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(hù)日趨重要的當(dāng)今社會(huì)，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(diǎn)之一。為建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)，實(shí)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(shí)造成嚴(yán)重環(huán)境問題的廢料赤泥和低品位鋁土礦作為原料進(jìn)行Al-Si合金的生產(chǎn)，可變廢為寶和改善環(huán)境。
　　首先，對(duì)熔煉鋁硅合金中SiO2-C系和Al2O3-C系的高溫反應(yīng)熱力學(xué)進(jìn)行了研究。從SiO2-C、Al2O3-C系的反應(yīng)方程及Gibbs自由能和反應(yīng)溫

2、度的計(jì)算可知，碳還原二氧化硅的理論開始溫度較低，反應(yīng)容易進(jìn)行，但對(duì)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(shè)計(jì)了兩種方案進(jìn)行熔煉試驗(yàn)。1）赤泥與低品位鋁土礦的探索性試驗(yàn)。結(jié)果表明，配以低品位鋁土礦的赤泥熔煉鋁硅合金切實(shí)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(dǎo)致收率降低；2）采用鋁土礦為原料進(jìn)行穩(wěn)定試驗(yàn)。

3、考察了鋁、硅品位對(duì)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(yàn)中Al、Si的回收率可達(dá)到51％和57％。
　　再次，基于單因素試驗(yàn)，采用響應(yīng)面法對(duì)影響熔煉鋁硅合金的關(guān)鍵因子進(jìn)行了優(yōu)化。分別建立了Al、Si收率與三個(gè)關(guān)鍵因子（溫度、時(shí)間、配碳量）的二次多項(xiàng)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(shí)間20min，配碳量94％，此條件下鋁硅的收率分別為