碳热还原铝土矿尾矿制取一次铝眭合撇力学分析和实验验证.pdf

第 2 6卷第 1 期 2 0 1 0年 2月 有色矿冶 NoN F ERROUS I D iG AND M ETALLURGY Vo 1 ． 2 6． № l Fe b r u a r y 2 01 0 文章编号 1 0 0 7 9 6 7 X 2 0 1 0 0 1 0 0 3 8 0 6 杨 栋， 冯乃祥， 王耀武， 彭建平， 狄跃忠， 王紫千 东北大学 材料与冶金学院 ， 辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 4 摘要 对碳 热还原铝土矿尾矿可能发生 的反应进行 了热力学分析 。利用 T G、 X R D、 X R F 、 S E M E D S 等技术研究了产物的生成过程、 F e O ，对反应的影响以及产物的物相组成。结果表 明 ， F e O 可以降低反应温度和 S i C的生成率 ， 提高 A 1 O ， 的还原 率。碳热还原 铝土矿尾 矿合适 的反应温度为 1 9 0 0℃ 。整个还原过程可分 为4个阶段 ， 其中以碳化物的生成与分 解阶段为主。产物中除含有铝硅铁相生成外， 还有残留的A 1 O 、 单质铝和碳化物相存在。 关键词 铝土矿尾矿； 碳热还原； 铝硅合金； 热力学分析 中图分类号 T F 1 2 5 ． 2 2 文献标 识码 A 0 前言 选矿拜尔法生产氧化铝工艺中要产出大量的铝 土矿尾矿。一方面， 这些尾矿堆存会 占用土地 ， 污染 环境， 危害人体健康 ； 另一方面， 尾矿 中含有大量 有用资源， 铝／ 硅比在 1 ． 5左右， 高于高岭土 ， 是一种 具有很大开发利用价值的二次资源 J 。另据文献 报道 ， 铝硅合金以其优 良的机械 、 焊接、 导热及 耐蚀性能已被广泛地应用 于汽车、 航空 、 电力 、 军工 等领域， 所有铝基合金 中， 尤 以铝硅合金 的用量为 大。目前 ， 生产铝硅合金的方法主要有兑掺法和碳 热法。比之兑掺法 ， 碳热法制取铝硅合金具有流程 简单、 设备投资少 、 能量利用率高 、 电能消耗少 、 对原 料要求低 高岭土 、 粘土即可作为原料 等优点 7 ． 。 因此， 以铝土矿尾矿为原料碳热法制取铝硅合金 的 研究具有重大意义。 碳热法直接还原铝土矿尾矿所得的产品为一次 铝硅合金。一次铝硅合金可直接作为炼钢脱氧剂或 皮江法炼镁的还原剂， 还 可经过进一步精炼而制得 铸造铝硅合金。由于反应是在高温条件下进行的， 其间除了 S i O ， A 1 O 。 ， C， A 1 ， S i 的相互作用外 ， 还有 F e O ， T i O ， C a O等其它氧化物 的影响。另外 ， 它们 所生成 的中间化合物如 A 1 O C， A 1 C ， ， A 1 O， S i C， S i O， F e O等 ， 又会相互作用 ， 物理化学 过程非常复 杂。基于此 ， 本文作者对整个反应过程进行了热力 学分析与实验验证。 1 实验 实验 以浮选后的铝土矿尾矿和工业级氧化铝 使尾矿中铝／ 硅 比增加 以获取高铝的一次铝硅合 金 为原料 ， 优质神府烟煤为还原剂 ， 亚硫酸盐纸浆 废液为粘结剂。尾矿的化学分析见表 1 ， X R D分析 见图 1 ， 可见 ， 尾矿 中主要矿物相为一水硬铝石 、 伊 利石 、 赤铁矿 ， 另外还有少量的锐钛矿、 氢氧硅酸钙 石 、 斜 绿泥石 等 。 表 1 铝土矿尾矿 的化学成分 Ta b l e 1 Ch e mi c a l c o mp o s i t i o n o f b a u x i t e t a i l i ng 重 基 含量 ％ 4 3 ． 8 2 6 ． 3 3 1 0 ． 5 2 3 ． 0 8 2 ． 8 0 ． 4 2 0 ． 1 4 1 2 ． 9 1 r 2 0 ／ 图 l 尾矿 的 X R D图 F i g ． 1 XR D p a t t e rn of b a u x i t e t a i l i n g l 一水硬铝石 ； 2 伊利石 ； 3 赤铁矿 ； 4 锐钛矿； 5 硅酸钙 ； 6 斜绿泥石 C l i n o c h l o r e 。 将上述物料按 比例混匀 ， 按文献 所获的工艺 基金项目 国家高科技发展计划 8 6 3 基金资助项 目 编号 2 0 0 7 A A 0 6 Z 1 1 6 收稿 日期 2 0 0 91 2 2 5 作者简介 杨栋 1 9 8 1 一 ， 男 ， 陕西高陵人 ， 博士研究生， 主要研究方向为碳热法制取铝硅合金 。 第 1 期 杨栋等 碳热还原铝土矿尾矿制取一次铝硅合金的热力学分析和实验验证 3 9 条件制团， 而后在以氩气为保护气体的真空碳管炉 内烧结 ， 烧结温度 1 6 0 0～ 2 0 0 0℃．采用 D ／ m a x R B型 x衍射分析仪 分析产物 的物相组 成， S S X一 5 5 0扫描电子显徽镜 S E M 进行形貌和 E D S研究。 热重分析采用德国耐驰 S T A 4 0 9 C D综合热分析仪 ， 高纯氩气 9 9 ． 9 9 9 ％ 为吹扫气体， 氩气流量 5 0 m L ／ ra i n ， 升温速率 1 0 K ／ ra i n 。考虑到 s i 在整个碳热还 原过程中的重要作用及其易于氧化的性质 ， 本试验 在进行 X R D、 S E M 测试 时未进行 氧化脱 碳处理。 X R F 1 0 0一E 和红外定硫定碳仪 C S一 2 4 4 分别用 于测试 A 1 O 的还 原率 和 S i C的生 成率 ， 根据 文 献l l ， 用于测试的试样先用盐酸酸洗以除去金属 A l 与 A 1 C 等干扰物， 然后在空气中8 0 0 o C焙烧 5 h以 除去残留的游离碳。 2 热力学分析 如前所述 ， 碳热法还原铝土矿尾矿直接制取一 次铝硅合金的反应过程十分复杂， 其间主要涉及到 S i O，一 C， A】 ， O 一 C，F e ， 0 一 C， Al ， O 一 S i O 一 C， A 1 2 O 3 一 S i O 2 一F e O 3一C系 ， 因 S i O 2 一C，F e 2 O 3～C 系前人已有较多研究 ， 故不再赘述。 2 ． 1 A 1 2 O3 一C系 表 2 A I 0 ， 一C系中可能发生的化学反应及其标准 G i b b s自由能与温度的关系” Ta b l e 2 Re l a t i o n s hi p be t we e n s t a nd a r d Gi b b s e n e r gy AG。a n d t e mp e r a t u r e T o f s ome r e a c t i o n s i n A1 2 03一C s y s t e m 从图 2可以看出， 反应 1 的起始 温度高于反 应 4 ， 与反应 5 接近 ， 即在 c对 A 1 O 还原的同 时， 必 然 会 有 A l c ，和 A 1 O C生 成 ， 但 是 生 成 A 1 O C会与 C在更 低的温度进一步发生反应 6 而又生成 A 1 C ， 因此反应系统 中必然存在大量的 A l C 。A l C 在高温下具有 良好的化学稳定性 ， 分 解温度高达 2 5 l 4 c c， 而且其蒸汽压与铝液的蒸汽 压相近 ， 即使在蒸汽状态也很难将两者分离 。另外 ， 在熔融状态下 ， A 1 O ， A 1 ， A I C 之间有很大的溶解 度， 导致 A l 的提取率非常低 ” 。因此 ， 直到 目前为 止 ， 碳热还原法直接制取金属铝仍未实现工业化。 ⋯ r I ， K 图 2 A 1 2 O 3 一C系中各可能反应的 A G 。 一T图 F i g ． 2 D i a g r a m o f A G o T f o r S O r l r e a c t i o n s i n A l 2 03 一 C s y s t e m 2 ． 2 A1 2 O3 一 S i O2一C系 碳热法还原氧化铝直接制取铝单质是 困难的， 但当 A 1 O ， 和 S i O 共同被 C还原时， 碳热单独还原 氧化铝反应 中遇到的许多 问题都能得 到很到的解 决， 这已为实验所证实 。碳热共同还原 A 1 O ， 和 S i O 所涉及的化学反应如表 3 因 A 1 O 一S i O 2 一 c系 中的化 学反应较 多， 既包括 A 1 O 一C系， S i O 一 C系的内部反应， 也包括两个系统之间的反 应， 为便于分析 ， 已将 A 1 ， O 一C系单独列出分析 ， 因 此下表 3所 涉及的化学 反应不包 括表 2中各 反 应 。 表 3 A I O 3 一S i O 一C系中可能发生的化学反应及其标准 G i b b s自由能与温度的关系⋯ ” ] T a b l e 3 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n s t a n d a r d Gi b b s e n e r g y AG。 a n d t e mp e r a t u r e T o f s o me r e a c t i o n s i n A I 2 O3一 S i O2一C s y s t e m 从图 3可以看出， S i ， S i C的生成反应的起始温 度较低， 易于生成 ， 而 S i C具有很高的化学稳定性， 难于分解， 因此其危害性比 A 1 C 更大， 是工业上导 致炉底上涨的主要原因。反应 1 1 ， 1 2 ， 1 5 的 发生均须在较高的温度下进行， 起始反应温度分别 为 2 1 2 7 ． 6℃ ， 2 1 9 5 ． 6 o c， 2 1 6 1 ． 3℃ ， 因反应 1 1 已经验证在 1 9 0 0 o C， 1 0 1 3 2 5 P a 可以发生 ， 故 在此仅对 1 2 ， 1 5 进行分析。反应 1 2 ， 1 5 起 始温度均未考虑反应的 C O分压及生成铝硅合金的 有色矿冶 第 2 6卷 活度的影响， 若考虑这二者的作用 ， 反应温度可以大 大降低。 图 3 A 1 O ， 一C系中各可能反应的 A G 。 一T图 F i g ． 3 D i a ga m o f A G o Tf o r n i n A 1 2 0 3一 C s y s t e m A G1 7 0 7 5 0 06 9 1 ． 6 4 TR T l n 2A l P 0 A G 2 1 5 5 4 8 18 8 5 ． 5 4 TR T l n 4A J p4 o 1 7 图4是反应 1 2 ， 1 5 起始反应温度 T和 P 。 与活度积的关系图 反应的起始温度 随着 P 。 和活 度积的不断下降而下降 ， 因此， 降低反应体系的活度 积或 C O分压将有利于铝硅合金 的生成 ， 这也是工 业生产中要求物料制 团， 并且所制团块必须要有较 大气孔率和抗压强度 的原因。实际生产过程中 C O 为负压， A l 、 s i 的活度积远小于 1 ， 则可得碳热还原 制取铝硅合金合适的反应温度为 2 0 0 0～ 2 1 0 0 o C。 2 ． 3 F e 2 0 3 对 A 1 2 O 3 一S i O 2 一C系物理化学反应的 影响 应 f 1 F 培． 4 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n a c t i v i t y p r o d u c t ， C O p r e s s u r e a n d b e g i n n i n g t e m p e r a t u r e o f a r e a c t i o n 1 2 ， a n d b r e a c t i o n 1 5 在 A 1 O 一 S i O 一F e O 一C系 中， C首先与 低 ， 同时， 游离 F e 还有助于破坏碳热还原过程 中容 F e O ， 发生如下反应 ， 生成 C O气体。 易生成的碳化物 ， ” 因缺少铝铁 的热力学数据 ， F e 2 O 3 1 1 C 2 F e 3 C 9 C O 1 8 未列出 F e 破坏 A 1 C 3的反应方程 。 AG。1 4 3 7 9 3 7 1 5 4 7 ．2 9 T ； T 始 9 2 9 K F e S i CF e S i C 2 0 F e 2 O3 十3 C2 F e3 C O 1 9 AG。4 71 8 235 0 8 ．4 3T； T始 9 2 7 K 尾矿物料与 C粉均为固体粉末 ， 它们之间为点 接触， 发生上述反应后 ， C与 F e O 之间的接触面积 就会大大减小 ， 还原过程如要继续只能靠 C粉在氧 化物表面的不断溶解 、 扩散才能进行 ， 反应程度有 限。 但是， 由于 C O气体的生成， F e O 会与之在低 温下不断反应生成最终产物 F e ， 同时， 碳热法生产 铝硅合金的过程中反应系统 中一直有大量的 C O气 体生成， 因此该反应进行地较为彻底。游离的 F e 、 S i 、 A l 在高温下形成合金 ， 三组元活度均呈负偏差 ， 其中， 尤以 F e组元的负偏差为大 ， 因此 ， F e的存 在将使一次铝硅合金生成反应 的起始温度大大降 AG。41 4 4 9． 3 23 8 ．2 7 T； T始 1 08 3 K 2 ． 4其它 氧化 物的 影响 其它氧化物的影响见表 4 。 表 4 幕l化彻口 T a b l e 4 Re l a t i o n s h i p b e t we e n s t a n d a r d Gi b b s e n e r g y AG。 a n d t e mp e r a t u r e T o f o t h e r o x i d e s i n b a u x i t e t a i l 第 1 期 杨栋等 碳热还原铝土矿尾矿制取一次铝硅合金的热力学分析和实验验证 4 1 图 5 铝土矿尾矿 中其它氧化物反应的 A G 。 一 T图 F i g． 5 Di a g r a m o f AGOT f o r o t h e r o x i d e s i n b a ux i t e t a i l 从图 5 可以看 出， C a O与 C反应生成游离态 C a的温度较高， 但却易和氧化物与 A l C 反应 ， 对 碳化物有很大的破坏作用， 但是 ， C a O可以与炉 内耐 火材料作用而将其破坏， 因此物料中的 C a O并非越 多越好 ； T i O 还原生成 T i C与 T i ， T i 进入合金增大 铝硅合金的粘度 ， 给进～步处理带来困难； Mg O还 原生成 M g蒸汽逸出， 带走一部分热量 ， 不利于炉温 的升高 ， 但从尾矿中这些物质的含量较少， 因此它们 对一次铝硅合金的制取影响不大。 2 ． 5 A l ， S i 的损 失 高温下 ， 如果操作不当， 还会发生如下反应， 而 导致铝 、 硅的损失 ， 实验时应予以重视。 S i O 2 S i 2 S i O g 2 9 AG。6 9 6 3 6 0 3 3 8 ．4 0 T； T始 2 0 58 K A 1 ， O 4 A 1 3 A 1 ， O g 3 0 AG。1 1 7 0 8 0 0-4 71 ． 3 5 T； T始 2 48 4 K 6 A 1 3 C OA 1 4 C A 1 ， O 3 1 AG。 一1 6 0 4 7 0 0 6 7 5 ．61 t 3 实验结果与讨论 3 ． 1 T G测试 图6为铝土矿尾矿与 C在 以高纯氩气为吹扫 气氛下整个还原反应过程的 T G曲线。从整个图谱 来看， 反应的失重很大 ， 高达 7 8 ％ ， 这主要是因为铝 土矿尾矿脱水 ， A I O ， S i O 等氧化物碳热还原过程 产生大量的 C O、 S i O等气体所致。整个反应过程可 分为 4个阶段 第 1阶段 0～7 0 0 o C ， 尾矿中一水 硬铝石 、 伊利石 、 煤粉的脱水 以及 F e 0 的还原， 这 一 阶段因有水分的蒸发及 C O等气体的逸出， 失重 较大； 第二阶段 7 0 0～1 4 5 0℃ ， 主要为尾矿内部 矿物晶形转变而生成莫来石 ， 失重较小 ； 第 3阶 段 1 4 5 0～ 1 8 5 0℃ ， A 1 2 O 3 ， S i O 2 ，C a O， T i O 2等与 碳粉发生剧烈的反应 ， 产生大量的 C O，A 1 O， S i O， Mg 气体而被氩气带出反应体系， 整个反应系统失重 达 5 0 ％； 第 4阶段 1 8 5 02 0 0 0℃ ， 物料失重变 小 ， 可能是生成的 A l ， s i 等按反应 2 9 ， 3 0 继续 发生反应而产生失重。 图 6 铝土矿尾矿碳热还原过程的 T G曲线 Fi g ． 6 TG e u r v e o f c a r b o t h e r ma l r e du c t i o n o f b a ux i t e t a i l i n g 3 ． 2 反应温度的影响 【2 0 图 7 不同温度下产物的 X R D图 Fi g． 7 XRD p a t t e r n s o f t h e p r o d uc t s a t v a l 3 O t l S t e mp e r a t u r e 1 I 6 0 0℃ ； 2 1 7 0 0℃； 3 l 8 0 0 o C； 4 1 9 0 0 ℃ ； 5 2 0 0 0 q C 1 Al 2 03； 2 C a 0 6 AI 2 O3； 3 S i C； 4 s j 02 ； 5 S i F ； 6 C； 7 Al 4 C 3 ‘x S i C； 8 S i _r i ； 9 A 1 、 S i F e ； 1 O S i 。 为进一步了解碳热还原铝土矿尾矿的反应过 程 ， 实验又分别在 1 6 0 0 o C， 1 7 0 0℃ ， l 8 0 0℃ ， l 9 0 0 ℃和 2 0 0 0 o C下反应后的产物进行 了 X R D分析， 结 果如图 7所示。可见， 反应温度对产物的物相组成 影响很 大。I 6 0 0 o C时产 物 的物 相组 成 主要 是 A 1 ， O 、 S i O 和 C a O， S i O 已开始转变为 S i C并有 S i 4 2 有色矿冶 第 2 6卷 一 F e 合金生成。当升温至 1 7 0 0℃时 ， 开始有 A l C 相出现。根据反应 6 ， 该反应只有在 1 9 9 1 o C才开 始发生， 远远高于本实验的 1 7 0 0 o C。这主要是 因 为热力学计算假设气压为 0 ． 1 M P a ， 而实际的 C O分 压远小于 0 ． 1 MP a 。同时， 随着反应温度 的升高 ， A l C x S i C峰逐渐减弱 ， 这可能归因于反应 1 0 ， 1 2 ～ 1 4 ， 2 0 的发生 ， 说明碳热还原过程中伴 随着碳化物的生成与分解 。当继续升温至 1 9 0 0 o C 时 ， 反应产物主要由 A l S i F e合金 一次铝硅合 金 和碳化物组成， 继续升高温度 ， 产物的成分变化 不大。因此 ， 可以认为， 碳热法制取一次铝硅合金合 适的反应温度为 1 9 0 0℃。另外 ， 值得注意的是 ， 从 1 6 0 0 o c到 2 0 0 0 o C， 产物 中一直有大量 的 S i C存 在 ， 这主要是因为 S i C易于生成却较难分解 ， F e的 破坏能力有限所致。 3 ． 3 F e ， O 添加对制取一次铝硅合金的影响 2 e 图 8 F e 2 O ， 添加对 碳热还原 A I 2 O 3 和 S i O 2的影响 H g ． 8 E ff e c t 0 f q a d d i ti o n on c a t i x l h e mn l O il o f A 1 2 0 3 a n d S i o 2 a A I 2 O 3 一S iO2 一C s y s t e m； b A I 2 O 3一 S i O 2 一F e 2 O 3一C s y s t e m l Al S i F e ； 2 C； 3 F 。 3 C； 4 s j C； 5 Al 4 C3‘x S i C； 6 F e S i ； 7 Al 2 O3； 8 S i 。 图 8 a ， b 分别是物料配比为 A 1 O S i O C1 ． 3 1 1 ． 4及 A1 2 O3 S i O2 F e 2 O 3 C1 ． 5 1 0 ． 5 1 ． 5 ， 反应温度 1 9 0 0℃ ， 反应时间为 1 h 时产物的 X R D图谱 。图8 a 所生成的产物 中有大 量的碳化物生成 ， 另外还含有少量的单质 S i 及未还 原的 A 1 ， O ， 没有 A l S i 相生成 。这是因为物料配 比中 A 1 ， O 的含量较高 ， 导致碳化物的大量生成而 使得 A l s i 合金 的生成困难 ， 此外， 反应 温度较低 以及升温速度较慢也是导致碳化物大量生成的主要 原因。图 8 b 虽也有碳化物生成， 但数量明显下 降， 而且已有为数不少的 A l s i F e合金生成， 产 物中未见有 A 1 O 残 留。可见 ， F e O 的加入有利 于提高 A 1 O 的还原率 ， 抑制碳化物 的生成。为进 一 步确定 X R D的分析结果 ， 实验利用 X R F 1 0 0一 E 及红外定硫定碳仪 C S一 2 4 4 对 A 1 0 的还原率 和 S i C的生成率分别进行分析。分析结果列于表 5 中， 与 X R D分析结果相似， F e O 添加后 ， A 1 O 的 还原率升高而 S i C的生成率降低。这是因为 ， 一方 面， F e ， s i ， A l 三种物质可以在高温下无限互溶从而 导致 A l s i 活度下降， 反应在较低温度下就可进 行， A 1 O 的还原率提高。另一方面， F e 在高温下可 以分解破坏生成的碳化物而使得生产 A l S i F e 合金比生产 A 1 一s i 合金容易得多。 表 5 F e O 添 加对 A l O ， 还原率和 S i C生成率的影响 Ta b l e 5 Ef f e c t o f Fe 2 O3 a d di t i o n o n t h e r e d u c t i o n r a t e o f A1 2 03 a nd y i e l d o f Si C 3 ． 4 S E M测试 图 9 烧结产物的背散射电子像 Fi g ． 9 Ba c ks c a t t c r e d e l e c t r o n i ma g e o f t h e s i n t e fin g p r o d u c t s 图9为 1 9 0 0℃保温 1 h所得产物的背散射电 子像。产物包括有 6个不同相， 各不同相 的 E D S分 析结果列于表 6中。白色相主要是 A l s i F eT i 合金 ， 另有少量的 C 、 P夹杂。灰 白色相和灰色相均 为 A l s i F e合金 ， 不同的是各元素含量不 同； 灰 黑色相绝大部分为 A l ， 而 O含量非常少， 表明合金 中有游离 A l 存在 ， 但是 1 9 0 0 o C下的产物的 X R D 图谱并未发现 A l 单质的存在 ， 这可能是由于游离态 的 A l 含量不够高 ， 达不到 X R D的检测限所致； 黑灰 色带状物和黑色块状物均为 A l S i C合金 ， 根据 表 6和 X R D测试结果， 这两相分别是 A 1 C S i C 和 A l C 4 6 S I C 。需要注意的是， 由于 E D S测试技 术本身的缺陷 E D S闪烁探测器可以检测到原子序 第 1 期 杨栋等 碳热还原铝土矿尾矿制取一次铝硅合金的热力学分析和实验验证 4 3 数 ≥5的元素， 但对原子序数 8的元素检测非常困 难 ， 碳含量测试结果并非十分精确。 表 6 烧结产物的 E D S分析结果 Ta b l e 6 EDS r e s u l t s o f s i n t e r i n g pr o du c t s a l l o y s J ] ．Ma t e r i a l s L e t t e r s ， 2 0 0 8 ， 6 2 3 6 5 3 6 9 ． Z e r e n M ，Ka r a k u l a k E．I n fl u e n c e o f T i a d d it i o n o n t h e mi c r o s t r u c l u r e a n d h a r d n e s s p r o p e r t i e s o f n e a r e u t e c t i c A I S i a l lo y s J ] J o u rna l o f a l l o y s a n d C o mp o u n d s ， 2 0 0 8，4 5 0 2 5 52 6 9 ． F e n g H K，Y u S R，L i Y I ，e l a 1 ．Ef f e c t o f u l t r a s o n i c[ r e a tn l e n t o n m i e m s t r u e t u r e s o f h y p e r e u t e e t i e A I S i a l i a [ J ] ． J o u r n a l o f in a - t e r i a l s p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y ， 2 0 0 8， 2 0 8 3 3 03 3 5 ． 杨 重愚． 轻金 属冶金 学 [ M] ． 北 京 冶金 i 业 出 版社 。 1 9 9 1 2l 】 ， 邱竹贤． 有色金褐冶金学 [ M] ． 北京 冶金 工业出版社 ， 1 9 8 8 8 68 7 ． 杨栋 ， 傅大学， 王耀武 ， 等． 以铝土矿尾矿为原料碳热法制取 4 幺 击 诊 铝硅 合金中 生团 块的 性能[ J ] ． 过程 工程学报， 2 0 0 8 ． 8 5 9 2 0 。 H ， U 一9 2 5 ． I 碳热共同还原 A 1 2 O ， S i O 制取铝硅合金 1 o ]姚广 春， 孙 挺， 张晓明， 等． 配碳 量等因 素对电热 法冶 炼铝 需在较高的温度下进行 ， 合适的反应温度为2 0 0 0～ 硅合 金还别豆 应的影响[ ． 有色金属 冶炼部分 ， 1 9 9 8 , 2 0 0℃ ； F e 2 O 3不仅可以提高 A 1 z O 3的还原率 ， 降 l 1 ] ， 昌． 无机热力学 数据手册 [ M ． 沈阳 东北大学 低 S i C的生成率， 而且可 以降低还原反应的温度， 而 出 版社 ，1 9 9 3 4 4 94 7 9． 使碳热还原铝土矿尾矿制取一次铝硅合金易 于进 1 2 j 戚大光， 任锁堂 炭热还原铝土矿的研究[ J ． 化工冶金， 行， 其合适的反应温度约为 1 9 0 0 o C， 尾矿中其它氧 1 9 8 9 ， 1 0 4 1 9 ． 化物杂质的影响较小。 ] 东 北工学院 轻金属教 研组 轻金属冶金学 M - 北京 冶金 工 ． I_ 警 反 应 程 大 为 4 l爪 矿 协39 ． ⋯⋯一 ． 沈 脱水及氧化铁还原阶段 ； 尾矿内部矿相莫来化阶段 ； m t 3 v 出版社 ， 1 9 9 8 ． ‘ 碳化物的生成与分解阶段 ； 生成物的损失阶段。 l 5 吴贤 熙 A I S i F e 三元合金 组元活度的计 算 ． 中国 有色 参考文献 金属学报， 1 9 9 9 ， 9 3 6 2 7 6 3 0 ． [ 3 ] Y O U J ， WA N G Y W， F E N G N x， e t a 1 ． P r e p a r a t i o n o f c a s t i n g a l 一 一一中国有色金属学会第七届学术年会论文集 ， 2 0 0 8 2 3 3一 4j O s 6 r io W R．G o u l a r l P R，G a r c i a A ．E f f e c t o f s il i c o n c o n t e n t o n 硅 【 M] ． 北京 科学出版社 ， 2 0 0 4 2 6 4 ． Th e r mo d y n a m i c An a l y s i s a nd Ex pe r i me n t a l Te s t o f Co a r s e Al S i Al l o y Pr e p a r e d b y Ca r bo t h e r ma l Re d uc t i o n o f Ba u x i t e Ta i l YAN G D o n g ， F E NG Na i x i a n g， WAN G Y a o W U， P E NG J i a n p i n g ， D I Yu e - z h o n g， WAN G Z i q i a n S c h o o l o f Ma t e r i a l s a n d Me t a l l u r g y ， N o r t h e a s t e r n U n i v e r s i t y ， S h e n y a n g I 1 0 0 0 4， C h i n a 5 6 7 8 9