CN110643820A - 一种再生铝合金的环保熔炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了金属熔炼加工领域的一种再生铝合金的环保熔炼方法，包括以下步骤：S1：分选归类；S2：分离；S3：磁选；S4：干燥；S5：配料；S6：熔炼；S7：精炼；S8：回收；S9：除尘、除烟，加强了废料的预处理和分类，减少污染物的产生量；不会造成二次污染，不会对工人的身体健康、设备和环境产生危害；减少了废物的排放，减少了环境污染，提高了生产效率，降低了部分设备的闲置空闲时间，降低了能耗和生产成本。

Description

一种再生铝合金的环保熔炼方法
技术领域
本发明涉及金属熔炼加工技术领域，具体为一种再生铝合金的环保熔炼方法。
背景技术
再生铝(recycledaluminium)是由废旧铝和废铝合金材料或含铝的废料，经重新熔化提炼而得到的铝合金或铝金属，是金属铝的一个重要来源。再生铝主要是以铝合金的形式出现的。铝是一种可循环利用的资源，目前再生铝占世界原铝年产量的1/3以上。再生铝与原铝性能相同，可用再生铝锭重熔、精炼和净化，经调整化学成分制成各种铸造铝合金和变形铝合金，进而加工成铝铸件或塑性加工铝材。
由于我国现有的铝资源有限和市场需求的不断增长，所以我国再生铝合金工业发展较快，目前产量已经达到原生铝产量的25％-30％，再生铝合金生产通常是以回收来的废铝零件、易拉罐、包装铝箔、报废的铝制品、生产铝制品过程中的边角料以及废铝线等为主原料，经熔炼配制生产出来符合标准的铝合金锭，因为这种铝合金锭采用回收废铝生产，成本较低，是自然资源的再利用，所以具有很强的生命力。
我国废铝再生利用主要采用火法熔炼，产生废气并有可能对环境造成影响的工序主要是熔炼过程。在熔炼过程中，采用的燃料主要有煤、焦炭、重油、柴油、煤气、天然气等，燃料在燃烧之后，产生的废气中含有大量的烟尘和含硫、碳、磷和氮的氧化物等气体；炉料(废铝)加热之后，废料本身的油污及夹杂的可燃物会燃烧，也会产生大量含硫、碳和氮的氧化物；在熔炼过程，为了减少烧损、提高铝的回收率并保证铝合金的质量，要加入一定数量的覆盖剂、精炼剂和除气剂，这些添加剂与铝熔液中的各种杂质进行反应，产生大量的废气和烟尘，这些废气和烟尘中含有各种金属氧化物和非金属氧化物，同时还可能含有有害物质，这些都可能对环境产生污染。
随着当今世界铝行业发展的趋势，需要符合我国可持续发展和科学发展观相关政策，对再生铝而言，要加强废料的预处理和分类，尽量使各种废物综合利用，减少污染物的产生量；二是尽量选用无污染的添加剂。
基于此，本发明设计了一种再生铝合金的环保熔炼方法，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种再生铝合金的环保熔炼方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种再生铝合金的环保熔炼方法，包括以下步骤：
S1：分选归类：先对废杂铝进行处理分类，分级堆放，再对废铝制品进行拆解，去除与铝料连接的钢铁及其他有色金属件；
S2：分离：清洗除去污泥、纤维和纸张，大件的废铝制品要先打碎才清洗，对于轻薄松散的片状废旧铝件，如易拉罐、包装铝箔，要用液压金属打包机打压成包，对于钢芯铝绞线，应先分离钢芯，然后将铝线绕成卷；
S3：磁选：用磁选设备分离废杂铝中有磁性的废钢铁；
S4：干燥：将磁选后的铝屑进行烘干和打包；
S5：配料：制备待用的熔炼剂、非金属复合脱氧剂、精炼剂和出渣剂；
S6：熔炼：将步骤S4打包的物料放入熔炼炉内进行熔炼，并在熔炼过程中加入熔炼剂和非金属复合脱氧剂，温度控制在600-700℃，并在1小时后，扒除溶液上方的浮渣，得到熔炼后的铝合金溶液；
S7：精炼：将在熔炼炉内粗炼好的铝水通过导流槽引入精炼炉内，熔炼炉的相对位置高于精炼炉，使得熔炼炉中的铝水能够自行流入到精炼炉中，在精炼炉内加入精炼剂和除渣剂进行精炼；精炼温度为500-600℃，时间为0.5-1小时；
S8：回收：将精炼后得到的铝水经过连铸机浇注成型；得到的铝渣经过冷灰筒冷却，冷却后的铝渣，包装后提供给钢厂使用；
S9：除尘、除烟：通过车间除尘系统和烟气除尘系统对步骤S2、S6和S7中产生的灰尘和烟气进行处理。
优选的，所述再生铝合金的环保熔炼方法所采用的设备包括分拣机、打包机、清洗机、破碎机、磁铁分选机、干燥机、配料箱、熔炼炉和精炼炉、连铸机和除尘设备。
优选的，所述清洗机是转鼓形喷射清洗机，转鼓容器内安装若干根喷射管，从不同角度将含有重量含量1-2％表面活性剂的，温度40-60℃的高压水喷射到转鼓内的废杂铝，并旋转，使得杂物从废杂铝中溶解和分离出来。
优选的，所述熔炼剂的组分包括如下按质量百分比的氯化钾5-10wt％，氟化钛钾25-35wt％，氟硼酸钾20-35wt％，氟化铝钾5-15wt％，氯化钠5-45wt％；非金属复合脱氧剂的组分包括如下按质量百分比的25wt％～40wt％的SiC，60wt％～75wt％的CaC2。
优选的，所述精炼剂的组分包括如下按质量百分比的KCl 40-60wt％、CaF220-24wt％、Na2SO46-10wt％、MgCl3-10wt％、铈1-2wt％。
优选的，所述车间除尘系统包括设置在分拣机、破碎机上的除尘罩；所述烟气除尘系统包括设置在熔炼炉和精炼炉上的排烟管道。
优选的，所述除尘罩和排烟管道均连接有除尘设备，所述除尘设备为旋风收尘器、喷雾式收尘器、扑沫塔和布袋收尘器中的一种或者多种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用分类堆放、分离、清洗、破碎、磁选、干燥、配料、熔炼和精炼的工艺，得到纯度较高的铝液，很好地将废旧铝重新回收，节约了资源，降低的成本，而且加强了废料的预处理和分类，减少污染物的产生量；
2、采用无污染的熔炼剂、非金属复合脱氧剂、精炼剂和出渣剂等添加剂，熔炼过程中无污染，不会造成二次污染，不会对工人的身体健康、设备和环境产生危害；
3、通过车间除尘系统和烟气除尘系统对整体工艺产生灰尘和烟气的污染源进行处理，减少了废物的排放，减少了环境污染，从环保、改善生态环境等方面，具有重大意义
4、实现了连续不间断的作业，从而提高了生产效率，降低了部分设备的闲置空闲时间，降低了能耗和生产成本，推动了再生铝的工艺的进一步探索和发展，铝再生循环利用是获得金属铝的一个重要来源，推动了我国再生铝合金领域的发展。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种再生铝合金的环保熔炼方法，包括以下步骤：
S1：分选归类：是再生铝生产工艺流程的第一步，分选得越细，归类得越准确，再生铝的化学成分就会越容易控制，经济效益也就越高，通过分拣机先对废杂铝进行处理分类，分级堆放，如废杂铝按照纯铝、变形铝合金、铸造铝合金和混合料等，再对废铝制品进行拆解，去除与铝料连接的钢铁及其他有色金属件；
S2：分离：然后通过清洗机清洗除去污泥、纤维和纸张，大件的废铝制品要通过破碎机先打碎才清洗，对于轻薄松散的片状废旧铝件，如易拉罐、包装铝箔，要用液压金属打包机打压成包，对于钢芯铝绞线，应先分离钢芯，然后将铝线绕成卷；
S3：磁选：用磁选设备分离废杂铝中有磁性的废钢铁，磁选前将含有废杂铝的物料适当破碎，然后通过有磁铁分选机分离出钢铁物质；
S4：干燥：通过烘干机将磁选后的铝屑进行烘干，温度控制在70-105℃，然后通过打包机统一打包；
S5：配料：通过配料箱制备待用的熔炼剂、非金属复合脱氧剂、精炼剂和出渣剂，熔炼剂的组分包括如下按质量百分比的氯化钾5-10wt％，氟化钛钾25-35wt％，氟硼酸钾20-35wt％，氟化铝钾5-15wt％，氯化钠5-45wt％；非金属复合脱氧剂的组分包括如下按质量百分比的25wt％～40wt％的SiC，60wt％～75wt％的CaC2；精炼剂的组分包括如下按质量百分比的KCl 40-60wt％、CaF220-24wt％、Na2SO46-10wt％、MgCl3-10wt％、铈1-2wt％；
S6：熔炼：将步骤S4打包的物料放入熔炼炉内进行熔炼，并在熔炼过程中加入熔炼剂和非金属复合脱氧剂，温度控制在600-700℃，并在1小时后，扒除溶液上方的浮渣，得到熔炼后的铝合金溶液；
S7：精炼：将在熔炼炉内粗炼好的铝水通过导流槽引入精炼炉内，熔炼炉的相对位置高于精炼炉，使得熔炼炉中的铝水能够自行流入到精炼炉中，在精炼炉内加入精炼剂和除渣剂进行精炼；精炼温度为500-600℃，时间为0.5-1小时；
S8：回收：将精炼后得到的铝水经过连铸机浇注成型；得到的铝渣经过冷灰筒冷却，冷却后的铝渣，包装后提供给钢厂使用；
S9：除尘、除烟：通过车间除尘系统和烟气除尘系统对步骤S2、S6和S7中产生的灰尘和烟气进行处理。车间除尘系统包括设置在分拣机、破碎机上的除尘罩；所述烟气除尘系统包括设置在熔炼炉和精炼炉上的排烟管道，除尘罩和排烟管道均连接有除尘设备，除尘设备为旋风收尘器、喷雾式收尘器、扑沫塔和布袋收尘器中的一种或者多种。
其中，清洗机是转鼓形喷射清洗机，转鼓容器内安装若干根喷射管，从不同角度将含有重量含量1-2％表面活性剂的，温度40-60℃的高压水喷射到转鼓内的废杂铝，并旋转，使得杂物从废杂铝中溶解和分离出来。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种再生铝合金的环保熔炼方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：分选归类：先对废杂铝进行处理分类，分级堆放，再对废铝制品进行拆解，去除与铝料连接的钢铁及其他有色金属件；
S2：分离：清洗除去污泥、纤维和纸张，大件的废铝制品要先打碎才清洗，对于轻薄松散的片状废旧铝件，如易拉罐、包装铝箔，要用液压金属打包机打压成包，对于钢芯铝绞线，应先分离钢芯，然后将铝线绕成卷；
S3：磁选：用磁选设备分离废杂铝中有磁性的废钢铁；
S4：干燥：将磁选后的铝屑进行烘干和打包；
S5：配料：制备待用的熔炼剂、非金属复合脱氧剂、精炼剂和出渣剂；
S6：熔炼：将步骤S4打包的物料放入熔炼炉内进行熔炼，并在熔炼过程中加入熔炼剂和非金属复合脱氧剂，温度控制在600-700℃，并在1小时后，扒除溶液上方的浮渣，得到熔炼后的铝合金溶液；
S7：精炼：将在熔炼炉内粗炼好的铝水通过导流槽引入精炼炉内，熔炼炉的相对位置高于精炼炉，使得熔炼炉中的铝水能够自行流入到精炼炉中，在精炼炉内加入精炼剂和除渣剂进行精炼；精炼温度为500-600℃，时间为0.5-1小时；
S8：回收：将精炼后得到的铝水经过连铸机浇注成型；得到的铝渣经过冷灰筒冷却，冷却后的铝渣，包装后提供给钢厂使用；
S9：除尘、除烟：通过车间除尘系统和烟气除尘系统对步骤S2、S6和S7中产生的灰尘和烟气进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种再生铝合金的环保熔炼方法，其特征在于：所述再生铝合金的环保熔炼方法所采用的设备包括分拣机、打包机、清洗机、破碎机、磁铁分选机、干燥机、配料箱、熔炼炉和精炼炉、连铸机和除尘设备。
3.根据权利要求2所述的一种再生铝合金的环保熔炼方法，其特征在于：所述清洗机是转鼓形喷射清洗机，转鼓容器内安装若干根喷射管，从不同角度将含有重量含量1-2％表面活性剂的，温度40-60℃的高压水喷射到转鼓内的废杂铝，并旋转，使得杂物从废杂铝中溶解和分离出来。
4.根据权利要求1所述的一种再生铝合金的环保熔炼方法，其特征在于：所述熔炼剂的组分包括如下按质量百分比的氯化钾5-10wt％，氟化钛钾25-35wt％，氟硼酸钾20-35wt％，氟化铝钾5-15wt％，氯化钠5-45wt％；非金属复合脱氧剂的组分包括如下按质量百分比的25wt％～40wt％的SiC，60wt％～75wt％的CaC2。
5.根据权利要求1所述的一种再生铝合金的环保熔炼方法，其特征在于：所述精炼剂的组分包括如下按质量百分比的KCl 40-60wt％、CaF220-24wt％、Na2SO46-10wt％、MgCl3-10wt％、铈1-2wt％。
6.根据权利要求1所述的一种再生铝合金的环保熔炼方法，其特征在于：所述车间除尘系统包括设置在分拣机、破碎机上的除尘罩；所述烟气除尘系统包括设置在熔炼炉和精炼炉上的排烟管道。
7.根据权利要求6所述的一种再生铝合金的环保熔炼方法，其特征在于：所述除尘罩和排烟管道均连接有除尘设备，所述除尘设备为旋风收尘器、喷雾式收尘器、扑沫塔和布袋收尘器中的一种或者多种。
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