CN1013658B - 铝熔体精炼用氮气的纯化方法 - Google Patents
铝熔体精炼用氮气的纯化方法Info
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Abstract
铝熔体精炼用氮气的纯化方法,属于化学领域,是铝合金熔炼时采用氮气来精炼铝熔体,从而提高铝熔体纯净度。
现有技术中,纯化氮气采用活性铜(或活性氧化锰)为脱氧剂和在催化剂(钯触媒存在条件下)的催化反应法除去氮气中的氧,用5A分子筛除去水,本发明是采用活性炭为脱氧剂除去氮气中的氧,用5A分子筛除去氮气中的水,化学反应方程为
2C+O2=2CO
采用活性炭为脱氧剂来纯化氮气,工艺稳定、操作方便、氮气纯度高,精炼效果显著提高,从而提高了金属的纯洁度。
Description
铝熔体精炼用氮气纯化方法,属于化学领域。是铝合金熔炼时采用氮气来精炼铝熔体,从而提高铝熔体纯净度。
提高铝熔体的纯净度所用的精炼剂,目前国内外大多数采用氮——氯(或者氩——氯)混合气体精炼,氮气的纯度直接影响精炼效果,提高氮气的纯度主要是除去其中的氧和水,现有技术中,采用脱氧剂和催化反应法除去氧,用5A分子筛除去水,其方法如下:
1.氮气通过活性铜(或者活性氧化锰)脱氧剂除去氧。
2.氮气通过催化剂(钯触媒)其中的氧和氢(外加)结合成水除去。
3.氮气通过冷冻和5A分子筛除去水份。
通过上述的方法纯化后氮气纯度为99.999%以上,但活性铜或活性氧化锰的脱氧容量较小,为15~30毫升/克,需要一个庞大的纯化装置,而且需外加氢气进行再生。
为了克服现有技术的不足。简化工艺过程和装置。进一步提高铝熔体的纯净度,提高铝合金铸锭的质量。本发明采用木炭、焦炭、工业用活性炭、以及化学试剂纯活性炭等为脱氧剂除去氮气中的氧,用5A分子筛除去氮气中的水,脱氧利用化学试剂纯活性炭脱氧效果最佳。
活性炭脱氧原理,原始氮气经第一次分子筛脱水后进入活性炭反应器。进行一系列化学反应。当化学反应达到平衡时,反应器内含有下列平衡物质:氮气、氧气、水、一氧化碳、二氧化碳、氢气、碳,在一系列化学反应中有以下三个化学反应方程是相互独立的。
2C+O2=2CO
CO+H2O=CO2+H2
CO2+C=2CO
氮气中的氧与碳反应生成的一氧化碳,对净化铝熔体不仅没有害处,反而还有好处(三气体氮气——一氧化碳——氯气精炼)。氮气经第一次分子筛脱水后,水含量少于0.001%。
纯化氮气工艺流程及装置,参见附图,原料氮气通过分子筛罐1一次脱水,经脱水后氮气进入活性反应器2除氮气中的氧。加热温度为200~280℃,然后通过分子筛罐3、4进行二次脱水,为防止分子筛和活性炭微粒被带到成品氮气中,每个罐出口处用多层玻璃布过滤。当成品氮气中水含量超过所规定的控制值需加热再生,其加热温度为350~400℃,时间为2~4小时,纯化装置的再生气路采用内加热元件,实行仪表控制,活性炭反应器的加热采用恒温控制,温度可调。
本发明与已有技术相比,有如下优点:
1.采用活性炭脱氧和5A分子筛脱水,不需加入氢气,因而工序简单,不需要除去过剩氢气的装置,活性炭的脱氧容量大,脱氧容量为活性铜和活性氧化锰的60~120倍,表1为脱氧工艺性能比较。
2.经活性炭脱氧后,氮气纯度为99.999%以上。
3.工艺稳定、设计合理、操作方便、使用寿命长。
4.输气管道改用铜管,减少了管道对气体污染。纯化装置投产后,经长期使用表明,由于氮气纯度的提高,精炼效果显著提高,从而提高了金属的纯洁度。每年处理8857瓶氮气,每瓶6立方米,创造经济价值75.7万元。(表1见文后)
实施例:
铝熔体精炼用氯气的纯化工艺于1985年正式投入使用,通过对纯化前(83~84)和纯化后(85~86年)的七、八、九月份氢含量的数据进行统计分析,如下表:(表2见文)
以上表看出。用纯化氮气精炼。铝熔体氢含量明显减少。这对减少铝合金铸锭疏松废品起着显著的作用,铸锭氢含量优质合格率。圆锭由原来的29.96%增加到65.93%,方锭由原来的35.91%增加到99.86%。工艺稳定。
Claims (1)
1、铝熔体精炼用氮气的纯化方法,该方法包括用脱氧剂除去氮气中的氧,用5A分子筛除去氮气中的水,其特征在于采用的脱氧剂是活性炭,脱氧温度为200~280℃。
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- 1987-09-28 CN CN 87106506 patent/CN1013658B/zh not_active Expired
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