[发明专利]一种利用含钛渣和废铝合金制备硅基材料和低Fe共晶Al-Si合金的方法

权利要求书

1.一种利用含钛渣和废铝合金制备硅基材料和低Fe共晶Al-Si合金的方法，其特征在于具体步骤包括：

步骤1、将含钛渣和添加剂混合均匀后与低纯硅物料一起在还原温度为1723K~1973K下还原熔炼0.5~10h，低纯硅物料将含钛渣中的钛氧化物还原出来，经渣金分离后得到Si-Ti合金和废渣；

步骤2、将步骤1得到的Si-Ti合金和废铝合金在定向凝固炉中熔炼温度为1673K~1973K下熔炼形成Si-Ti-Al中间合金，Si-Ti-Al中间合金进行定向凝固分离和提纯，根据晶体析出的顺序，得到Ti₅Si₃、TiSi₂、超冶金级硅、低Fe共晶Al-Si合金高附加值产品的合金锭，其中在形成低Fe共晶Al-Si合金之前会形成含Fe和Mn主要杂质的杂质层；

步骤3、通过机械切割分离将步骤2得到合金锭进行切割，得到Ti₅Si₃、TiSi₂、超冶金级硅、低Fe共晶Al-Si合金，并机械切割去除杂质层，达到去除Fe和Mn等主要杂质的目的。

2.根据权利要求1所述的利用含钛渣和废铝合金制备硅基材料和低Fe共晶Al-Si合金的方法，其特征在于：所述步骤1中含钛渣为含有钛氧化物的熔渣，包括含钛高炉渣或钛氧化物与氧化物形成的熔渣。

3.根据权利要求1所述的利用含钛渣和废铝合金制备硅基材料和低Fe共晶Al-Si合金的方法，其特征在于：所述步骤1中添加剂为CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃中的一种或几种混合物，添加剂量和混合物比例根据含钛渣的组成而定。

4.根据权利要求1所述的利用含钛渣和废铝合金制备硅基材料和低Fe共晶Al-Si合金的方法，其特征在于：所述步骤1中低纯硅物料为低纯工业硅、硅废料以及硅基合金，其中硅废料包括失效太阳能电池硅片、边皮料或金刚线切割废硅料。

5.根据权利要求1所述的利用含钛渣和废铝合金制备硅基材料和低Fe共晶Al-Si合金的方法，其特征在于：所述步骤2中定向凝固炉包括电阻加热的定向凝固炉、电磁感应加热的定向凝固炉或者区域熔炼炉。

6.根据权利要求1所述的利用含钛渣和废铝合金制备硅基材料和低Fe共晶Al-Si合金的方法，其特征在于：所述步骤2中定向凝固中定向移动速度为大于等于10μm/min。