CN111020222A - 一种环保型铝精炼剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型铝精炼剂及其制备方法，涉及金属铝精炼领域。本发明包括一种环保型铝精炼剂，由按照精炼剂重量百分比计的以下成份组成：氯化物助剂48‑57％、氟铝酸钾8‑10％、轻质碳酸钙5‑8％、石英砂8‑10％、六氯乙烷3‑5％以及硫酸钠13‑15％组成；还包括一种前述环保型铝精炼剂的制备方法，包括以下步骤：S1：将所述氯化物助剂、氟硅酸钠、轻质碳酸钙、石英砂、硫酸钠进行干燥；S2：将步骤S1中干燥后的产物与步骤S2中粉碎后的产物与所述六氯乙烷或所述碳酸铵混合，制得产品；以解决常见的含氯化物的精炼剂中含有大量氟化物，容易造成环境污染、烧铝严重以及产生大量浮渣的问题。

Description

一种环保型铝精炼剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属铝精炼领域，具体的说，是一种环保型铝精炼剂及其制备方法。

背景技术

目前大量用于铝行业中的精炼剂，主要以氟化物作为主要原料，氟化物在与高温铝液发生反应，生成氟化铝气体，氟化铝严重危害工人健康，也对设备、厂房产生严重腐蚀。同时氟化物在反应中，大量放热，对铝液烧损很大，导致成本增加。在烧损铝液的同时，会形成大量金属氧化物以及非金属氧化物，造成几乎所有的铝加工企业必须用大量的宝贵地方来堆放产生的固体废物即铝灰。环保压力空前，又没有有效的处理方式，造成企业负担日益加大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型铝精炼剂及其制备方法，以解决常见的含氯化物的精炼剂中含有大量氟化物，容易造成环境污染、烧铝严重以及产生大量浮渣的问题。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术手段：

一种环保型铝精炼剂，由按照精炼剂重量百分比计的以下成份组成：氯化物助剂48-57％、氟铝酸钾8-10％、轻质碳酸钙5-8％、石英砂8-10％、六氯乙烷3-5％以及硫酸钠13-15％组成。

作为优选的，所述六氯乙烷用碳酸铵等量代替。

进一步的，所述氯化物助剂包括按照精炼剂重量百分比计的以下成份：氯化钠30-35％、氯化钾8-10％、氯化镁10-12％。

本发明所公开的铝精炼剂与常见的精炼剂相比，具有以下有益效果：在使用过程中，精炼剂的反应平缓，不会剧烈发热，对铝液几乎没有烧损；同时对铝液中的非金属氧化物以及有害气体氢具有极强的吸附作用，对铝液净化效果极佳。本品由于在反应后密度小、表面张力大，与铝液也极易分离，在扒渣时效率很高。大幅度降低精炼剂中氟化物的含量，在保证精炼质量的前提下，有效的减少了氟化铝以及其他氟化物的生成，减小环保压力以及成本，提高精炼质量。

一种前述环保型铝精炼剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将所述氯化物助剂、氟硅酸钠、轻质碳酸钙、石英砂、硫酸钠进行干燥；

S2：将步骤S1中干燥后的产物与步骤S2中粉碎后的产物与所述六氯乙烷或所述碳酸铵混合，制得产品。

作为优选的，所述氯化物助剂中的氯化钠和氯化钾、氟硅酸钠、轻质碳酸钙、石英砂以及硫酸钠在180-200摄氏度下进行烘干干燥，干燥时间为40-60min。

进一步的，所述氯化物助剂中的氯化镁在熔融状态下脱水，完成后将氯化镁粉碎至不小于40目。

更进一步的，所述六氯乙烷或所述碳酸铵的混合步骤均需要在常温状态下进行。

本发明在使用中还有以下有益效果：

本发明所公开的产品在使用中不产生大量烟气，避免了普通精炼剂在使用过程中产生的有害气体，由于不发热，也避免了对铝液的额外烧损，由于烧损极小，产生的浮渣也非常少，避免了大量固体废物的产生。实验与实际使用过程中，平均每吨铝液中，本品加入量为1至1.5公斤，产生的浮渣为1.5-1.8公斤，同时浮渣中铝含量不到5％，极大的节约了成本，控制了铝灰即固体废物的产生量，增加了企业的经济效益，减轻了环境压力。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在各个实施例中，铝精炼剂的总重量为100g。

实施例1

一种环保型铝精炼剂，由以下成份组成：氯化钠30g、氯化钾10g、氯化镁12g、氟铝酸钾10g、轻质碳酸钙8g、石英砂10g、六氯乙烷5g以及硫酸钠15g组成。

实施例2

一种环保型铝精炼剂，由以下成份组成：氯化钠32g、氯化钾10g、氯化镁12g、氟铝酸钾8g、轻质碳酸钙8g、石英砂10g、六氯乙烷5g以及硫酸钠15g组成。

实施例3

一种环保型铝精炼剂，由以下成份组成：氯化钠35g、氯化钾10g、氯化镁12g、氟铝酸钾5g、轻质碳酸钙8g、石英砂10g、六氯乙烷5g以及硫酸钠15g组成。

实施例4

一种环保型铝精炼剂，由以下成份组成：氯化钠34g、氯化钾8g、氯化镁12g、氟铝酸钾8g、轻质碳酸钙8g、石英砂10g、六氯乙烷5g以及硫酸钠15g组成。

实施例5

一种环保型铝精炼剂，由以下成份组成：氯化钠30g、氯化钾10g、氯化镁12g、氟铝酸钾10g、轻质碳酸钙8g、石英砂10g、碳酸铵5g以及硫酸钠15g组成。

实施例6

一种环保型铝精炼剂，由以下成份组成：氯化钠32g、氯化钾10g、氯化镁12g、氟铝酸钾8g、轻质碳酸钙8g、石英砂10g、碳酸铵5g以及硫酸钠15g组成。

实施例7

一种环保型铝精炼剂，由以下成份组成：氯化钠35g、氯化钾10g、氯化镁12g、氟铝酸钾5g、轻质碳酸钙8g、石英砂10g、碳酸铵5g以及硫酸钠15g组成。

实施例8

一种环保型铝精炼剂，由以下成份组成：氯化钠34g、氯化钾8g、氯化镁12g、氟铝酸钾8g、轻质碳酸钙8g、石英砂10g、碳酸铵5g以及硫酸钠15g组成。

上述实施例中的配方均采用以下的方式进行制备：

首先将氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠、轻质碳酸钙、石英砂、硫酸钠分别在180-200摄氏度的干燥设备里烘烤40-60分钟，以保证上述组分含水量(包括结晶水)不高于千分之一；将氯化镁熔融脱水然后粉碎至40目左右，待上述原料组分冷却到常温以后，按所述精炼剂组分重量别称取各组分(精度需控制在千分之2以内)，充分混合均匀以得到新型铝精炼剂。特别说明：由于六氯乙烷以及碳酸铵对于温度非常敏感，经过烘烤的原料组分必须冷却到常温时，才能加入六氯乙烷或者碳酸铵进行混合，否则将导致六氯乙烷或者碳酸铵含量不足，以影响精炼剂效果。

将本发明所公开的精炼剂制备完成后，将配置好的铝精炼剂按待处理铝液质量的千分之一至千分之一点五的比例装入精炼罐内，当待处理铝液温度达到720摄氏度左右时，使用氮气或者氩气将精炼剂气载均匀喷吹入铝液中以达到净化铝液的功效。

本发明的配方在进行精炼的过程中：

氯化钠作为助剂加入，在高温下形成多孔络合物，以吸附铝液中的非金属杂质，方便渣铝分离，同时降低精炼剂中其它组分的熔点，以避免精炼过程需要过高的温度，造成烧铝的情况；同时改善铝渣表面张力。

氯化钾同样作为助剂加入，与氯化钠起到相同的作用。

轻质碳酸钙，其作为精炼剂加入，高温下分解成氧化钙和二氧化碳，二氧化碳不溶于铝液。二氧化碳气泡由于和铝液中的氢气存在压力差，氢气将游离到二氧化碳气泡中，起到除氢的功效，同时氧化钙有造渣的功效，产生多孔装渣，以吸附和溶解铝液中的非金属氧化物杂质。碳酸钙成本低，能够在保证精炼效果的条件下，大幅降低生产成本。

氟铝酸钾作为精炼剂，其熔点低，并且能够高效的溶解三氧化二铝，提高精炼效果。

六氯乙烷，作为精炼剂，加入配方中，进行反应。

碳酸铵，作为代替六氯乙烷的成份，碳酸铵成本低廉，使用中分解迅速，分解生成的氨气可与铝液中的金属氧化物发生还原反应，从而起到除去杂质的功效，是其它原料无法达到的，同时生成的氮气又可以起到精炼作用。同时，六氯乙烷在反应过程中会产生部分氯气，相较于六氯乙烷，碳酸铵对环境、设备以及操作工人影响更小，配方更环保高效。

硫酸钠、石英砂以及氯化镁均作为提高精炼效果，避免精炼过程升温过快的助剂加入。

对比例1

将常规精炼剂装入精炼罐内，当待处理铝液温度达到720摄氏度左右时，使用氮气或者氩气将精炼剂气载均匀喷吹入铝液中进行铝液精炼。

针对精炼剂加入铝液前后的温度、精炼前后扒灰量等试验，按照JB/T 7946.3-1999《铸造铝合金针孔》以及GB/T 3246.2-2012《变形铝及铝合金制品组织检验方法第2部分：低倍组织检》进行测试。

下述的实验采用的原料为铝水25吨(75％废料、25％电解铝水)

通过对比试验，本发明所公开的铝精炼剂能够在大幅降低添加量的条件下，对铝液进行精炼，大幅降低铝精炼过程中的升温，从而有效的避免升温过大造成烧料的情况，提高了铝精炼的效率和效果，同时大幅降低浮渣的产量，一则避免铝料浪费，二则降低了工人劳动强度。同时在精炼的过程中，只会产生少量的烟气，减小对环境的污染以及对工人健康的影响，三则能够大量降低精炼后的残渣，降低扒灰的强度，避免精炼后生成大量浮渣，不易处理，形成大量固体废物的情况出现。

本发明所公开的一种铝精炼剂在使用过程中，反应平缓，不会剧烈发热，对铝液几乎没有烧损；同时对铝液中的非金属氧化物以及有害气体氢具有极强的吸附作用，对铝液净化效果极佳。本品由于在反应后密度小、表面张力大，与铝液也极易分离，在扒渣时效率很高。

同时，不产生大量烟气，避免了普通精炼剂在使用过程中产生的有害气体，由于不发热，也避免了对铝液的额外烧损，由于烧损极小，产生的浮渣也非常少，避免了大量固体废物的产生。实验与实际使用过程中，平均每吨铝液中，本品加入量为1至1.5公斤，产生的浮渣为1.5-1.8公斤，同时浮渣中铝含量不到5％，极大的节约了成本，控制了铝灰即固体废物的产生量，增加了企业的经济效益，减轻了环境压力。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (7)

1.一种环保型铝精炼剂，其特征在于：由按照精炼剂重量百分比计的以下成份组成：氯化物助剂48-57％、氟铝酸钾8-10％、轻质碳酸钙5-8％、石英砂8-10％、六氯乙烷3-5％以及硫酸钠13-15％组成。

2.根据权利要求1所述的一种环保型铝精炼剂，其特征在于：所述六氯乙烷用碳酸铵等量代替。

3.根据权利要求1或2所述的一种环保型铝精炼剂，其特征在于：所述氯化物助剂包括按照精炼剂重量百分比计的以下成份：氯化钠30-35％、氯化钾8-10％、氯化镁10-12％。

4.一种权利要求3所述的环保型铝精炼剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将所述氯化物助剂、氟硅酸钠、轻质碳酸钙、石英砂、硫酸钠进行干燥；

S2：将步骤S1中干燥后的产物与步骤S2中粉碎后的产物与所述六氯乙烷或所述碳酸铵混合，制得产品。

5.根据权利要求4所述的一种环保型铝精炼剂的制备方法，其特征在于：所述氯化物助剂中的氯化钠和氯化钾、氟硅酸钠、轻质碳酸钙、石英砂以及硫酸钠在180-200摄氏度下进行烘干干燥，干燥时间为40-60min。

6.根据权利要求4所述的一种环保型铝精炼剂的制备方法，其特征在于：所述氯化物助剂中的氯化镁在熔融状态下脱水，完成后将氯化镁粉碎至不小于40目。

7.根据权利要求4所述的一种环保型铝精炼剂的制备方法，其特征在于：所述六氯乙烷或所述碳酸铵的混合步骤均需要在常温状态下进行。