CN107893163A

CN107893163A - 一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法

Info

Publication number: CN107893163A
Application number: CN201711365041.0A
Authority: CN
Inventors: 何启华
Original assignee: Anhui Yucheng Guanghua Aluminum Co Ltd
Current assignee: Anhui Yucheng Guanghua Aluminum Co Ltd
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-04-10

Abstract

本发明涉及废铝回收利用技术领域，公开了一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，将废铝粉等重新熔化，并在熔融过程中进行除气、除渣、变质、精炼最后浇注成锭，研究废铝粉熔炼时间、精炼温度、浇注速度、熔剂配比、熔剂加入量等工艺参数对再生铝锭质量的影响，设置的工艺参数使熔炼后的铝合金含气含杂量最少，根据熔剂对熔体净化作用的不同，添加不同的熔剂，使用的覆盖剂和精炼剂，不仅能够提高熔炼纯度来提高金属回收率，还能够提高金属熔化速率来节约燃料使用以及减少烧损，本发明还解决再生铝锭内部和表面会出现的一些缺陷问题，如有针孔、疏松、夹杂、气孔等。

Description

一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法

技术领域

本发明属于废铝回收利用技术领域，具体涉及一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法。

背景技术

铝及其合金在国民经济中的地位和作用仅次于钢铁，其用量和范围日益扩大。原铝已不能满足社会的需要，一方面是铝土矿的日益枯竭，另一方面是铝的冶炼消耗大量能源，加剧能源危机。所以，有效地回收和利用铝加工行业的各种废料和使用报废的零件就显得尤其重要。废铝是一种有高度回收与利用价值的金属，首先铝是一种第三资源，在冶炼铝的过程中要消耗大量的能源，我国目前电解铝的平均直流电耗约为14500kWh/t，世界上最先进的指标己达13000kWh/t，而熔化废铝的能耗很低，仅相当于电解铝的5%左右；铝是一种抗蚀性很强的金属，腐蚀损失量少，废铝重熔时实收率相当高，回收价值高，可无限次的被回收利用。基于资源、环境和经济发展的迫切需要，废铝再生技术越来越受重视。

回收的废铝粉往往由于各种原因，不同合金被混杂，成分不清，或者被油等杂物污染，造成铝锭提纯生产难度非常大。熔炼处理是整个生产过程中最重要的环节，根据废料的形状大小、牌号规格及夹杂情况选用合适的熔炼设备。废铝回收中，如何提高金属回收率是最为重要的目的。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，提高了再生铝的利用价值。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，包括以下步骤：

（1）首先使用永久磁铁将废铝粉中的杂质铁回收，用超出铝屑粒径6-8毫米的网筛将剩余成分中的尘土、砂子筛掉，将筛选后的铝粉倒入加有清洁剂的清洗池中，清洗液温度为45-55℃，漫过铝粉20-30厘米，用搅拌棒探入底部进行搅拌，搅拌过程中不断将悬浮的杂质漂出；

（2）搅拌清洗至没有悬浮杂质后，进行过滤，在200-220℃烘箱中干燥，每隔半小时翻拌一次，干燥3-4小时，然后使用压力机压制成厚度为3-5厘米的压缩铝饼进行熔炼，熔炼前进行熔炉准备，并将坩埚炉、浇勺、撇渣勺、钟罩、浇注铝锭的模具进行清理后预热，预热到210-230℃后刷上耐热涂料，然后烘干；

（3）熔炼时先加入合金铝锭，待完全熔化后，再加入压缩铝饼，合金铝锭和压缩铝饼的重量比为1:4.8-5.0，待铝液温度达到700-710℃后，加入覆盖剂，由六氟铝酸钠、氯化钾、氯化钠、按照1:1.2-1.3:1.5-1.6的质量比组成，用量为铝液质量的0.30-0.35%，并不断地进行搅拌，当炉渣粒度由大变小，达到细粉状时即可扒去炉渣，扒渣后，控制铝液温度在725-730℃时加入精炼剂，当不冒气泡以及夹渣物上浮时，迅速除去夹渣，除去夹渣后，立即进行浇注，得到铝锭。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（1）使用的清洁剂添加量为清洗液质量分数的0.2-0.3%，该清洁剂按照质量百分比计由以下成分制成：十二烷基硫酸钠占3.5-4.5%、天然植物醇油烷氧基化物占2.0-2.8%、氢氧化钠占1.2-1.5%、三聚磷酸钠占1.1-1.2%、三磷酸五钠占1.0-1.1%、二水合柠檬酸钠占0.80-0.85%、烷基酚聚氧乙烯醚占0.65-0.70%、剩余为水。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）所述熔炉准备为：先以15-18℃/小时的速度升温对熔炼炉进行预热，预热至300-350℃后保温7-10小时，然后将残留在熔池内各处的金属和炉渣清除出炉外。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）所述精炼剂添加量为铝液质量的0.20-0.24%。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）所述精炼剂按照质量百分比计由以下成分组成：硝酸钠占10-12%、石墨粉占8-10%、膨润土占15-18%、氯化镁占14-16%、氯化钡占4-5%、氯化钠占12-15%、剩余为氯化钙。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有废铝粉回收利用难度大、回收率低的问题，本发明提供了一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，将废铝粉等重新熔化，并在熔融过程中进行除气、除渣、变质、精炼最后浇注成锭，研究废铝粉熔炼时间、精炼温度、浇注速度、熔剂配比、熔剂加入量等工艺参数对再生铝锭质量的影响，设置的工艺参数使熔炼后的铝合金含气含杂量最少，根据熔剂对熔体净化作用的不同，添加不同的熔剂，使用的覆盖剂和精炼剂，不仅能够提高熔炼纯度来提高金属回收率，还能够提高金属熔化速率来节约燃料使用以及减少烧损，本发明还解决再生铝锭内部和表面会出现的一些缺陷问题，如有针孔、疏松、夹杂、气孔等。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，包括以下步骤：

（1）首先使用永久磁铁将废铝粉中的杂质铁回收，用超出铝屑粒径6毫米的网筛将剩余成分中的尘土、砂子筛掉，将筛选后的铝粉倒入加有清洁剂的清洗池中，清洗液温度为45℃，漫过铝粉20厘米，用搅拌棒探入底部进行搅拌，搅拌过程中不断将悬浮的杂质漂出；

（2）搅拌清洗至没有悬浮杂质后，进行过滤，在200℃烘箱中干燥，每隔半小时翻拌一次，干燥3小时，然后使用压力机压制成厚度为3厘米的压缩铝饼进行熔炼，熔炼前进行熔炉准备，并将坩埚炉、浇勺、撇渣勺、钟罩、浇注铝锭的模具进行清理后预热，预热到210℃后刷上耐热涂料，然后烘干；

（3）熔炼时先加入合金铝锭，待完全熔化后，再加入压缩铝饼，合金铝锭和压缩铝饼的重量比为1:4.8，待铝液温度达到700℃后，加入覆盖剂，由六氟铝酸钠、氯化钾、氯化钠、按照1:1.2:1.5的质量比组成，用量为铝液质量的0.30%，并不断地进行搅拌，当炉渣粒度由大变小，达到细粉状时即可扒去炉渣，扒渣后，控制铝液温度在725℃时加入精炼剂，当不冒气泡以及夹渣物上浮时，迅速除去夹渣，除去夹渣后，立即进行浇注，得到铝锭。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（1）使用的清洁剂添加量为清洗液质量分数的0.2%，该清洁剂按照质量百分比计由以下成分制成：十二烷基硫酸钠占3.5%、天然植物醇油烷氧基化物占2.0%、氢氧化钠占1.2%、三聚磷酸钠占1.1%、三磷酸五钠占1.0%、二水合柠檬酸钠占0.80%、烷基酚聚氧乙烯醚占0.65%、剩余为水。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）所述熔炉准备为：先以15℃/小时的速度升温对熔炼炉进行预热，预热至300℃后保温7小时，然后将残留在熔池内各处的金属和炉渣清除出炉外。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）所述精炼剂添加量为铝液质量的0.20%。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）所述精炼剂按照质量百分比计由以下成分组成：硝酸钠占10%、石墨粉占8%、膨润土占15%、氯化镁占14%、氯化钡占4%、氯化钠占12%、剩余为氯化钙。

实施例2

一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，包括以下步骤：

（1）首先使用永久磁铁将废铝粉中的杂质铁回收，用超出铝屑粒径7毫米的网筛将剩余成分中的尘土、砂子筛掉，将筛选后的铝粉倒入加有清洁剂的清洗池中，清洗液温度为50℃，漫过铝粉25厘米，用搅拌棒探入底部进行搅拌，搅拌过程中不断将悬浮的杂质漂出；

（2）搅拌清洗至没有悬浮杂质后，进行过滤，在210℃烘箱中干燥，每隔半小时翻拌一次，干燥3.5小时，然后使用压力机压制成厚度为4厘米的压缩铝饼进行熔炼，熔炼前进行熔炉准备，并将坩埚炉、浇勺、撇渣勺、钟罩、浇注铝锭的模具进行清理后预热，预热到220℃后刷上耐热涂料，然后烘干；

（3）熔炼时先加入合金铝锭，待完全熔化后，再加入压缩铝饼，合金铝锭和压缩铝饼的重量比为1:4.9，待铝液温度达到705℃后，加入覆盖剂，由六氟铝酸钠、氯化钾、氯化钠、按照1:1.25:1.55的质量比组成，用量为铝液质量的0.33%，并不断地进行搅拌，当炉渣粒度由大变小，达到细粉状时即可扒去炉渣，扒渣后，控制铝液温度在728℃时加入精炼剂，当不冒气泡以及夹渣物上浮时，迅速除去夹渣，除去夹渣后，立即进行浇注，得到铝锭。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（1）使用的清洁剂添加量为清洗液质量分数的0.25%，该清洁剂按照质量百分比计由以下成分制成：十二烷基硫酸钠占4.0%、天然植物醇油烷氧基化物占2.4%、氢氧化钠占1.3%、三聚磷酸钠占1.15%、三磷酸五钠占1.05%、二水合柠檬酸钠占0.83%、烷基酚聚氧乙烯醚占0.68%、剩余为水。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）所述熔炉准备为：先以16℃/小时的速度升温对熔炼炉进行预热，预热至330℃后保温8小时，然后将残留在熔池内各处的金属和炉渣清除出炉外。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）所述精炼剂添加量为铝液质量的0.22%。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）所述精炼剂按照质量百分比计由以下成分组成：硝酸钠占11%、石墨粉占9%、膨润土占16%、氯化镁占15%、氯化钡占4.5%、氯化钠占13%、剩余为氯化钙。

实施例3

一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，包括以下步骤：

（1）首先使用永久磁铁将废铝粉中的杂质铁回收，用超出铝屑粒径8毫米的网筛将剩余成分中的尘土、砂子筛掉，将筛选后的铝粉倒入加有清洁剂的清洗池中，清洗液温度为55℃，漫过铝粉30厘米，用搅拌棒探入底部进行搅拌，搅拌过程中不断将悬浮的杂质漂出；

（2）搅拌清洗至没有悬浮杂质后，进行过滤，在220℃烘箱中干燥，每隔半小时翻拌一次，干燥4小时，然后使用压力机压制成厚度为5厘米的压缩铝饼进行熔炼，熔炼前进行熔炉准备，并将坩埚炉、浇勺、撇渣勺、钟罩、浇注铝锭的模具进行清理后预热，预热到230℃后刷上耐热涂料，然后烘干；

（3）熔炼时先加入合金铝锭，待完全熔化后，再加入压缩铝饼，合金铝锭和压缩铝饼的重量比为1:5.0，待铝液温度达到710℃后，加入覆盖剂，由六氟铝酸钠、氯化钾、氯化钠、按照1:1.3:1.6的质量比组成，用量为铝液质量的0.35%，并不断地进行搅拌，当炉渣粒度由大变小，达到细粉状时即可扒去炉渣，扒渣后，控制铝液温度在730℃时加入精炼剂，当不冒气泡以及夹渣物上浮时，迅速除去夹渣，除去夹渣后，立即进行浇注，得到铝锭。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（1）使用的清洁剂添加量为清洗液质量分数的0.3%，该清洁剂按照质量百分比计由以下成分制成：十二烷基硫酸钠占4.5%、天然植物醇油烷氧基化物占2.8%、氢氧化钠占1.5%、三聚磷酸钠占1.2%、三磷酸五钠占1.1%、二水合柠檬酸钠占0.85%、烷基酚聚氧乙烯醚占0.70%、剩余为水。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（2）所述熔炉准备为：先以18℃/小时的速度升温对熔炼炉进行预热，预热至350℃后保温10小时，然后将残留在熔池内各处的金属和炉渣清除出炉外。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）所述精炼剂添加量为铝液质量的0.24%。

作为对上述方案的进一步改进，步骤（3）所述精炼剂按照质量百分比计由以下成分组成：硝酸钠占12%、石墨粉占10%、膨润土占18%、氯化镁占16%、氯化钡占5%、氯化钠占15%、剩余为氯化钙。

对比例1

与实施例1的区别仅在于，省略步骤（1）中清洁剂的添加，其余保持一致。

对比例2

与实施例2的区别仅在于，省略步骤（2）中压制铝饼的过程，其余保持一致。

对比例3

与实施例3的区别仅在于，覆盖剂由氯化钠和氯化钾按照1:1的比例组成，用量为铝液质量的0.40%，其余保持一致。

对比实验

分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法回收加工废铝粉，并以现有的废铝粉熔炼方法作为对照组，保证无关变量一致，将废铝粉加工成铝锭，各组结果如下表所示：

由此可见：本发明不仅能够提高熔炼纯度来提高金属回收率，还能够提高金属熔化速率来节约燃料使用以及减少烧损，本发明还解决再生铝锭内部和表面会出现的一些缺陷问题，如有针孔、疏松、夹杂、气孔等。

Claims

1.一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，其特征在于，步骤（1）使用的清洁剂添加量为清洗液质量分数的0.2-0.3%，该清洁剂按照质量百分比计由以下成分制成：十二烷基硫酸钠占3.5-4.5%、天然植物醇油烷氧基化物占2.0-2.8%、氢氧化钠占1.2-1.5%、三聚磷酸钠占1.1-1.2%、三磷酸五钠占1.0-1.1%、二水合柠檬酸钠占0.80-0.85%、烷基酚聚氧乙烯醚占0.65-0.70%、剩余为水。

3.如权利要求1所述一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，其特征在于，步骤（2）所述熔炉准备为：先以15-18℃/小时的速度升温对熔炼炉进行预热，预热至300-350℃后保温7-10小时，然后将残留在熔池内各处的金属和炉渣清除出炉外。

4.如权利要求1所述一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，其特征在于，步骤（3）所述精炼剂添加量为铝液质量的0.20-0.24%。

5.如权利要求1所述一种利用回收废铝粉加工制作铝锭的方法，其特征在于，步骤（3）所述精炼剂按照质量百分比计由以下成分组成：硝酸钠占10-12%、石墨粉占8-10%、膨润土占15-18%、氯化镁占14-16%、氯化钡占4-5%、氯化钠占12-15%、剩余为氯化钙。