CN105986137B - 一种生产合金铝的工艺及中间体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生产合金铝的工艺，向铝液内加入硅铁，以及其他合金元素，高温搅拌，冷却后即得。本发明工艺通过将硅铁加入铝液中，成本低。硅铁加入前用酸处理硅铁，优选硫酸，酸处理后的产物硫酸铁可作为优质的净水剂，经济效益好，且酸处理时，除去铁还可产生空隙，使合金元素融入快，弥散度高，生产的合金铝质量好。本发明生产工艺稳定，易控制。

Description

一种生产合金铝的工艺及中间体
技术领域
本发明涉及一种生产合金铝的工艺及中间体，特别是一种成本低、经济效益好的合金铝生产工艺及中间体。
背景技术
现代合金铝最主要的生产方式是熔配法，部分采用电解法生产：熔配法就是把铝锭在反射炉或者中频炉中融化，并按所需合金铝成分要求加入各种合金铝熔配中间体或所需的各种合金元素，通过比较长时间的保温并搅拌，一般为2～8小时，使各种合金元素熔入铝液中；电解法就是把各种金属氧化物溶入冰晶石—氧化铝系熔融体中，与氧化铝共同电解生产合金的一种方法。
熔配法主要缺点如下：
1、熔配温度一般控制在750℃左右，其温度较低，使合金融入铝液不充分，且合金元素融入弥散度较低，合金质量较差，难以生产出高品质合金；
2、铝锭二次融化后，必须较长时间保温并搅拌，才能使合金元素融入，能耗极大；
3、铝锭的二次融化和长时间保温，融化的铝液和各种合金成分必然有与空气接触的现象，无法避免产生烧损，烧损率一般约为0.5～1％；
4、必须使用合金铝覆盖剂，并会产生严重污染环境的铝灰铝渣。
电解法主要缺点：加入冰晶石—氧化铝系熔融体中的各种氧化物都会影响电解槽的工作稳定性，使电解生产难度大增。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种生产合金铝的工艺及中间体。所述工艺生产成本低。经济效益好，生产的合金铝质量优，且工艺稳定，易控制。
本发明采用以下技术方案实现：一种生产合金铝的工艺，向铝液内加入硅铁，以及其他合金元素，高温搅拌，冷却后即得。
前述的生产合金铝的工艺，所述搅拌温度为900-1000℃。
前述的生产合金铝的工艺，所述搅拌温度为920-980℃。
前述的生产合金铝的工艺，所述铝液在电解槽中。
一种生产合金铝的工艺所用的中间体，所述中间体为硅铁。
前述的生产合金铝的工艺所用的中间体中，所述硅铁为酸解处理后的硅铁。
前述的生产合金铝的工艺所用的中间体中，所述酸解处理为：向硅铁中加入酸，反应，直至硅铁中铁含量低于0.1％。
前述的生产铝合金的中间体中，所述无机酸的浓度为20-75％。
前述的生产铝合金的中间体中，所述无机酸为硫酸。
本发明具有以下有益效果：
1、与现有电解法相比，本发明工艺通过在将合金元素单质加入铝液中的同时，还向铝液中加入硅铁，与硅铝中间体相比，硅铁比较廉价，成本低。因有些合金铝，如A356.2合金等合金铝对铁(Fe)元素的控制比较严格，而硅铁合金含铁太高。硅铁常见牌号有85#、75#，即含硅85％或75％左右、含铁15％或25％左右的硅铁合金，生产A356.2等合金时无法直接使用，硅铁中的铁元素极易与酸反应，因此硅铁加入前进行酸处理，使化合物中的含铁量低于0.1％，酸处理后的硅铁合金远比铝硅中间体廉价，用量也比含Si 50％的中间合金小一半。在酸处理的同时，也把硅铁中其他杂质如铜(Cu)、锰(Mn)等也顺势除去了，防止其它金属元素可能合金铝(如对A356.2合金)品质带来的不定或不可控影响。酸处理时，优选硫酸，硫酸在常温下就可与硅铁中的铁元素较快反应，反应生产优质的净水剂硫酸铁，不会造成产物的浪费，余下的硅单质中含铁降至0.1％以下是常态。另外，酸处理除去硅铁中的铁时，由于硅铁中铁的分离，会使硅铁产生孔隙，孔隙的产生有利于合金元素的融入和弥散，使其融入快，弥散度高，最终使得生产的合金铝质量好，且大大缩短了生产周期。发明人经大量是试验发现，当选用无机酸的浓度为20-75％时，铁更容易析出，除铁效果最佳，除铁速度最快，从而使生产周期更短，生产效率更高。
2、本发明工艺中，搅拌温度为900-1000℃，比熔配炉内的温度750℃高150-250℃，使得合金元素融入铝液更快，弥散度更高，生产所得的合金品质好。
3、本发明工艺中，当铝液在电解槽中时，电解槽一般24～48小时出一次铝液，与常规的熔配法2～8小时的保温熔配时间相比，熔配时间大幅增加，合金元素融入更快、弥散度更高、使得生产的合金铝质量更好。且电解槽中存在强还原环境，不存在铝液和合金成分被烧损的可能，不需要使用合金铝覆盖剂，熔配过程中不会产生严重污染环境的铝灰铝渣。
4、本发明方法成本低，经济效益好，成本为现有硅铝合金的20％-30％。
以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制
具体实施方式
实施例1.
Al6061的生产工艺：
1、取硅铁，向硅铁中加入浓度为55％的硫酸，直至硅铁中含铁量为0.1％以下，得酸处理后的硅铁，同时得产物硫酸铁，硫酸铁作为净水剂，处理后的硅铁，备用；
2、向铝液内加入加入上述酸处理后的硅铁，以及铜、镁、锌、锰、钛和铬元素，920-980℃下电解30h，出铝液，即得。
实施例2.
Al6063合金的生产工艺：
1、取硅铁，向硅铁中加入浓度为20％的硝酸，直至硅铁中含铁量为0.1％以下，得酸处理后的硅铁，备用；
2、向铝液内加入加入上述酸处理后的硅铁，以及铜、镁、锌、锰、钛和铬元素，920-980℃下电解24h，出铝液，即得。
实施例3.
A356.2生产工艺：
1、取硅铁，向硅铁中加入浓度为75％的氢氟酸，直至硅铁中含铁量为0.1％以下，得酸处理后的硅铁，备用；
2、向铝液内加入加入上述酸处理后的硅铁，以及铜、镁、锌、锰和钛元素，920-980℃下电解48h，出铝液，即得。
实施例4.
A356.2生产工艺：
1、取硅铁，向硅铁中加入浓度为35％的盐酸，直至硅铁中含铁量为0.1％以下，得酸处理后的硅铁，备用；
2、向铝液内加入加入上述酸处理后的硅铁，以及铜、镁、锌、锰和钛元素，920-980℃下电解48h，出铝液，即得。
实施例1、实施例2、实施例3和实施例4中合金单质加入量见表1。
表1合金单质加入量(wt％)

Claims (4)

1.一种生产合金铝的工艺，其特征在于：向铝液内加入硅铁，以及其他合金元素，高温搅拌，冷却后即得；所述搅拌温度为920-980℃；所述铝液在电解槽中；所述硅铁为酸解处理后的硅铁；所述酸解处理为：向硅铁中加入酸，反应，直至硅铁中铁含量低于0.1%。
2.根据权利要求1所述的生产合金铝的工艺，其特征在于：所述酸为无机酸。
3.根据权利要求2所述的生产合金铝的工艺，其特征在于：所述无机酸的浓度为20-75%。
4.根据权利要求3所述的生产合金铝的工艺，其特征在于：所述无机酸为硫酸。
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