[发明专利]一种用废玻璃生产铝硅合金铸锭的制备方法

说明书

本发明涉及铝硅合金技术领域，具体涉及一种用废玻璃生产铝硅合金铸锭的制备方法。本发明将废玻璃、废铝、废铝灰和碳质还原剂进行熔炼，在熔炼的过程中经化学反应生成液态的硅和金属铝，反应原理为Al₂O₃+SiO₂+5C→2Al+Si+5CO，液态的硅和金属铝直接混合成均匀的铝硅合金液，浇铸后得到铝合金铸锭。本发明将铝硅合金的生产一步完成，简化硅和铝两种矿物分开冶炼的繁复过程，可节省大量能源和降低成本。

技术领域

本发明涉及铝硅合金技术领域，具体涉及一种用废玻璃生产铝硅合金铸锭的制备方法。

背景技术

玻璃是人类现代生活中常用的一种物质，它可以做成各种器具、器皿、平板玻璃等。普通玻璃的成分主要是二氧化硅(SiO₂，即石英砂的主要成分)。制造玻璃时一般会加入碳酸钠(Na₂CO₃，即苏打)与碳酸钾(K₂CO₃，钾碱)来降低工艺温度。因为玻璃的用量很大，因而废弃物也较多，为了资源的可持续利用，可以把废弃的玻璃及制品收集起来，化害为利，变废为宝。玻璃制品的回收利用有几种类型：作为铸造用熔剂、转型利用、回炉再造、原料回收和重复利用等。这些应用虽然很成功，但是再生产品的附加值低。

同样地，废铝也是一种常用的废旧材料，大量的废弃汽车和饮料罐等含有大量的铝。再回收过程中，铝会氧化而产生一定的铝灰等产物，因其品位低不值得进一步提取铝而废弃。

目前，铝硅合金的制造主要是用液体铝和固体硅经过扩散后得到铝硅合金。因为铝的熔点约为660℃，故先把铝熔化成液体，再把硅熔解后形成铝硅合金液，再经检验、浇铸成铝硅合金铸锭。由于硅的熔点在1440℃，扩散速度慢，所以制造过程需花费较长的时间，会消耗大量的能源。另外在制造合金的过程中，硅表面容易形成氧化物(SiO₂)，会进一步降低硅的扩散，同时也使硅的耗损率高达10～20％，严重影响生产效率与成本。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种用废玻璃生产铝硅合金铸锭的制备方法，本发明提供的用废玻璃生产铝硅合金铸锭的制备方法以废玻璃、废铝和废铝灰为原料，废品回收附加值升高，方法简单、效率高和能耗低。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种用废玻璃生产铝硅合金铸锭的制备方法，包括以下步骤：

将废玻璃、废铝、废铝灰和碳质还原剂进行混合和高温熔炼，得到铝硅合金液，所述铝硅合金液中包括液态硅和液态铝；所述液态硅和液态铝满足所得铝硅合金铸锭的元素比；

将所述铝硅合金液进行浇铸，得到铝硅合金铸锭。

优选的，所述废玻璃、废铝、废铝灰和碳质还原剂的粒径独立地为10～100mm。

优选的，所述碳质还原剂包括焦炭、石油焦和煤中的一种或多种。

优选的，所述碳质还原剂中的C元素的质量为废玻璃、废铝、废铝灰和碳质还原剂总质量的5～35％。

优选的，所述废铝和废铝灰中的Al元素的总质量与废玻璃中的Si元素的质量比为(75～95)：(5～25)。

优选的，所述废玻璃中Si元素的质量百分含量≥90％。

优选的，所述废铝灰中Al元素的质量百分含量为15～30％。

优选的，所述熔炼的温度≥1500℃，所述熔炼的时间≥2h。

优选的，所述浇铸前还包括将所述铝硅合金液进行中间处理，所述中间处理包括净化和成分校验，所述成分校验的方法包括光谱法。

优选的，所述中间处理还包括添加微合金元素；