CN111850612B - 一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的***及方法，方法具体为将粉煤灰焙烧进行脱碳处理；将除碳的粉煤灰进行球磨，得到粒径分布均匀的粉煤灰；再将粒径分布均匀的粉煤灰压制成型原料作为阴极并置于电解质中，在无氧条件下进行电解反应；电解反应温度为550℃～900℃；电解反应结束后，将阴极反应产物提出并在惰性气氛下冷却至室温，将冷却后的反应产物清洗后得到硅铝基合金；本方法能实现粉煤灰中金属资源的一步高效综合回收利用；方法过程简单，且以碱金属或碱土金属氯化物为熔盐，相比于冰晶石体系，熔盐体系毒性及腐蚀性均大幅降低，反应温度较低，能耗低，所述***只需按照物料流向进行配置，无强制连接关系，更加灵活。

Description

一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的***及方法
技术领域
本发明属于粉煤灰资源化利用领域，具体涉及一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的***及方法。
背景技术
粉煤灰是煤中无机矿物质灼烧后的氧化物和硅酸盐矿物组成的混合物，是燃煤电厂产生的一种主要固体废弃物。发电量的逐年增加，煤炭作为主体消耗能源将不可避免的导致粉煤灰的堆积量大量增加，粉煤灰的堆积将占据大量农田，造成土地资源的极大浪费，同时严重污染土壤及水体，所含的重金属元素也会对人体健康造成极大危害。因此，发展粉煤灰的无害化处理及资源化利用技术极为迫切。
目前针对粉煤灰的利用技术主要包括制造建筑材料(水泥、混凝土等)、合成多孔材料和提取金属等。粉煤灰直接用于制造建筑材料存在附加值低，所含有用元素并不能被充分利用的问题。利用粉煤灰合成的多孔材料如沸石、多孔水化硅酸钙等虽然在污染物处理及催化剂载体方面有一定应用，但总体用量较小。粉煤灰的主要成分为各种氧化物、未燃尽的碳和微量元素，氧化物主要由Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO和TiO2等组成，其中Al2O3和SiO2含量最高。金属元素Al、Si、Fe等在经济建设及日常生活中广泛使用，因此将粉煤灰中金属元素进行有效回收对于粉煤灰的高附加值利用具有重要意义。
目前对于粉煤灰中金属资源的回收利用研究主要集中在氧化铝的提取技术方面，主要有石灰石烧结法、碱熔法、酸溶法、酸碱联合法、硫酸铵法等工艺。上述工艺虽可实现铝资源的有效回收，但并未对所含其他金属资源如Si、Fe、Ti等进行充分回收利用。CN103526234公开了一种熔盐电解法处理粉煤灰回收Al、Si、Ti和Fe资源的***，但所采用熔盐为氟化盐，具有较强的毒性和腐蚀性，此外，反应温度在900℃以上，导致反应能耗较高。因此，发展一种绿色低能耗的金属资源综合回收工艺***对于加速粉煤灰的资源化利用具有重要意义。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的***及方法，实现粉煤灰中金属资源的一步高效综合回收利用；方法过程简单，相比于冰晶石体系，熔盐体系毒性及腐蚀性均大幅降低。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的方法，将粉煤灰焙烧进行脱碳处理，得到除碳的粉煤灰；
将除碳的粉煤灰进行球磨，得到粒径分布均匀的粉煤灰；
将所述粒径分布均匀的粉煤灰压制成型；
将压制成型原料作为阴极并置于电解质中，在无氧条件下进行电解反应；电解反应温度为550℃～900℃；
电解反应结束后，将阴极反应产物提出并在惰性气氛下冷却至室温，将冷却后的反应产物清洗后得到硅铝基合金。
所述脱碳粉煤灰中添加氧化铝或氧化硅。
将电解质以设定的升温速率加热至100～300℃保温，电解前抽真空，然后在惰性气体保护气氛下电解。
电解质为氯化钙、氯化锂、氯化镁、氯化钠、氯化钾和氯化钡中的一种或两种。
压制成型过程中所采用压力为10～50MPa。
石墨棒做阳极时，电解电压为2.4V～3.6V；使用惰性阳极时，电解电压为5V～10V；电解时间为2h～24h。
一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的***，包括焙烧炉、球磨机、粉末压块机，电解炉、配气装置、抽真空装置、清洗机以及干燥机；沿着物料流向依次设置焙烧炉、球磨机、粉末压块机、电解炉、清洗机和干燥机，电解炉中设置电解池，电解炉的热电偶设置在电解池外壁，电解炉连接抽真空装置和配气装置；电解炉中设置有气压计，电解炉的炉壁开孔通入反应阳极接线和反应阴极接线，反应阳极接线和反应阴极接线连接反应电源。
反应电源采用直流稳压电源，直流稳压电源的额定电压不超过30V。
抽真空装置包括至少一台真空泵，电解炉的炉壁开设出气口，真空泵的进气口连通电解炉的出气口。
清洗机采用超声清洗机，干燥机采用真空干燥机。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本方法能实现粉煤灰中金属资源的高效综合回收利用；方法过程简单，且以碱金属或碱土金属氯化物为熔盐，相比于冰晶石体系，熔盐体系毒性及腐蚀性均大幅降低，反应过程更加安全，通过脱碳处理可有效降低粉煤灰中碳含量，减少电解产物中碳的污染问题，提高所回收金属的纯度；球磨处理可在一定程度上减小粉煤灰前驱体的粒径，并使其粒径均匀化，有利于在后续的电解还原过程中加快粉煤灰中氧的脱除，提高脱氧速率；将粉煤灰压制成片，缩小粉煤灰颗粒与颗粒之间的间隙，在电解还原过程中减小颗粒之间的欧姆极化，提高电子传递效率，从而提高脱氧速率；此外，本发明所采用的反应温度相对较低，能耗低。
进一步的，通过前驱体中引入金属氧化物可以调节控制原料中元素的含量，可实现产物中元素组成及各组分相对比例的精确调控。
本发明提供一种所述***按照物料流向进行配置，部分设备无强制连接关系，配置更加灵活。
附图说明
图1为本发明一种可实施方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明进行详细解释。
参考图1，一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的方法，包括如下步骤：
将粉煤灰经过高温焙烧进行脱碳处理，以得到除碳后的粉煤灰；
将脱碳后的粉煤灰转移至球磨***进行球磨，以减小其粒径并使其均匀化，以球磨后的粉煤灰或添加金属氧化物的粉煤灰为原料，在加压条件下进行压制成型作为阴极，以可溶或不可溶材料作为阳极，以碱金属、碱土金属氯化物或其混合物为电解质；
将反应阳极、压制成型的反应阴极和电解质放置于特殊的电解***中，在设定的升温速率条件下加热至100～300℃，保温6～48h，以脱除电解质中的水分；电解前使用真空泵对电解***进行抽真空处理以去除电解***中的氧气，随后使用配气装置对电解炉中补充惰性气体；在惰性气氛条件下将电解炉升温至反应温度550℃～900℃，在阴阳极之间施加反应电压并进行电解；
待电解反应结束后，将阴极反应产物提出并在惰性气氛下冷却至室温，将冷却后的反应产物进行清洗以去除反应产物中所含不可避免的电解质，对清洗后的产物进行干燥得到含有少量铁和钛元素的硅铝基合金；
同时，将熔盐进行水洗和过滤，所得滤渣进行真空干燥得到部分进入熔盐的金属铝。
球磨过程采用干式球磨或湿式球磨，湿式球磨过程所采用的液体为乙醇，湿式球磨完成后，进行烘干处理，所添加金属氧化物为氧化铝或氧化硅。
压制成型过程中所采用的粉末压块机的额定压力不低于50MPa；
压制成型过程中所采用压力为10～50MPa；可溶阳极为Ca、Mg、Li或C，不可溶阳极为金属基或陶瓷基惰性阳极。
电解质为氯化钙、氯化锂、氯化镁、氯化钠、氯化钾和氯化钡中的一种或两种。
一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的***，包括焙烧炉、球磨机、电粉末压块机，电解炉、配气装置、抽真空装置、清洗***以及干燥***；沿着物料流向依次设置焙烧炉、球磨机、粉末压块机、电解炉清洗机和干燥机，电解炉中设置电解池，电解炉中的热电偶设置在电解池外壁，电解炉连接抽真空装置和配气装置；电解炉中设置有气压计，电解炉的炉壁开孔通入反应阳极接线和反应阴极接线，反应阳极接线和反应阴极接线连接反应电源。
电解池采用石墨坩埚或金属氧化物坩埚。
反应电源采用直流稳压电源，直流稳压电源的额定电压不超过30V。
抽真空装置包括至少一台真空泵，电解炉的炉壁开设出气口，真空泵的进气口连通电解炉的出气口。
配气装置采用惰性气体存储罐，电解炉开设气体入口，惰性气体存储罐的出口连通所述气体入口。
配气装置采用惰性气体存储罐，配气装置所输出气体为高纯氮气或高纯氩气；
清洗***包括超声波清洗机和高速离心机；超声波清洗机和高速离心机沿物料流向设置。超声波清洗过程所采用清洗溶液为去离子水、无水乙醇、稀盐酸或稀硫酸。
干燥机采用真空干燥机，防止所得产物进一步被氧化。
实施例1
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳，将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨，随后称取1g粉煤灰粉末在10MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。将压制成型的阴极片在温度为800℃空气气氛条件下烧结6h，用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。阳极为石墨棒(直径为20mm，长度为20cm)。将500gCaCl2放入氧化铝坩埚中，并整体置于石墨坩埚中以防止漏液对炉膛的损伤，使用石墨坩埚可以消耗氧气，对反应器中的气氛进行控制，使反应器内的温度升高到250℃并保温48h，对CaCl2进行烘干处理。将电解炉进行密封，打开真空抽气***，对电解炉内部进行抽真空处理，以消除电解***内部氧气，关闭真空阀，保持电解炉内部负压状态，对电解炉补充惰性气体，反复3次，保持电解炉内部较好的惰性气氛。随后在氩气条件及冷却水的保护下，通过温度控制***以4℃min-1的升温速率将反应器温度缓慢升高到850℃。
以石墨棒为阳极，泡沫镍为阴极，在2.5V恒压条件下对CaCl2熔盐进行12h预电解以去除电解质中残留的杂质。待反应电流达到稳定后，将阴极泡沫镍从反应器顶部取出并换为反应所需的阴极片。在3.0V电压下对阴极片进行18h电解后，将阴极片取出炉膛。整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。
实施例2
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在10MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。将压制成型的片在温度为800℃空气气氛条件下焙烧6h。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2-NaCl为电解质，以石墨棒为阳极，将反应电解质、反应阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度在550±15℃范围内，通过反应控制***在反应阳极与反应阴极之间施加3.4V恒定电压，对阴极片进行20h电解后，将阴极片从反应器顶部缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气(纯度不低于99.9％)保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。
实施例3
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在10MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2-NaCl为电解质，以石墨棒为阳极，将反应电解质、反应阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度在700±15℃范围内，通过反应控制***在反应阳极与反应阴极之间施加3.0V恒定电压，对阴极片进行8h电解后，将阴极片从反应器顶部缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。
实施例4
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在15MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2-NaCl为电解质，以石墨棒为阳极，将反应电解质、反应阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度在700±15℃范围内，通过反应控制***在反应阳极与反应阴极之间施加3.6V恒定电压，对阴极片进行2h电解后，将阴极片从反应器顶部缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。
实施例5
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在30MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2-NaCl为电解质，以石墨棒为阳极，将反应电解质、反应阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度在900±15℃范围内，通过反应控制***在反应阳极与反应阴极之间施加3.0V恒定电压，对阴极片进行2h电解后，将阴极片从反应器顶部缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。
实施例6
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在20MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2-NaCl为电解质，以石墨棒为阳极，将反应电解质、反应阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度在800±15℃范围内，通过反应控制***在反应阳极与反应阴极之间施加3.0V恒定电压，对阴极片进行12h电解后，将阴极片从反应器顶部缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。
实施例7
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在10MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2-NaCl为电解质，以石墨棒为阳极，将反应电解质、反应阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度在700±15℃，通过反应控制***在反应阳极与反应阴极之间施加2.4V恒定电压，对阴极片进行24h电解后，将阴极片从反应器顶部缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。
实施例8
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在45MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2-NaCl为电解质，以石墨棒为阳极，将反应电解质、反应阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度在650±15℃，通过反应控制***在反应阳极与反应阴极之间施加3.0V恒定电压，对阴极片进行18h电解后，将阴极片从反应器顶部缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。
实施例9
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在10MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2-NaCl为电解质，以石墨棒为阳极，将反应电解质、反应阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度在900±15℃，通过反应控制***在反应阳极与反应阴极之间施加2.4V恒定电压，对阴极片进行5h电解后，将阴极片从反应器顶部缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。
实施例10
称取脱碳后粉煤灰和氧化铝放入球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g混合前驱体粉末在30MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。将压制成型的片在温度为800℃空气气氛条件下烧结6h，用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2为电解质，以石墨棒为阳极，将反应电解质、反应阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度为750±15℃，通过反应控制***控制反应电压为2.8V，对片进行8h电解后，将阴极片缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到不同铝含量的硅铝基合金。
实施例11
称取脱碳后粉煤灰和氧化铝放入球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g混合前驱体粉末在10MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2为电解质，以石墨棒为阳极，将反应电解质、反应阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度为850±15℃，通过反应控制***控制反应电压为3.0V，对片进行10h电解后，将阴极片缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到不同铝含量的硅铝基合金。
粉煤灰中加入氧化铝，能有效控制产物中铝含量。
实施例12
称取粉煤灰和氧化硅放入球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g混合前驱体粉末在10MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。将压制成型的片在温度为800℃空气气氛条件下烧结6h，用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2为电解质，以石墨棒为阳极，将反应电解质、反应阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度为850±15℃，通过反应控制***控制反应电压为3.0V，对片进行20h电解后，将阴极片缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到不同硅含量的硅铝基合金。
粉煤灰中加入氧化硅，能有效控制产物中硅含量。
实施例13
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在50MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。将压制成型的片在温度为800℃空气气氛条件下焙烧6h。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2-NaCl为电解质，采用稳定的金属或陶瓷材料为惰性阳极，将反应电解质、惰性阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度在800±15℃范围内，通过反应控制***在反应阳极与反应阴极之间施加10V恒定电压，对阴极片进行24h电解后，将阴极片从反应器顶部缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。
实施例14
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在10MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。以CaCl2-NaCl为电解质，以稳定的金属基或陶瓷基材料为阳极，将反应电解质、惰性阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度在900±15℃范围内，通过反应控制***在反应阳极与反应阴极之间施加5V恒定电压，对阴极片进行20h电解后，将阴极片从反应器顶部缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。
实施例15
称取粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行12h球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在10MPa压力条件下进行阴极片(直径为20mm)的压制成型。用金属篮盛装阴极片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒；以CaCl2-NaCl为电解质，以稳定的金属基或陶瓷基材料为阳极，将反应电解质、惰性阳极、反应阴极置于反应器内，通过温度控制***控制反应器温度在900±15℃范围内，通过反应控制***在反应阳极与反应阴极之间施加7.5V恒定电压，对阴极片进行22h电解后，将阴极片从反应器顶部缓慢取出，整个反应过程均在高纯氩气保护下进行。待完全冷却后，将反应产物转移至清洗***，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对阴极片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥***在80℃条件下真空干燥2h，便可得到硅铝基合金。

Claims (6)

1.一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的方法，其特征在于，
将粉煤灰焙烧进行脱碳处理，得到除碳的粉煤灰；
将除碳的粉煤灰进行球磨，得到粒径分布均匀的粉煤灰；
将所述粒径分布均匀的粉煤灰压制成型；
将压制成型原料作为阴极并置于电解质中，在无氧条件下进行电解反应；电解反应温度为550℃~900℃；
电解反应结束后，将阴极反应产物提出并在惰性气氛下冷却至室温，将冷却后的反应产物清洗后得到硅铝基合金。
2.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的方法，其特征在于，所述除碳的粉煤灰中添加氧化铝或氧化硅。
3.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的方法，其特征在于，将电解质以设定的升温速率加热至100~300℃保温，电解前抽真空，然后在惰性气体保护气氛下电解。
4.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的方法，其特征在于，电解质为氯化钙、氯化锂、氯化镁、氯化钠、氯化钾和氯化钡中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的方法，其特征在于，压制成型过程中所采用压力为10~50MPa。
6.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的方法，其特征在于，使用石墨棒做阳极时，电解电压为2.4V~3.6V；使用惰性阳极时，电解电压为5V~10V；电解时间为2h~24h。
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