硅铁铝合金具有密度大（4.2～4.6g/cm3,是Al密度的1.6倍左右）、熔点低（1060℃）、脱氧效果好的显著优势,因此主要用作炼钢用脱氧剂和热还原法炼镁用还原剂。随着钢铁产业的快速发展,对硅铁铝合金的需求逐渐增加。目前工业制备硅铁铝合金的方法主要有熔融金属兑掺法、熔盐电解法和电热法等,其中熔融金属兑掺法和熔盐电解法制备所得产品纯度高,但工艺流程长、能耗大、成本高。电热法具有工艺流程短、能耗低的优势,是硅铁铝合金最具发展潜力的制备方法。粉煤灰（Fly ash）是燃煤电厂排出的主要固体废弃物,随着煤电工业的发展,其排放量在逐年增加,已然成为我国最大的工业废弃物之一。研究表明粉煤灰主要由硅、铝、铁等金属的氧化物组成,是一种极具利用价值的二次资源。因此,粉煤灰不经处理直接排放不仅带来严重的环境污染,更造成极大的资源浪费。为实现粉煤灰的二次提值利用,本论文主要以粉煤灰为原料、石油焦为碳质还原剂,采用电热法制备硅铁铝合金,并对相关反应机理进行探究,为粉煤灰高附加值利用寻找新的途径,同时为粉煤灰制备硅铁铝合金的工业化生产奠定理论基础。本文主要研究内容如下:（1）分析了粉煤灰的物化性质。研究表明:粉煤灰粒度极细D50=5.70μm;化学组成中SiO2、Al2O3、Fe2O3的总含量为80.73 wt%、铝硅比（A/S）为0.46;主要物相组成为SiO2相和莫来石相（3Al2O3·2SiO2）;SEM-EDS分析表明粉煤灰由粒径大小不一的圆球组成,不同粒径的颗粒在元素组成上并没有明显差异。（2）研究了制备过程中反应体系热力学。SiO2-C体系热力学研究表明,还原SiO2的过程主要发生碳化物的生成与分解反应,中间产物是SiO（g）和SiC（s）等物质;Al2O3-C体系热力学研究表明,还原过程最先生成Al4C3,随温度升高Al4C3开始分解,温度继续升高时Al4C3分解生成液态铝和铝蒸汽。（3）非真空条件下纯Al2O3的还原实验表明,反应主要产物为Al2OC、Al4C3和Al4O4C,坩埚沉积物主要为Al2O3。（4）对粉煤灰电热法制备硅铁铝合金的工艺参数进行研究。确定制备球团的较优工艺参数为:制团压力40 MPa、保压时间60 s、粘结剂含量4 wt%、配水量13 wt%,制得球团气孔率为37.27%,抗压强度为8.46 MPa;高温冶炼实验表明:冶炼温度高于1900℃、A球团（粉煤灰+石油焦）:B球团（粉煤灰+还原铁粉+石油焦）质量比为3:1,同时先将A球团入炉保温30 min后再将B球团入炉保温20 min,该工艺参数为较优的冶炼条件。（5）电弧炉冶炼实验表明:冶炼所得合金试样中Al含量有明显增加,各区域合金试样中Fe元素含量基本保持不变;合金试样以Fe0.42Si2.47的硅铁合金相及Al0.3Si0.5Fe3、Al2SiFe的硅铁铝合金相组成;保温时间的延长有助于SiC的分解和合金的均匀化。（6）通过热力学分析可推知SiO2和Al2O3可能的还原过程是:反应先生成SiC和Al4C3、Al2OC和Al4O4C;随后Al2O3与Al4C3相互作用生成一定的单质Al;最后SiC与Al2O3、Al2OC及Al4O4C共同作用生成单质Al和Si。当铝的化合物反应完全后,还原反应基本结束,剩余的SiC不再分解,滞留在金属溶液内,因此过量的Al2O3有助于合金品质的提高。