Si-Al-Fe合金

油页岩渣高效利用

以油页岩渣为原料，在直流电弧炉中一步碳热还原制备Si-Al-Fe合金，为废弃油页岩渣的资源化利用提供新途径。

Yang, Qu · 罗洪杰 · Zekun, Zhi · Jinbo, Qiao · 吴林丽

Journal of Sustainable Metallurgy 2024

技术优势

废渣变合金

将有害的油页岩渣转化为有价值的Si-Al-Fe合金，替代填埋或堆放，实现资源化利用。

一步搞定

在直流电弧炉中直接用油页岩渣和煤进行碳热还原，无需对废渣进行预处理或额外添加纯硅、铝、铁原料。

机制摸清了

基于气态低价氧化物-碳化物反应理论提出了还原机理：球团先高温分解产生碳化物，碳化物再与电弧炉高温区产生的金属低价氧化物反应生成合金，为工艺优化提供理论指导。

Ti有富集

合金中的Fe相显著富集还原出的Al和Ti元素，为从油页岩渣中回收Ti等有价金属提供了途径。

应用场景

• 轻质高强合金：Al、Ti富集于合金，可用于轻质高强合金的母合金调配。
• 航空航天结构材料：Si-Al-Fe合金可作为航空航天结构件的低成本原料来源。
• 耐磨部件制造：合金中SiC与Si相紧密结合，有望提升耐磨部件的使用寿命。
• 电极材料：SiC的存在使该合金有望用于电弧炉电极等导电耐高温部件。