[发明专利]电解AD－铝粉剂的方法制备Al－Si合金方法

说明书

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