用粉煤灰生产硅铝合金可行性探讨


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标签 粉煤灰
全国燃煤发电厂每年排放的粉煤灰已超过1亿吨,储灰场占地已达数十万亩,对环境造成很大的威胁,因此,开展粉煤灰的综合利用、化害为利、变废为宝、保护环境,是我国一项长期的技术经济政策。

  一、项目实施的必要性

  粉煤灰的综合利用是一个技术含量高、市场潜力大、具有广阔市场远景、集环保与资源再生利用为一体的很有发展前途的新兴产业。国内目前对粉煤灰的综合利用,主要是进行制砖、回填、展垫道路、分选漂珠、生产水泥等方面的利用。通过化验分析,很多粉灰煤中含有大量的AL2O3和SiO2,假如利用粉煤灰提取铝硅合金,无疑讲是治理粉煤灰污染,改善环境的一种新途径,也给冶金行业开辟了铝硅合金的新来源,对电厂来讲,粉煤灰的利用有了新的途径并使企业的经济效益有了新的增长,对矿产资源方面,粉煤灰提取铝硅合金无疑即是新增添了很多铝、硅矿山,缓解了铝硅原料的紧张局面,从而能够更好利用废弃物替换原生矿物,真正体现了“没有无用的垃圾,只有错放的资源”这句至理名言,是“循环经济”的最好体现。

  目前,我国有两种生产铝硅合金的方法:第一种方法是用纯铝、纯硅熔炼后掺兑成硅铝合金,就是用电解法生产的金属铝和产业硅作原料,经过重新熔炼,按比例混合熔融制得。这样从矿石到铝硅合金成品要经过氧化铝厂、电解铝厂、产业硅厂、铝合金厂等多个企业多道工序才能完成,生产流程长,工艺复杂,能耗高,本钱高,在整个制造生产过程中,建厂周期长,投进资金多,对环境影响大;第二种方法是用高品位的铝土矿在矿热炉中炼成铝硅合金,由于生产所用的高品位的铝土矿稀缺而贵,导致原料紧张,本钱高;因此,上述两种方法生产的铝硅合金价格居高不下,迫使钢铁冶炼企业在炼钢时只得以硅铁来代替铝硅合金做脱氧剂,致使钢的质量有所下降,假如在冶炼时使用铝硅合金,就可以减少钢产生气泡的敏感性,从而进步钢的质量。

  粉煤灰提取铝硅合金就是依据粉煤灰中含有大量的AL2O3、SiO2等元素,将粉煤灰与添加剂、还原剂、 粘结剂按比例进行混合搅拌后制成高强度的球团,通过矿热炉进行冶炼还原,制得粗铝硅合金,再经精炼炉,添加精炼剂、精炼除渣、铸锭,就可制得含铝含量很高的铝硅合金。由于原料来源广阔,价格低廉,在冶炼中可直接炼成铝硅合金,因而生产本钱低,销路好,在市场上有很强的竞争力。

  铝硅合金质轻而坚韧,适用于铸造外形复杂、要求高强度、高耐腐蚀性、高气密性的铝合金铸件和压铸铝合金铸件,一般用于汽车、拖拉机、船舶、飞机、火箭及内燃机车零件以及医疗器械、仪器零件、日用品、装饰用品等行业或领域,铝硅合金在高温时还原性很强,可用于冶炼高熔点金属,如:铬、锰、钼、钒等。

  由于利用粉煤灰提取铝硅合金,既节约能源和保护环境,又实现增值转化;因此,建设粉煤灰提取铝硅合金项目是可行的也是必要的。

  二、项目实施的可行性

  ⒈原料是条件 例如:适应于炼钢作脱氧剂和发热剂的牌号FeAI17Si40的硅铝合金,它的硅铝含量要求为Si 40%,AI 21.16%,比较之下该电厂的粉煤灰是制取牌号FeAI17Si40硅铝合金的最好材料。再如:适用于铸造外形复杂、要求高强度、高耐腐蚀性、高气密性的铝合金铸件和压铸铝合金铸件,一般用于汽车、拖拉机、船舶、航空及内燃机车零件以及医疗器械、仪器零件、日用口、装饰用品等行业或领域,其铝硅含量一般为AI 72-85%,Si 9-26%,而某电厂粉煤灰中铝硅含量为AI 58.36%,Si 23.43%,比较之下该电厂的粉煤灰是制取铝硅合金的最好原料。在粉煤灰提取铝硅合金整个过程中,首先要对所使用的粉煤灰进行化验,把握其中各个成分的含量,按照铝硅的国家标准牌号规定,根据粉煤灰的基本条件进行公道的配料是可行的,假如含量不理想,可用添加剂进行改质优化也是可行的。

  ⒉团球是关键 把粉煤灰团成冷、热强度都很高的球块,离不开粘结剂和机械设备,只有把粉煤灰团成冷、热强度都很高的球块,才能进行冶炼。目前我们研制开发的粘结剂和机械设备,对粉煤灰团球后进行试验,其冷强度达到1500N/个,热强度在1600℃-2200℃温度下不散、不粉达到了冶炼的要求,因此,粉煤灰提取铝硅合金是可行的。

⒊冶炼是保证 根据冶炼要求选定冶炼炉型,确定冶炼还原温度和助溶剂、加料批次、数目以及精炼剂,配套化验仪器,由熟练的有经验的炉前工人操纵,只有这样,才能从粉煤灰中提取符合国家标准的高质量的铝硅合金。炉型、冶炼还原温度和助溶剂、加料批次、数目以及精炼剂、仪器、工人等,都是冶炼行业经过多年实践积累成熟的,因此,粉煤灰提取铝硅合金是可行的

  ⒋经济效益是落实点 目前,电解铝价格17000元/吨,硅铁价格5000元/吨,制成铝硅合金后价格在10000元/吨以上,粉煤灰提取铝硅合金需用粉煤灰约100元,添加剂约400元,还原剂约400元,粘结剂约200元,辅料约1500元,电费约4000元,总计约6600元/吨,假如按8000元/吨价格出售,取得的经济效益证实该项目是可行的。

  三、项目实施的可靠性

  ⒈工艺流程和设备配置

  A 该项目采用粘接剂高中压成型生烘干工艺流程。

  B 设备配置:a原料制备工段:粉煤灰、添加剂、还原剂和粘结剂按比例倒进 搅拌机混合揉捏均匀,由压球机辊压成型,通过低温 烘干机干燥后送进中转仓库待运。B冶炼工段:干燥一的球团按批次、数目陆续送进冶炼炉在1600℃-2200℃温度下进行冶炼,出炉后在精炼炉中提纯,然后倒进铸模冷却,清整后即为铝硅合金成品,送进成品库包装或发运。

 四、结论

  综合以上分析:建设年产1万吨粉煤灰提取铝硅合金项目是建设规模小,投进资金少,建设周期短,经济收效快的好项目
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