐11吨，按照上述步骤A至 F准备好物料，木质素磺酸盐溶液的密度为1. 120克/厘米3。然后按照步骤G至K制取出 直径为20mm的颗粒状高硅铝合金，高硅铝合金中下列元素的重量百分比组成包括硅48、 铝45、铁、钙、钛等其他杂质总和7。实施例2取高岭土 65吨、烟煤20吨、石油焦6吨、木质素磺酸盐9吨，按照上述步骤A至F 准备好物料，木质素磺酸盐溶液的密度为1. 190克/厘米3。然后按照步骤G至K制取出直 径为IOmm的颗粒状高硅铝合金，高硅铝合金中下列元素的重量百分比组成包括硅45、铝
47、铁、钙、钛等其他杂质总和8。实施例3取高岭土 62吨、烟煤25吨、石油焦5吨、木质素磺酸盐8吨，按照上述步骤A至F 准备好物料，木质素磺酸盐溶液的密度为1. 110克/厘米3。然后按照步骤G至K制取出 直径为5mm的颗粒状高硅铝合金，高硅铝合金中下列元素的重量百分比组成包括硅49、铝
48、铁、钙、钛等其他杂质总和3。实施例4取高岭土 64吨、烟煤23吨、石油焦4吨、木质素磺酸盐9吨，按照上述步骤A至F 准备好物料，木质素磺酸盐溶液的密度为1. 150克/厘米3。然后按照步骤G至K制取出直 径为18mm的颗粒状高硅铝合金，高硅铝合金中下列元素的重量百分比组成包括硅55、铝 41、铁、钙、钛等其他杂质总和4。以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
一种热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其特征在于包括步骤(1)物料的制备A、按照重量百分比选配，含Fe2O3≤3％的高岭土60～65％、烟煤20～25％、石油焦4～7％、木质素磺酸盐8～11％；B、粉碎所需高岭土至粒度≤200目，并干燥至含水重量≤2％；C、粉碎烟煤至粒度≤40目，并干燥至含水重量≤3％；D、粉碎石油焦至粒度≤40目；E、配置密度为1.100 1.200克/厘米3的木质素磺酸盐溶液；F、将粉碎、干燥后的高岭土、烟煤和石油焦放入料仓中进行混合，将配置好的木质素磺酸盐溶液放入保温原料罐内；(2)球团的压制G、将混合物料和木质素磺酸盐溶液按重量百分比8.5∶1送入混捏机进行混合搅拌；H、将搅拌均匀的混合物料送入压球机，在压强100～150MPa范围内压制成球团；I、对球团进行干燥，干燥至含水重量≤2％；(3)冶炼J、将干燥后的球团送入16500KVA以上的三相交流电弧炉中进行冶炼，得到液态的高硅铝合金；(4)浇注与精整K、将液态的高硅铝合金浇注在铸造锭模中，冷却后经破碎机破碎成直径≤20mm的颗粒。
2.根据权利要求1所述的热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其特征在于 所述步骤J的冶炼过程要使炉面气体均勻，不产生刺火；电极插入炉料中，电极表面装有电 极糊，使电极干净不粘炉料；采用连续出炉或用电烧穿器捅眼、氧气吹眼使炉眼通畅。
3.根据权利要求2所述的热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其特征在于 所述步骤K中在铸铁锭模中加入高岭土粉、硅粉或玻璃水作脱模剂，其中破碎机为颚式破 碎机。
4.根据权利要求3所述的热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其特征在于 所述高岭土为天然煤系高岭土，其成分为(重量百分比)A120336 40%、Si0242 44%、 Fe2O3彡3%,CaO彡1%,Τ 02彡1. 5%,900 950°C的灼减量10 14%、其他杂质彡1%。
5.根据权利要求3所述的热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其特征在于 所述烟煤中所含灰分5 10%、挥发份35 38%、固定碳52 55%、水分1 3%。
6.根据权利要求3所述的热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其特征在于 所述石油焦所含灰分1 3%、挥发份7 12%、水分1 2%、固定碳82 85%、含硫量 0. 5 3%。
7.根据权利要求3所述的热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺，其特征在于 所述木质素磺酸盐所含挥发份60 65%、固定碳18 23%、灰分10 14%、水分6 8%。
全文摘要
本发明热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺涉及一种用于合金的制取工艺。其目的是为了提供一种生产高硅铝合金的方法，用该方法生产出的高硅铝合金适宜作为新型热法炼镁还原剂。本发明热法炼镁所用还原剂高硅铝合金的制取工艺包括物料的制备、球团的压制、冶炼和浇注与精整几个步骤，其中所使用的原料为Fe2O3≤3％的高岭土60～65％、烟煤20～25％、石油焦4～7％、木质素磺酸盐8～11％，木质素磺酸盐需配置成密度为1.100-1.200克/厘米3的木质素磺酸盐溶液，冶炼过程所使用的主要设备为16500KVA以上的三相交流电弧炉。
文档编号C22C1/02GK101962715SQ20091015992
公开日2011年2月2日 申请日期2009年7月23日 优先权日2009年7月23日
发明者刘勇, 李凌云, 杨大伟, 蒋元力 申请人:登封电厂集团铝合金有限公司