CN1367274A - 电解AD－铝粉剂的方法制备Al－Si合金方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电解生产铝硅多元合金的方法,它属于有色金属及生产技术领域。本发明其特征在于采用Na3AlF6冰晶石作为电解质,电解质中冰晶石的分子比约为2.3～3.0;电解质温度范围为950～990℃;AD－铝粉剂分批投入电解质中。本发明的优点是循环使用再生铝厂中产生的副产物—AD铝粉剂,为再生铝厂创造增效、环保的效应。本发明的另一个优点是制备出比其他Al－Si合金制法更高含铝量的Al－Si合金,可作成铸铝的合金从而创造更高的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种电解生产铝硅多元合金的方法，它属于有色金属及生产技术领域。
背景技术
含铝量高的铝硅合金，可作为铝合金的母体，广泛用于铸铝行业。含铝量低的铝硅合金，可作为炼钢中的脱氧剂广泛使用。国内外制备AL-Si合金的方法有若干种：重溶法-AL与Si按一定的比例混合熔融而制成AL-Si合金；矿热炉法-铝土矿作为原料，在矿热炉中，炼成AL-Si合金；电炉法-AD铝粉剂作为原料制成AL-Si合金。
重溶法实际上是二次用能量溶炼，成本高；矿热炉法是天然铝土矿上炼成，常常含有Ti金属，而成品中Ti含量较高，而限制其用途；电炉法是1～6万KWH大电炉中，才得到含铝量较高的AL-Si合金，而受到设备限制。为了克服上述方法的不足，我们开发AD-铝粉剂的电解法，制取AL-Si合金的技术，即我们发明电解AD-铝粉剂的方法制备AL-Si合金的技术。
发明内容
本发明是这样实现的：一种电解生产铝硅多元合金的方法，它是AD-铝粉剂作为原料，AD-铝粉剂的化学组成为，按重量百分比：
Al 4～16％ Al2O3 55～85％
Si 1～10％ MgO 0.1～3％
CaO 0.1～3％ Fe2O3 0.1～2％
将以上原料，在冰晶石体系的电解质中，融熔电解，生产铝硅多元合金。
电解原理
(a)融溶电解
无水Al2O3融点为2000℃，SiO融点为1713℃。但是在Na3AlF6(冰晶石)中，AlF3为25％(冰晶石分子比为3)时，AlO3约1000℃熔化，而AlF3为37.5％(冰晶石分子比为1.7)时，Al2O3约725℃左右熔化。即改变冰晶石的分子比，可改变融溶电解温度。
本发明中，冰晶石的分子比约为2.3～3.0，温度范围为950～990℃。
(b)金属的电极反应
金属的电极电位顺序为Li，K，Ca，Na，Mg，Al，Si，Fe，H，Cu
电解过程中，析出顺序与上述顺序相反，即
Cu，H，Fe，Si，Al，Mg，Na，Ca，K，Li，
(c)电解反应
阴极反应
阳极反应
(d)工艺参数
电解时工艺参数为：
电解质温度 900～990℃
电流A： 7A～20A
电压V： 3.0V～5.0V
本发明的优点是循环使用再生铝厂中产生的副产物-AD铝粉剂，为再生铝厂创造增效、环保的效应。
本发明的另一个优点是制备出比其他AL-Si合金制法更高含铝量的AL-Si合金，可作成铸铝的合金从而创造更高的经济效益。
具体实施方式
在下述实施例中虽然例举的是实验室数据，实际生产中只须等比例放大各成份的重量，实际生产中的电压和电流数值以实现所需温度为准。
实施例1
在外热型实验室电解槽中，进行熔盐电解。取60g(份)AD-铝粉剂，分批投入。每隔10分钟加1.13g(1.13/60份)AD-铝粉剂，40分钟后，每隔20分钟，加2.26g(2.26/60份)AD-铝粉剂；电解时工艺参数为冰晶石分子比2.5，电解质温度965℃，电流强度15A，电压3.8V。电解10小时后，得到19.74g合金。分析产品AL-Si多元成分，按重量百分比：Al 97.30％，Si 2.02％，Fe 0.55％。
实施例2
取65gA-铝粉剂，在外加型实验室电解槽中，进行熔盐电解。AD-铝粉剂是分批投入的。起初每隔10分钟，加入1.13g(1.13/65份)AD-铝粉剂，60分钟后，每隔20分钟，加入2.26g(2.26/65份)AD-铝粉剂。电解时，工艺参数为：
冰晶石分子比：2.7
电解质温度：970℃
电流强度：16A
电压：4V
电解10小时后，得到20.01g合金。分析产品AL-Si合金成分，按重量百分比：Al 97.23％，Si 2.12％，Fe 0.57％.
实施例3
在外加型实验室，电解槽中，进行熔盐电解。取68gAD-铝粉剂，分批投入。开始时，每隔10分钟，投入1.13g(1.13/68份)AD-铝粉剂，80分钟后，每隔20分钟，投入2.26g(2.26/68份)AD-铝粉剂。电解时工艺参数为：
冰晶石分子比 2.8
电解质温度 980℃
电流强度 17A
电压 4.3V
电解10小时后，得到20.04g合金。分析产品AL-Si成分，按重量百分比：
Al 97.37％， Si 2.08％， Fe 0.6％。
实施例证明：电解AD-铝粉剂的方法，生产AL-Si多元合金时，能够得到含铝量90％左右的合金，可作为铸造铝的母合金。矿热炉法生产AL-Si多元合金时，只能得到含铝量30～40％的AL-Si合金。电炉法生产AL-Si多元合金时，只能得到含铝量40～60％的AL-Si合金。即矿热炉法和电炉法生产的AL-Si多元合金，只能作为炼钢中的脱氧剂，不能作为铸造铝用的母合金。
本法是把再生铝厂的副产物-AD铝粉剂变为宝的好办法，即把工业副产品变为用途广泛的铸造铝的母合金，从而达到增加附加价值的目的。
Claims (5)
1、一种电解AD-铝粉剂的方法制备AL-Si合金方法，其特征在于采用Na3AlF6冰晶石作为电解质，电解质中冰晶石的分子比约为2.3～3.0；电解质温度范围为950～990℃。
2、根据权利要求1所述的电解AD-铝粉剂的方法制备AL-Si合金方法，其特征在于AD-铝粉剂分批投入电解质中。
3、根据权利要求1或2所述的电解AD-铝粉剂的方法制备AL-Si合金方法，其特征在于取60份AD-铝粉剂，分批投入，每隔10分钟加1.13/60份AD-铝粉剂，40分钟后，每隔20分钟，加2.26/60份AD-铝粉剂；电解时工艺参数为冰晶石分子比2.5，电解质温度965℃。
4、根据权利要求1或2所述的电解AD-铝粉剂的方法制备AL-Si合金方法，其特征在于取65份AD-铝粉剂，分批投入，每隔10分钟加1.13/65份AD-铝粉剂，60分钟后，每隔20分钟，加2.26/65份AD-铝粉剂；电解时工艺参数为冰晶石分子比2.7，电解质温度970℃。
5、根据权利要求1或2所述的电解AD-铝粉剂的方法制备AL-Si合金方法，其特征在于取68份AD-铝粉剂，分批投入，每隔10分钟加1.13/68份AD-铝粉剂，80分钟后，每隔20分钟，加2.26/68份AD-铝粉剂；电解时工艺参数为冰晶石分子比2.8，电解质温度980℃。
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|---|---|---|---|---|
| CN103789796A (zh) * | 2014-02-19 | 2014-05-14 | 郭龙 | 一种粉煤灰资源利用方法 |
| RU2556188C1 (ru) * | 2013-12-19 | 2015-07-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов в алюминиевых электролизерах |
| CN105195749A (zh) * | 2015-10-10 | 2015-12-30 | 江苏海光金属有限公司 | 一种利用废铝制造ad粉的生产*** |
| RU2599475C1 (ru) * | 2015-06-03 | 2016-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Безотходные и малоотходные технологии" (ООО "БМТ") | Способ получения алюминиево-кремниевого сплава в электролизере для производства алюминия |
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