CN1032324A - 铝熔体精炼用纯化氮气的方法 - Google Patents

Abstract

铝熔体精炼用纯化氮气的方法。

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 是采用炭为脱氧剂和5A分子筛脱水除去氮气中的 氧和水，化学反应方程为：

2C+O₂＝2CO

采用炭为脱氧剂来纯化氮气，工艺稳定、操作方 便、氮气纯度高，精度效果显著提高，从而提高了金属 的纯洁度。

Description

铝熔体精炼用纯化氮气的方法，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，采用脱氧剂和催化剂反应法除去氧，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的氮气纯度为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为脱氧剂和5A分子筛脱水除去氮气中的氧和水、脱氧利用化学试剂用活炭效果最佳。

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。化学平衡时，反应器内含有下列平衡物质：氮气、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。

氮气中的氧与碳反应生成一氧化碳，生成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——二氧化碳精炼）。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，经脱水后的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，活性碳的脱氧容量大，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%。

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。

实施例：

铝熔体精炼用纯化的氮气于1985年正式投入使用，通过对纯化前（83～84年）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：

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，园锭由原来的29.96%增加到65.93%，方锭由原来的85.91%增加到99.86%，工艺稳定。

Claims (2)

1、本发明是铝熔体精炼用纯化氮气的方法，采用脱氧剂和5A分子筛除去氮气中的氧和水，其特征在于采用的脱氧剂是炭。

2、按权利要求1所说的铝熔体精炼用纯化氮气的方法，其特征是脱氧剂炭的反应器的温度为200～280℃。