用低品位鋁土礦、赤泥電熱法生產(chǎn)鋁硅合金的研究.pdf

1、在礦產(chǎn)資源日趨緊張與環(huán)境保護日趨重要的當今社會，低品位鋁土礦和赤泥的綜合治理已成為人們所關(guān)注的焦點之一。為建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，實現(xiàn)鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，利用鋁廠生產(chǎn)氧化鋁時造成嚴重環(huán)境問題的廢料赤泥和低品位鋁土礦作為原料進行Al-Si合金的生產(chǎn)，可變廢為寶和改善環(huán)境。
　　首先，對熔煉鋁硅合金中SiO2-C系和Al2O3-C系的高溫反應熱力學進行了研究。從SiO2-C、Al2O3-C系的反應方程及Gibbs自由能和反應溫

2、度的計算可知，碳還原二氧化硅的理論開始溫度較低，反應容易進行，但對于氧化鋁來說，碳在2000℃以上才能奪取其中的氧，還原出金屬鋁，可見SiO2比Al2O3較易還原。
　　其次，設計了兩種方案進行熔煉試驗。1）赤泥與低品位鋁土礦的探索性試驗。結(jié)果表明，配以低品位鋁土礦的赤泥熔煉鋁硅合金切實可行，熔煉出鋁的含量為40％、硅20％左右，但因赤泥中CaO含量過高，使Al、Si在渣中損失增加，導致收率降低；2）采用鋁土礦為原料進行穩(wěn)定試驗。

3、考察了鋁、硅品位對合金中鋁硅含量及收率的影響，結(jié)果表明，冶煉鋁硅合金的適宜 A/S為2.0-2.5，穩(wěn)定試驗中Al、Si的回收率可達到51％和57％。
　　再次，基于單因素試驗，采用響應面法對影響熔煉鋁硅合金的關(guān)鍵因子進行了優(yōu)化。分別建立了Al、Si收率與三個關(guān)鍵因子（溫度、時間、配碳量）的二次多項式回歸模型；經(jīng)優(yōu)化后，確定出炭還原熔煉鋁硅合金的最佳工藝條件為：溫度2060℃，時間20min，配碳量94％，此條件下鋁硅的收率分別為