一种利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109402420A(43)申请公布日2019.03.01(21)申请号201811269950.9(22)申请日2018.10.29(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人雷云邱鹏马文会王超伍继君魏奎先秦博李绍元颜恒维谢克强(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C14/00(2006.01)C22C21/02(2006.01)B22D27/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法(57)摘要本发明涉及一种利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法，属于二次金属资源再利用和材料制备技术领域。将含钛高炉渣、铝物料和添加剂混合均匀得到总物料，在熔炼温度为1573K~1973K下保温0.5~10h，然后进行渣金分离得到Ti-Si-Al合金；将得到的Ti-Si-Al合金采用电磁或电阻加热方式的定向凝固法以定向凝固速度为10~4000μm/min进行分离和初步提纯，机械切割分离后得到Ti-Si合金和Al-Si合金；将得到的Ti-Si合金进行研磨后酸洗、真空熔炼法或真空定向凝固法去除杂质再次提纯后得到高纯Ti-Si合金。本发明为复杂含钛高炉渣资源的经济利用提供了新路径。CN109402420ACN109402420A权利要求书1/1页1.一种利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、将含钛高炉渣、铝物料和添加剂混合均匀得到总物料，在熔炼温度为1573K~1973K下保温0.5~10h，然后进行渣金分离得到Ti-Si-Al合金；步骤2、将步骤1得到的Ti-Si-Al合金采用电磁或电阻加热方式的定向凝固法在1400℃以上、以定向凝固速度为10~4000μm/min进行分离和初步提纯，机械切割分离后得到Ti-Si合金和Al-Si合金；步骤3、将步骤2得到的Ti-Si合金进行研磨后酸洗、真空熔炼法或真空定向凝固法去除杂质得到高纯Ti-Si合金。2.根据权利要求1所述的利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法，其特征在于：所述步骤1中含钛高炉渣包括低钛型、中钛型、高钛型高炉渣中的一种，或是含钛高炉渣加工后得到的高钛渣，或是钒钛磁铁矿经选矿后产生的尾矿。3.根据权利要求1所述的利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法，其特征在于：所述步骤1中铝物料为铝或铝合金。4.根据权利要求1所述的利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法，其特征在于：所述步骤1中添加剂为CaO、MgO、SiO2、Al2O3中的一种或几种任意比例混合物。5.根据权利要求1所述的利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法，其特征在于：所述步骤3中Ti-Si合金进行研磨后酸洗具体过程为：首先将Ti-Si合金研磨成粒度<100μm的粉末状，然后按照固液质量比为1:1~1:20加入含盐酸的浸出剂，在温度为298K~363K下酸洗0.5~10h。6.根据权利要求1所述的利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法，其特征在于：所述步骤3中Ti-Si合金进行真空熔炼法过程为：在真空度<10Pa，熔炼温度为1673K~1973K，熔炼时间为大于0.5h。7.根据权利要求1所述的利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法，其特征在于：所述步骤3中Ti-Si合金真空定向凝固法过程为：在真空度<10Pa，熔炼温度为1673K~1973K，下拉速度小于3000μm/min。2CN109402420A说明书1/4页一种利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法技术领域[0001]本发明涉及一种利用含钛高炉渣制备钛硅和铝硅合金的方法，属于二次金属资源再利用和材料制备技术领域。背景技术[0002]我国的钛储量居世界首位，钛资源主要分布在四川的攀西地区，占全国总储量的90%。由于受到矿石结构和矿物成分的制约，在钒钛磁铁矿的利用过程中，大多数的钛通过炼铁工艺进入到高炉渣中，形成结构和成分复杂的含钛高炉渣。我国每年排放的含钛高炉渣数量巨大，以攀钢为例，每年排放200~300万吨的含钛高炉渣，至今已累计排放约7000万吨。大量的矿渣堆积既浪费大量资源也造成环境污染。如何将含钛高炉渣中的钛进行有效的综合利用是目前需要解决的难题。[0003]另一方面，钛硅合金因其特殊的性质在国民经济和社会发展中有举足轻重的地位和作用。TiSi2具有低密度、高温抗氧化能力、较好的高温稳定性和较高的高温强度，有望成为高温结构材料。TiSi2还具有较低的电阻率和良好的场发射性能，通常用作栅电极布线、互连线、连接器产品、肖基特二极管和欧姆接触材料，在集成电路接触和互连技术中发挥了重要的作用。Ti-Si共晶合金以其高比强度、