一种利用铝土矿浮选尾矿电热法生产一次铝硅合金的方法，属于冶金技术领域，按以下步骤进行：（１）将铝土矿浮选尾矿采用浸出液进行浸出，获得悬浊液；（２）在悬浊液中加入絮凝剂并搅拌均匀，静置后将上清液与沉降层分离，过滤获得滤渣用水洗涤；（３）将洗涤后的滤渣烘干、破碎，然后与烟煤混合，以纸浆废液为粘结剂制成球团；（４）将球团烘干，放入电弧炉中进行熔炼，获得一次铝硅合金。本发明专利技术的方法以铝土矿浮选尾矿为原料，在不添加纯氧的情况下制备出高铝含量的一次铝硅合金，在生产过程中不产生二次污染，实现了铝土矿浮选尾矿的综合利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于冶金
，特别涉及一种利用铝土矿浮选尾矿电热法生产一次铝硅合金 的方法。
技术介绍
目前，工业应用的铝硅合金绝大部分是采用纯铝和纯硅熔融兑掺获得的，世界范围内25% 以上的原铝被用于生产铝硅合金，每生产一吨纯铝需要约2吨的纯氧化铝，生产纯氧化铝对铝 土矿的要求比较高，它要求生产氧化铝的原料必须是铝硅比较高的富铝铝土矿，而我国铝土 矿的特点是高铝、高硅、低铁，铝硅比较低，多数在4 7之间，适合于生产氧化铝的富铝铝土 矿缺乏，其静态保障年限已低于十年。铝土矿资源条件已经无法满足我国铝工业快速发展的 需要，铝土矿缺口逐年增大，2007年铝土矿的自给率已低于50%，铝土矿的缺乏己经成为制 约我国铝行业发展的首要问题。为了解决我国富铝铝土矿缺乏的问题，我国的铝工作者专利技术了选矿拜耳法生产氧化铝， 中铝中州分公司两条30万吨选矿一拜耳法新工艺产业化示范生产线已于2004年顺利投产，为 我国中等品位铝土矿的利用提供了一种新的方法，是未来我国氧化铝工业的发展方向。但是 在铝土矿的选矿过程中除了产出精矿用于生产氧化铝外，还产生大量的浮选尾矿，精矿与尾 矿的比例约为3:1，每生产一吨氧化铝大约就要产生一吨的尾矿，单中国铝业有限公司中州 分公司两条示范线每年就将产生约60万吨的尾矿。尾矿含氧化铝40%以上，铝硅比低于2，这 部分尾矿现在还没有得到有效的利用，只是采用简单的堆积方式处理，这部分尾矿如果不加 以利用不仅浪费资源，而且储存尾矿占用大量的土地，对周边的环境带来不利影响。电热法生产铝硅合金是指先在电弧炉内熔炼含氧化铝、氧化硅和还原剂的原料生产铝含 量约50~60%，硅含量约30~40%的初始铝硅合金(一般称为一次铝硅合金)，然后再将这种一 次铝硅合金经除渣、除杂后，使其达到工业铝硅合金化学成份要求的铝硅合金(称为铸造用 铝硅合金)，最后将铝硅合金经过合金化(调节合金成分，加入其它合金元素，进行变质处理 等)后即可获得的工业应用的铸造铝硅合金。目前采用电热法处理铝土矿浮选尾矿的研究还 未见报导。
技术实现思路
针对铝土矿浮选尾矿不能得到有效利用的问题，本专利技术提供一种利用铝土矿浮选尾矿电 热法生产一次铝硅合金的方法。本专利技术的方法按以下步骤进行1、 采用重量浓度20~25%的盐酸作为浸出液，对铝土矿浮选尾矿进行浸出，浸出温度为 80~90°C，浸出时间为120 150min，盐酸与铝土矿浮选尾矿的液固比5~6 : 1 ，即每千克铝土 矿浮选尾矿采用5 6升盐酸浸出，获得悬浊液；浸出后氧化铁的浸出率高于96%,氧化铝的 损失率低于4.3%,浸出后的铝土矿浮选尾矿中氧化铁的重量百分比小于0.6%;所述的液固 比为盐酸的体积与铝土矿浮选尾矿的质量之比，盐酸的体积以升为单位，铝土矿浮选尾矿的 质量以千克为单位。2、 在悬浊液中加入聚丙烯酰胺水溶液作为絮凝剂并搅拌均匀，絮凝剂的用量为悬浊液 重量的2~3%,静置10 20min，将上清液与沉降层分离，沉降层采用真空过滤，过滤获得滤 渣和滤液，滤渣用2 4倍体积的水洗漆2 3次。所述的聚丙烯酰胺水溶液中聚丙烯酰胺重量 浓度为0.15~0.3%，其中聚丙烯酰胺的分子量在800万~2000万。3、 将洗涤后的滤渣烘干至水分重量含量小于1%，再破碎至粒度小于100目，并与粒度 小于100目的烟煤混合获得混合粉料，混合粉料中烟煤的碳含量为滤渣中的金属氧化物与碳 完全反应所需碳量的90~95%;混合粉料以纸浆废液为粘结剂在15 20MPa条件下制成球团， 其中纸浆废液的用量为混合粉料总重量的6~8%。其中所发生的反应方程式为 '2A1203+3C= 4A1+3C02Si02+C=Si+ C02Ti02+C=Ti+C022CaO十C=2Ca+ C024、 将球团在100 120'C条件下烘干至少10h，然后放入电弧炉中进行熔炼，电弧区温度 为2300~2500°C，获得一次铝硅合金，其成分按重量百分比为铝55~60%，硅25~30°/。，铁《 2%，钛3~5%，,丐《3%，杂质《10%;杂质主要为铝的氧化物、铝的碳化物、硅的氧化物及 硅的碳化物。本专利技术的采用盐酸作为浸出液对铝土矿浮选尾矿进行浸出，是采用循环浸出-蒸馏-浸出 方法处理，以提高氯化氢的利用率，具体方法为将步骤2中浸出后获得的上清液与步骤2 中的滤液混合，加热蒸馏至剩余体积为蒸馏前体积的85~90%,获得的蒸馏后液体的氯化氢重 量浓度为20~24%，将蒸馏后液体作为第二次浸出液，按步骤1的方式对铝土矿浮选尾矿进行 浸出；获得第二次上清液及第二次滤液重复上述蒸馏操作，每次加入的盐酸浸出液按上述方 式重复浸出5次，获得第五&上清液和第五次滤液。重复浸出过程中氯化铁的浓度不断增加， 但对铝土矿浮选尾矿中氧化铁的浸出率影响不大，氯化铁在盐酸中的溶解度大于50%，利用4循环浸出-蒸馏-浸出的方法，氯化氢的利用率超过50%， 1L盐酸平均能够浸出铝土矿浮选尾 矿700 800g，氧化铁的平均浸出率不低于93%， 5次浸出后铝土矿浮选尾矿中的氧化铁平均 重量百分比小于0.8%，达到电热法熔炼硅铝合金对原料的要求。上述经过循环浸出-蒸馏-浸出方法处理获得的第五次上清液及第五次滤液混合，然后喷 吹到焙烧炉中，焙烧炉内温度为800 100(TC，第五次上清液及第五次滤液在高温下直接进行 气液固三相反应，生成氯化氢气体和氧化铁粉，氧化铁粉中含有重量百分比为5~9%的氧化铝； 氯化氢气体经水或低浓度盐酸溶液淋洗后，能够获得浓度23~25%的盐酸，重新作为浸出液进 行铝土矿浮选尾矿的浸出，氧化铁粉能够作为炼铁原料。所述的低浓度盐酸为重量浓度 20~22%的盐酸或上述的蒸馏后液体。上述获得的一次铝硅合金经过精炼后加铝稀释，配制成各种型号的铸造用铝硅合金，具 体方法为将一次铝硅合金加热至熔融后置于混合炉中，加入精炼剂，在900 100(TC条件下 精炼10 30min,去除熔渣后加入金属铝，配制成各种型号的铸造用铝硅合金。精炼后的金属 熔液也能够作为配制新型的铸造用铝硅钛合金的母合金、炼钢脱氧剂或炼镁还原剂使用。所 述的精炼剂成分按重量百分比为NaC145 50。/。， KC19~15%，余量为冰晶石(Na3AlF6)。电热法生产铝硅合金有着兑掺法配制铝硅合金不可比拟的优点电热法熔炼生产的铝硅 合金精炼后可直接配制应用合金，节省15~25%的电解铝，节能约20%，同时可充分利用该 部分铝土矿浮选尾矿。本专利技术的方法以铝土矿浮选尾矿为原料，在不添加纯氧的情况下制备 出高铝含量的一次铝硅合金，在生产过程中不产生二次污染，实现了铝土矿浮选尾矿的综合 利用。 附图说明图1为本专利技术实施例中的生产铸造用铝硅合金的流程示意图。 具体实施例方式本专利技术实施例中采用的铝土矿浮选尾矿为中国铝业中州分公司选矿拜耳法尾矿，主要成 分按重量百分比为氧化铝40%以上，氧化硅25~30%，氧化钛2~4%，氧化钙1~3%，氧化铁 10~11%。本专利技术实施例中采用的聚丙烯酰胺为普通工业产品，分子量在800万~2000万。 本专利技术实施例中釆用的烟煤为普通工业烟煤。 本专利技术实施例中采用的纸桨废液为造纸厂排出的亚硫酸纸浆废液。 本专利技术实施例中采用的压制球团的设备为工业球团机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用铝土矿浮选尾矿电热法生产一次铝硅合金的方法，其特征在于按以下步骤进行：（１）采用重量浓度２０～２５％的盐酸作为浸出液，对铝土矿浮选尾矿进行浸出，浸出温度为８０～９０℃，浸出时间为１２０～１５０ｍｉｎ，盐酸与铝土矿浮选尾矿的液固比５～６∶１，即每千克铝土矿浮选尾矿采用５～６升盐酸浸出，获得悬浊液；（２）在悬浊液中加入聚丙烯酰胺水溶液作为絮凝剂并搅拌均匀，絮凝剂的用量为悬浊液重量的２～３％，静置１０～２０ｍｉｎ，将上清液与沉降层分离，沉降层采用真空过滤，过滤获得滤渣和滤液，滤渣用２～４倍体积的水洗涤２～３次；（３）将洗涤后的滤渣烘干至水分重量含量小于１％，再将烘干后的滤渣破碎至粒度小于１００目，并与粒度小于１００目的烟煤混合获得混合粉料，混合粉料中烟煤的碳含量为滤渣中的金属氧化物与碳完全反应所需碳量的９０～９５％；混合粉料以纸浆废液为粘结剂在１５～２０ＭＰａ条件下制成球团，其中纸浆废液的用量为混合粉料总重量的６～８％；（４）将球团在１００～１２０℃条件下烘干至少１０ｈ，然后放入电弧炉中进行熔炼，电弧区温度为２３００～２５００℃，获得一次铝硅合金。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王耀武，冯乃祥，尤晶，彭建平，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]
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