電熱還原油頁巖渣制備一次鋁硅合金及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著石油和天然氣資源的日漸緊缺，油頁巖作為一種重要的替代能源資源顯示出其重要性。我國油頁巖資源查明儲(chǔ)量達(dá)到1183億t，但油頁巖含渣量高，我國每年排放的油頁巖渣在1.5億t左右，這部分渣不加以利用不僅會(huì)浪費(fèi)資源，而且污染環(huán)境。目前，油頁巖渣主要用于生產(chǎn)一些低附加值的產(chǎn)品（磚、水泥），而鋁硅合金具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及使用價(jià)值，電熱還原油頁巖渣制備一次鋁硅合金具有重要意義。
　　本文以油頁巖渣為原料，煙煤為還原劑，對(duì)電熱還原法制備一次鋁

2、硅合金的工藝進(jìn)行了研究。按Al30％-Si45％成分進(jìn)行配料計(jì)算，配料比為油頁巖渣∶煙煤∶氧化鋁∶紙漿干粉∶水=100∶52.3∶6.2∶14.3∶16.2。在此基礎(chǔ)上，以抗壓強(qiáng)度和氣孔率作為衡量球團(tuán)性能的指標(biāo)，采用單因素試驗(yàn)考察了制團(tuán)壓力、粘結(jié)劑含量、配水量及粒度對(duì)球團(tuán)性能的影響。獲得的制取生團(tuán)塊的最佳工藝條件為:物料按比例混合球磨3h后制團(tuán)，制團(tuán)壓力為25MPa、粘結(jié)劑添加量為9％，配水量為11％，此時(shí)獲得的球團(tuán)性能較好，抗壓強(qiáng)度為

3、26.35MPa，氣孔率為18.15％，滿足電弧爐冶煉要求。同時(shí)，考察了燒結(jié)條件對(duì)球團(tuán)性能的影響，結(jié)果表明隨著溫度的升高和保溫時(shí)間的延長，球團(tuán)的氣孔率逐漸上升;抗壓強(qiáng)度逐漸下降，特別是800℃以后，抗壓強(qiáng)度下降幅度很大;球團(tuán)在500℃下幾乎不導(dǎo)電，之后隨溫度升高電阻率迅速下降，較快的升溫速度對(duì)電熱法冶煉鋁硅合金是十分必要的。
　　熱力學(xué)計(jì)算表明，電熱還原油頁巖渣制備鋁硅合金需要在較高的溫度下進(jìn)行，其合適的反應(yīng)溫度約為2000～21

4、00℃。當(dāng)電壓為24～27V、電流460～470A，配碳量為94％時(shí)，冶煉過程順利，爐況較好，所得的合金純度較高。所獲合金由四個(gè)相組成，主要為一次鋁硅合金相，合金的主要成分為:Al25.4％; Si33.6％; Fe17.1％，Al、Si的實(shí)收率分別為85.73％、68.34％。煙氣的主要成分為SiO2、 Al2O3。
　　對(duì)電弧爐還原過程分析發(fā)現(xiàn)，球團(tuán)在由溫度低的區(qū)域向電弧中心區(qū)域移動(dòng)的過程中，首先是油頁巖渣在較低的溫度下分解，