[发明专利]一种铝硅钛合金的制备方法

说明书

本发明提供了铝硅钛合金的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：A)将铝硅质大修渣粉碎，得到粉碎物料，所述粉碎物料中铝的含量为15wt％～20wt％，硅的含量为10～15wt％，铁的含量≤5wt％，钛的含量为1～3wt％；B)将含钛炉渣、硅钛氧化铝和所述粉碎物料混合后进入电解槽进行电解，得到铝硅钛合金；所述电解的电解质过热度为12～16℃。本申请利用电解方法来制备铝硅钛合金，该方法得到了化学性质更稳，纯度更高的铝硅钛合金，并且利用电解铝工业产生的对环境有危害的大修渣固废来制备铝硅钛合金，不仅解决了固废堆存的环境问题，并且让这些固废得以再次利用，带来直接的经济价值。

技术领域

本发明涉及铝硅质大修渣再利用技术领域，尤其涉及一种铝硅钛合金的制备方法。

背景技术

我国是铝制造大国，氧化铝、电解铝产量均占世界40％以上。优质铝土矿资源比较匮乏，远不能满足我国铝工业的发展需求，50％以上的铝土矿需进口，这严重制约了我国铝工业的发展。因此，积极开拓非传统铝矿物生产金属铝及研发新的炼铝方法，对于增加国内铝资源供给、促进铝工业可持续发展具有重要意义。

随着近几年国家环保要求的不断提高，铝电解工业中大量的废渣处理问题已成为相关企业需要解决的首要问题，迫切需要提出经济可行的废渣利用新技术。铝电解工业中，电解槽大修渣中的铝硅质固废，即铝硅质大修渣，其来源一般为电解槽内的轻质浇注料、陶瓷纤维板、粘土质隔热耐火砖、干式防渗料、高铝耐火砖、高强浇注料以及防渗砖等材料大修渣中虽然有大量的污染物成分，但是其中也含有很多有用的成分。对于铝硅质大修渣，固废中含有SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃、CaO、Al以及氟化盐等成分，这些废渣的产量每年高达数亿吨，尚未得到利用，只能采用堆积的方法处理，造成了较严重的环境污染。

目前，上述行业均已开展相关废渣的应用研究。以这些废渣为原料碳电热还原制备铝硅钛合金，然后以铝硅钛合金为原料制备铸造用铝硅合金，铝硅钛合金具有质量轻、硬度大、韧性强的特点，广泛应用于高速列车、高级轿车、摩托车的制造和航空航天、交通、建筑等工业领域。上述方法生产的铝硅钛合金中杂质含量较高，限制了碳电热法处理含铝硅废渣技术的应用。

钢铁产业的含钛炉渣或者含钛高炉渣，自上世纪60年代以来，国内外技术工作者对含钛炉渣的综合利用做了大量的研究工作，绝大多数研究工作围绕从含钛炉渣中提取金属钛、钛合金及钛化合物进行，其次是利用含钛炉渣作为建筑材料，含钛炉渣按其种类不同，其中的TiO₂含量也不同，其波动范围可达10～90％。因此，含钛炉渣的合理利用也是十分有益的。

现阶段制备铝硅钛合金的方法主要有熔融还原法和碳热还原法，熔融还原法需要把含钛炉渣、碳、金属铝、铁、镁混合均匀，再放入反应炉中进行高温熔融还原，这种方法不仅工序复杂，而且造成能源的浪费，并且烧损率高；碳热还原法的能耗高，对设备的要求也高。鉴于此，利用铝电解废渣和含钛炉渣制备出纯度高、杂质含量低、化学性质稳定的铝硅钛合金是十分必要的。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种铝硅钛合金的制备方法，该方法利用铝硅质大修渣制备出纯度高、杂质含量低、化学性质稳定的铝硅钛合金。

有鉴于此，本申请提供了一种铝硅钛合金的制备方法，包括以下步骤：

A)将铝硅质大修渣粉碎，得到粉碎物料，所述粉碎物料中铝的含量为15wt％～20wt％，硅的含量为10～15wt％，铁的含量≤5wt％，钛的含量为1～3wt％；

B)将含钛炉渣、硅钛氧化铝和所述粉碎物料混合后进入电解槽进行电解，得到铝硅钛合金；所述电解的电解质过热度为12～16℃。