CN102851519B - 一种新型铝精炼剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型铝精炼剂及其制备方法，其特征在于，由电解质、发热剂和除气组分组成，各组分质量百分比为：电解质：30～80％，发热剂：10～50％，除气组分：5～50％。本发明一种新型铝精炼剂由于不含NaCl成分，使精炼后的铝灰添加到电解槽中不会对电解槽的运行造成影响，本发明采用过量电解质作为制备精炼剂的主要成分，降低了生产成本，并有利于环境保护。
Description
技术领域
本发明属于冶金领域，涉及一种铝精炼用的精炼剂，尤其是铝熔体净化用的新型铝精炼剂。
背景技术
铝电解槽生产出来的液态铝液中含有各种杂质，主要有氧化铝、炭、碳化铝以及残留的电解质等，其中以氧化铝居多。这些夹杂物使铝液或者铝合金液的纯度降低，影响了铝的工艺性能、物理性能和机械性能，因此，必须对铝液和铝合金液进行精炼、净化处理，以排除这些气体和夹杂物，提高铝液或铝合金液质量，而在铝液或铝合金液中加入精炼剂进行精炼和净化处理是常用的一种措施。
从目前大量专利、文献资料来看，市场上的铝精炼剂的成分主要由氯化钠和氯化钾体系构成，然后添加少量的氟化盐以及除气组分，其中氯化物的质量百分含量占80％以上。这些传统的铝精炼剂因其中含有大量的氯化钠和氯化钾，导致净化产生的铝灰渣中氯离子和钾离子的含量都很高，铝灰渣中氯离子对阳极的腐蚀很大，而钾离子的存在对电解槽的正常生产也将会产生不利的影响。因此由传统精炼剂精炼原铝后产生的铝灰不能实现直接返回电解槽中进行循环使用。
为了解决上述问题，中国专利CN101967565A于2011年2月9日公开了一种铝及铝合金用精炼剂，其精炼剂的组分及重量百分比组成为：NaCl：30～85％、Na2SiF6：5～40％、Na2SO4：5～40％、CaF2：2～20％、C6Cl6：0.5～10％。从成分来看，尽管该专利解决了含钾离子的问题，但是，由于仍然存在有氯化钠，其精炼后的铝灰添加到电解槽还是会对电解槽运行造成不利影响。
发明内容
为了更好的解决铝灰利用的技术问题，本发明提供一种不含NaCl成分的铝精炼剂，使精炼后的铝灰添加到电解槽中不会对电解槽的运行造成影响。
本发明提供如下技术方案：
一种铝精炼剂，由电解质、发热剂和除气组分组成，各组分质量百分比为：电解质：30～80％，发热剂：10～50％，除气组分：5～50％。
进一步的，所述的铝精炼剂还包括其他氟化物，各组分质量百分比为：电解质：30～80％，氟化物：0～50％，发热剂：10～50％，除气组分：5～50％。
优选的，所述的氟化物为AlF3、NaF、MgF2、CaF2中的至少一种。
进一步的，所述的电解质的分子比CR＝2.3，其主要成分为Na3AlF6、AlF3、CaF2(Na3AlF6∶AlF3∶CaF2＝16∶1.6∶1)。
优选的，所述的发热剂为Na2CO3、Na2SO4、Na2S2O3、NaNO3和C、NaHCO3中的至少一种。
进一步的，所述的发热剂NaNO3和C的质量百分比为NaNO3∶C＝17∶3。
优选的，所述的除气组分为C6Cl6、Na2SiF6、NaNO3和C中的至少一种。
进一步的，所述的除气组分NaNO3和C的质量百分比为NaNO3∶C＝17∶3。
NaNO3和C结合使用同时能做发热剂和除气组分，能在精炼铝液过程中发生反应放出热量，同时产生大量的气体除掉铝熔体中的氢。
进一步的，本发明还包括一种铝精炼剂的制备方法，所述的铝精炼剂是通过如下步骤制成的：按以下质量百分比选定配料，电解质：30～80％，发热剂：10～50％，除气组分：5～20％。然后，将选定的以上配料混合均匀，充分搅拌，放入坩埚中加热熔化除去结晶水，再保温30～60分钟；最后，冷却后球磨筛分至颗粒小于20目，即可得到本发明的精炼剂。
过量电解质是电解铝厂的副产品，随着铝厂规模的不断扩大，过量的电解质总量越来越多。一个20万吨的电解铝厂一年的电解质过剩量大约有2800吨，这还不包括电解槽生产不稳定和大修、阳极更换等原因产生的电解质数量。很多企业将过量的电解质大量长期存放于本企业，没有对其进行循环利用。电解质的主要成分是冰晶石(Na3AlF6)、氟化铝、氟化钙等，这些组分有很好的渣铝分离作用，因此，电解质有做精炼剂的潜质，且由其精炼后产生的铝灰渣不含对电解槽的有害物质。
电解质可以直接用作制备精炼剂的主要成分，还可以加入一定量其他氟化物、发热剂和除气组分共同制备出所需的精炼剂。
加入氟化物的作用是使非金属夹杂物和铝液之间的界面湿润性明显降低，促进渣铝分离，同时氟化物有较好的溶解渣的能力。
发热剂的加入主要是为了促进打渣净化过程中的化学反应，使之与铝液反应生成物形成容易与铝液分离的干性渣，使渣容易被扒出。
除气组分如C6Cl6、Na2SiF6、NaNO3和C，这些物质能在精炼过程中产生大量的气体，这些气体能够除掉铝熔体中的氢，并且除气的同时也有助于除杂，同时这些物质在精炼过程中放出大量的热量，能升高熔渣温度，使铝豆熔化后回流入液面下。C6Cl6虽然是一种含氯有机物，但它不同于氯化钠和氯化镁等无机物，其在精炼过程中变成气体，不会残留到铝渣中，因此不会对电解槽造成有害影响，不会影响铝渣的回槽使用。
本发明的有益效果：
1、本发明精炼剂不含有钾离子，且使用本发明进行铝液精炼后产生的铝灰渣中不含有氯离子，对电解槽不会产生不利影响，保证了铝灰渣能直接返回电解槽进行循环使用；
2、本发明使用过量电解质制备精炼剂，降低了生产成本，一个20万吨的电解铝厂一年能回收利用铝灰大概3000吨，铝灰中按含15％的金属和70％的氧化铝，每年可为企业节约1000余万的成本，同时避免了有毒工业废弃物的排放，有利于环保。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的具体描述：各实施例的总质量为100g。
实施例1：
| 成分 | 电解质 | Na2CO3 | C6Cl6 |
| 重量(g) | 30 | 50 | 20 |
实施例2：
| 成分 | 电解质 | Na2SO4 | Na2SiF6 |
| 重量(g) | 70 | 10 | 20 |
实施例3
实施例4：
| 成分 | 电解质 | NaNO3+C | Na2SiF6 |
| 重量(g) | 40 | 17+3 | 40 |
实施例5：
| 成分 | 电解质 | NaNO3+C | C6Cl6 |
| 重量(g) | 50 | 38.25+6.75 | 5 |
实施例6：
| 成分 | 电解质 | NaHCO3 | Na2SiF6 |
| 重量(g) | 80 | 15 | 5 |
实施例7：
| 成分 | 电解质 | NaNO3+C | C6Cl6 |
| 重量(g) | 35 | 12.75+2.25 | 50 |
实施例8：
| 成分 | 电解质 | NaHCO3 | C6Cl6 | AlF3 |
| 重量(g) | 45 | 25 | 20 | 10 |
实施例9：
成分 电解质 NaNO3+C Na2SiF6 NaF
重量(g) 55 10 5 30
实施例10：
| 成分 | 电解质 | Na2S2O3 | Na2SiF6 | CaF2 |
| 重量(g) | 30 | 20 | 10 | 40 |
实施例11：
| 成分 | 电解质 | Na2S2O3+Na2CO3 | C6Cl6 | CaF2 |
| 重量(g) | 40 | 20+15 | 15 | 10 |
实施例12：
| 成分 | 电解质 | NaHCO3 | C6Cl6 | MgF2 |
| 重量(g) | 75 | 14 | 6 | 5 |
实施例13：
| 成分 | 电解质 | NaNO3 | C |
| 重量(g) | 35 | 55.25 | 9.75 |
实施例14：称取64克电解质，23克Na2S2O3，13克C6Cl6，然后将选定的以上配料混合均匀，充分搅拌，放入坩埚中加热熔化除去结晶水，再保温60分钟；最后，冷却后球磨筛分至颗粒15目，制成本发明的精炼剂。
Claims (6)
1.一种铝精炼剂，其特征在于，由电解质、发热剂和除气组分组成，各组分质量百分比为：电解质：35～75％，发热剂：10～35％，除气组分：5～20％；所述的铝精炼剂还包括其他氟化物，各组分质量百分比为：氟化物：0～50％。
2.根据权利要求1所述的一种铝精炼剂，其特征在于，所述的氟化物为AlF3、NaF、MgF2、CaF2中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种铝精炼剂，其特征在于，所述的发热剂为Na2CO3、Na2SO4、Na2S2O3、NaNO3和C、NaHCO3中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的一种铝精炼剂，其特征在于，所述的发热剂NaNO3和C的质量百分比为NaNO3：C＝17:3。
5.根据权利要求1所述的一种铝精炼剂，其特征在于，所述的除气组分为C6Cl6、Na2SiF6、NaNO3和C中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的一种铝精炼剂，其特征在于，所述的除气组分NaNO3和C的质量百分比为NaNO3：C＝17:3。
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| 一种新的铝合金精炼剂;无作者;《新技术新工艺》;19810131;参见其第12页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102851519A (zh) | 2013-01-02 |
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