CN102304637B - 一种高效除铁剂及再生铝合金除铁的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于再生铝合金除铁技术领域。一种高效除铁剂，其特征为是按重量百分比计15～20％氟化钙、25～30％硫化钠、20～30％硼砂、余量为高氯酸钾。本发明除铁剂的除铁原理是硼能将纯铝中影响导电性的有害杂质Ti、V、Cr、Zr从固溶态转化为对导电性危害较小的析出态，方法是在铝熔体中加入AlB₂/AlB₁₂中间合金，硼与上述有害杂质迅速发生反应，形成TiB2、CrB2、VB2、ZrB2析出物，它们会因其自身的密度远大于铝液而沉降到坩埚底部。操作方便。

Description

一种高效除铁剂及再生铝合金除铁的制备方法

技术领域：本发明属于再生铝合金除铁技术领域。

背景技术：

生产再生铝的综合能耗仅为电解铝的5% ，CO₂排放量则可减少90% 以上，节能减排和环境效益十分明显。但是再生铝的显著特点是成分复杂、杂质元素含量高，在很大程度上限制了再生铝合金的应用。特别是在废杂铝的熔炼过程中，经常遇到合金成分或杂质元素的超标，尤其是铁的超标问题。杂质元素铁的去除已成为困扰再生铝行业发展的国际性难题。        当铁含量超标时，一种办法就是把再生铝液与原铝液混合达到稀释的目的以减少铁含量，但是这要额外的成本。另一类方法是通过熔体过热、 提高冷却速度、添加变质剂或中和剂等手段来改善铁相的形貌。加入添加剂是常用的方法，但加人的元素本身也是一种杂质，虽然可以改善铁相的形态，但合金中的铁含量并没有减少，反而增加了硬脆的富铁化合物相的总量，不断累积的效果将使铝废料的再生更加困难。因此，并不适合再生铝合金生产的需要。若要根本上解决再生铝中铁的超标问题，必须大力发展有效除铁技术，现有的方法有重力沉降法、 离心去除法、过滤法、电磁分离法、 熔剂法等。熔剂法具有有耗时短，操作方便的特点，废杂铝熔炼中经常使用各种熔剂，如覆盖剂、精炼剂、变质剂等，可以起到减少烧损，除气体和非金属夹杂，细化晶粒等作用。针对再生铝中杂质元素的超标问题，近来出现了除镁剂等，但一种高效除铁剂还是空白。 

发明内容：

本发明的目的是设计一种熔点低，操作方便，不增加其他杂质金属元素，对铸件熔化没有损失的新型一种高效除铁剂及再生铝合金除铁的制备方法。

一种高效除铁剂，其特征为是按重量百分比计15～20％氟化钙、25～30％硫化钠、20～30％硼砂、余量为高氯酸钾。 

一种再生铝合金除铁的制备方法，其特征是：

第一步：将再生铝合金放入坩锅，加热到680～720℃，恒温，直至其熔化；

第二步：先将2.4～3.6%wt再生铝合金重量的一种高效除铁剂在 150℃预热 2 小时；合金熔融后将预热的上述的一种高效除铁剂均匀地撒在金属液面上，盖住炉盖保持 5~10min，直至一种高效除铁剂全部熔融没有硬壳，搅拌均匀；

第三步：待熔化后倒入坩埚，降到 600℃，保温 2h 让其沉降，最后炉冷；

第四步：水淬10min，过滤。

本发明的再生铝合金可以是铝铜合金、铝硅合金、铝镁、铝锌合金。

其中高氯酸钾为上海虹光金属熔剂厂生产。

本发明的有益效果为：

1．           本发明的熔剂中氟化钙和硫化钠的质量比接近 NaCl 和 KCl在最低共熔温度时的组成，能达到最低共熔温度657℃。熔剂熔点越低，过热度越高，流动性越好，铸造熔炼就能顺利进行。

2．           本发明一种高效除铁剂的除铁原理是硼能将纯铝中影响导电性的有害杂质 Ti、V、Cr、Zr 从固溶态转化为对导电性危害较小的析出态，方法是在铝熔体中加入 AlB₂/AlB₁₂中间合金，硼与上述有害杂质迅速发生反应，形成 TiB2、CrB2、VB2、ZrB2析出物，它们会因其自身的密度远大于铝液而沉降到坩埚底部。操作方便。另外采用高氯酸钾可以使得铁作为氢氧化铁，被进一步置换。

3．           本发明的一种高效除铁剂添加量在2.4～3.6wt%再生铝合金重量时，铁含量降低到0.0436wt%。

4．           本发明熔剂在反应30~70min之后有较好的除铁效果。在反应 60min后除铁率达到 58.08%。

5．           本发明的特点：熔点低，操作方便，不增加其他杂质金属元素，对铸件熔化没有损失。

具体实施方式

实施例1

一种高效除铁剂，其特征为是按重量百分比计15％氟化钙、25％硫化钠、20％硼砂、余量为高氯酸钾。

一种再生铝合金除铁的制备方法，其特征是：

第一步：将再生铝合金放入坩锅，加热到680～720℃，恒温，直至其熔化；

第二步：先将2.4～3.6%wt再生铝合金重量的一种高效除铁剂在 150℃预热 2 小时；合金熔融后将预热的权利要求1所述的一种高效除铁剂均匀地撒在金属液面上，盖住炉盖保持 5~10min，直至一种高效除铁剂全部熔融没有硬壳，搅拌均匀；

第三步：待熔化后倒入坩埚，降到 600℃，保温 2h 让其沉降，最后炉冷；

第四步：水淬10min，过滤。

实施例2

一种高效除铁剂，其特征为是按重量百分比计20％氟化钙、30％硫化钠、30％硼砂、余量为高氯酸钾。

一种再生铝合金除铁的制备方法，其特征是：

第一步：将再生铝合金放入坩锅，加热到680～720℃，恒温，直至其熔化；

第二步：先将2.4～3.6%wt再生铝合金重量的一种高效除铁剂在 150℃预热 2 小时；合金熔融后将预热的权利要求1所述的一种高效除铁剂均匀地撒在金属液面上，盖住炉盖保持 5~10min，直至一种高效除铁剂全部熔融没有硬壳，搅拌均匀；

第三步：待熔化后倒入坩埚，降到 600℃，保温 2h 让其沉降，最后炉冷；

第四步：水淬10min，过滤。

实施例3

一种高效除铁剂，其特征为是按重量百分比计17％氟化钙、28％硫化钠、26％硼砂、余量为高氯酸钾。

一种再生铝合金除铁的制备方法，其特征是：

第一步：将再生铝合金放入坩锅，加热到680～720℃，恒温，直至其熔化；

第二步：先将2.4～3.6%wt再生铝合金重量的一种高效除铁剂在 150℃预热 2 小时；合金熔融后将预热的权利要求1所述的一种高效除铁剂均匀地撒在金属液面上，盖住炉盖保持 5~10min，直至一种高效除铁剂全部熔融没有硬壳，搅拌均匀；

第三步：待熔化后倒入坩埚，降到 600℃，保温 2h 让其沉降，最后炉冷；

第四步：水淬10min，过滤。

实施例4

下面用表格表示本发明熔剂配方的结果。

表1 本发明熔剂配方的结果

名称	净化前含铁量（wt%）	净化后含铁量（wt%）
			实施例1	0．58	0．0536
实施例2	0．58	0．0437
			实施例3	0．58	0．0398

Claims (1)

1.一种再生铝合金除铁的制备方法，其特征是：

第一步：将再生铝合金放入坩锅，加热到680～720℃，恒温，直至其熔化；

第二步：先将占再生铝合金重量2.4～3.6%wt的高效除铁剂在 150℃预热 2 小时；合金熔融后将预热的高效除铁剂均匀地撒在金属液面上，盖住炉盖保持 5~10min，直至高效除铁剂全部熔融没有硬壳，搅拌均匀；

第三步：待熔化后倒入坩埚，降到 600℃，保温 2h 让其沉降，最后炉冷；

第四步：水淬10min，过滤；

所述的高效除铁剂，是按重量百分比计15～20％氟化钙、25～30％硫化钠、20～30％硼砂、余量为高氯酸钾。