[发明专利]一种低品位铝资源制备铝硅合金的方法

说明书

本发明属资源综合利用的方法，尤其涉及一种低品位铝资源制备铝硅合金的方法，通过磁选初步除铁、硫酸氢铵除铁、除钙、熔盐电解等步骤制备铝硅合金。通过硫酸氢铵循环除铁，同时有效回收其中损失的氧化铝，硫酸氢铵循环使用，成本低；过程中没有废渣废水的排出，更加环保。本发明以除去氧化铁和氧化钙为目的，成本大大低于分别提纯氧化铝和氧化硅。本发明反应体系为弱酸和碱性体系，设备容易解决，利于产业化。

技术领域

本发明属资源综合利用的方法，尤其涉及一种低品位铝资源制备铝硅合金的方法。

背景技术

铝硅合金是很重要的一种工业合金，广泛地应用于航空、交通、建筑、汽车等重要行业，也用于制造低中强度的形状复杂的铸件，如盖板、电机壳、托架等，也用作钎焊焊料。该合金是一种典型的共晶型合金，相图简单，没有中间化合物产生，它具有铸造性能好、比强度高等特点。传统上生产铝硅合金采用的原料是铝土矿、高岭土和硅石矿，采用矿热炉从含铝的矿石和硅石矿中制取硅铝合金。或者采用电解铝与工业硅熔融掺兑制得，生产周期长，耗能高，生产成本高。

低品位含铝资源，如高铝粉煤灰、低品位铝土矿、煤矸石、油页岩渣等的主要成分是氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化钙、氧化钛及灼减，其中氧化铝和氧化硅总和大于60%，无疑是生产铝硅合金的可选原材料。目前采用熔盐电解的方法生产铝是金属铝生产最主要的方法，将氧化铝和氧化硅为原料直接投入电解铝系统，也可以生产铝硅合金，但氧化铁和氧化钙为最有害的杂质，氧化铁在电解过程中会被还原，影响合金质量；氧化钙会分解冰晶石，使电解质成分发生改变并增加氟化盐的消耗。采用低品位铝资源熔盐电解法制备铝硅合金的主要难题是除去其中的氧化铁、氧化钙等有害杂质。

发明内容

发明目的

为解决上述技术问题本发明提供一种低品位铝资源制备铝硅合金的方法，通过除去低品位铝资源中氧化铁、氧化钙等有害杂质，形成含有氧化铝、氧化硅为主要成分的物质，直接采用熔盐电解的方式制备合格的铝硅合金。

技术方案

一种低品位铝资源制备铝硅合金的方法，其特征在于，包括下述步骤：

（1）将低品位铝资源采用磁选进行初步选铁，得到铁精粉，用作炼铁原料；

（2）将选铁后的低品位铝资源与硫酸氢铵溶液混合，进行加热除铁，使铁含量降低至0.5%以下；

（3）反应后固液分离及洗涤，得到铝离子和铁离子的溶液及含有氧化铝、氧化硅、硫酸钙及氧化钛为主的固体，实现深度除铁；

（4）步骤（3）得到的固体经过洗涤后加入除钙剂和酸进行除钙，得到含有氧化铝、氧化硅及氧化钛为主的固体；

（5）步骤（4）得到的固体经固液分离洗涤后，进行烘干；

（6）步骤（3）得到的溶液采用重结晶除铁、树脂交换除铁、萃取除铁、针铁矿法除铁或黄铵铁钒法中的一种方法除铁，使溶液铁离子含量降低至小于等于20mg/L；

（7）向步骤（6）得到的除铁后溶液中加入氨气或氨水进行沉铝，得到氢氧化铝沉淀和硫酸铵溶液，进行固液分离洗涤；

（8）步骤（7）得到的硫酸铵溶液进行蒸发浓缩结晶，得到硫酸铵固体；

（9）将步骤（8）得到的硫酸铵固体加热至200~400℃，进行分解，产生硫酸氢铵和氨气，硫酸氢铵返回步骤（2）循环使用，氨气制备氨水或直接加入步骤（7）进行沉铝；

（10）步骤（7）得到的氢氧化铝经过分离洗涤后，进行焙烧，得到氧化铝；

（11）步骤（5）得到的固体与步骤（10）得到的氧化铝固体进行混合，再加入一定量的氧化铝粉末，调整氧化铝:氧化硅质量比为2-45；

（12）将步骤（11）调整混合后的固体粉末进行熔盐电解，得到铝硅合金产品；