CN111575519A - 低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂及其制备方法，其中，低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂包括如下重量百分含量的组分：碳酸镁3％‑10％，氟化钙3％‑5％，六氟铝酸钾3％‑5％，冰晶石和氟化铝20％‑30％，自然光卤石50％‑70％，以上各组分的质量百分含量之和为100％；其制备方法包括如下步骤：(1)原料准备；(2)冰晶石与氟化铝络合处理；(3)物料混合后干燥包装制得成品氯盐精炼剂。本发明精炼剂在不添加在精炼过程中产生对环境和人体有害的物质的情况下，能够达到较好的除气除渣效果。

Description

低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂及其制备方法

技术领域：

本发明涉及铝合金冶炼助剂技术领域，特别是涉及低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂及其制备方法。

背景技术：

铝合金熔体净化工艺中，为尽量减少烧损，铝合金熔体精炼温度一般控制在680℃-730℃之间，目前，为了符合铝合金熔体精炼温度条件，精炼剂熔点最好控制在700℃以下。现有精炼剂中一般是采用添加氯盐，如氯化镁、氯化钠、氯化钾等，来降低精炼剂整体共熔点，使得低熔点精炼剂在精炼温度下能够快速溶解，达到除气除渣效果。

但现有氯盐铝合金精炼剂可以清除一些夹杂以及降低氢含量，但是由于熔炼铝合金形成的夹杂比较复杂，比如细小的夹杂物以及非金属氧化物等清除不彻底，除气除渣效果不理想。为提高除气除渣效果经常使用C₂Cl₆(六氯乙烷)、六氯代苯等有机物以及硫酸钠等硫酸盐作为精炼剂的组成成分，来提高除气除渣效果。但添加以上组分后的精炼剂存在以下不足：1、在精炼过程中与铝液发生反应产生氯气、二氧化硫等有毒有害气体，污染环境的同时还会对人员的身体健康产生影响；2、配方中主要由高纯度的氯化镁、氯化钾、氯化钠等组分组成，成本较高；3、精炼后渣铝分离效果差，铝灰中容易夹带铝，铸损高，一般能达到1.8％。

发明内容：

为解决现有氯盐铝合金精炼剂在精炼过程中除气除渣效果不理想、且成本高问题，本发明的第一个目的在于提供一种除气除渣效果好、低成本、且高效环保的氯盐双络合铝合金精炼剂。

本发明的第二个目的在于提供一种除气除渣效果好、低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂的制备方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其包括如下重量百分含量的组分：碳酸镁3％-10％，氟化钙3％-5％，六氟铝酸钾3％-5％，冰晶石和氟化铝20％-30％，自然光卤石50％-70％，以上各组分的质量百分含量之和为100％。

优选的，所述冰晶石与所述氟化铝的质量比为1.5:1-3.0:1。

优选的，所述冰晶石与所述氟化铝的质量比优选为66:34。

优选的，所述自然光卤石中游离水质量百分含量不大于1％，氯化镁质量百分含量在40％以下。自然光卤石是将天然光卤石矿物原料经过破碎、焙烧、检测分析而得到。未经处理的天然光卤石由于含水量较大，含有较多挥发性成分和杂质，不能直接用于精炼剂。经检测，自然光卤石除含有氯化镁与氯化钾外，还含有氯化钠等组分，且氯化镁与氯化钾以天然络合物的形态存在。本发明通过多次试验发现符合“自然光卤石中游离水质量百分含量不大于1％，氯化镁质量百分含量在40％以下”要求的自然光卤石，其熔点以及精炼过程反应和烟气情况、除渣除氢效果等均达到设计要求。

优选的，所述碳酸镁、所述氟化钙、所述六氟铝酸钾、所述冰晶石与所述氟化铝的纯度均大于95％，不含游离水，含水的质量百分含量均不高于0.5％。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施：低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂的制备方法，其包括如下步骤：(1)原料准备；(2)冰晶石与氟化铝络合处理；(3)物料混合后干燥包装制得成品氯盐精炼剂，其中，

(1)原料准备：按比例称取如下质量百分含量的组分：碳酸镁3％-10％，氟化钙3％-5％，六氟铝酸钾3％-5％，冰晶石和氟化铝20％-30％，自然光卤石50％-70％，以上各组分的质量百分含量之和为100％；

(2)冰晶石与氟化铝络合处理：将步骤(1)称取的冰晶石和氟化铝混合均匀，将混合均匀的冰晶石和氟化铝加热至700-750℃后保温20min-30min，然后搅拌5min-10min后浇铸凝固，凝固后破碎、筛分，得到颗粒料；所述颗粒料中，粒径为2mm-4mm所占质量百分比含量0.5％-3％；粒径为0.5mm-2mm所占质量百分比含量95％-98％；粒径≤0.5mm所占质量百分比含量0.5-3％；

(3)物料混合后干燥包装制得成品氯盐精炼剂：将称取的除冰晶石和氟化铝以外的组分混合均匀后，再与颗粒料混合，搅拌均匀后干燥包装制得成品氯盐精炼剂。

优选的，所述冰晶石与所述氟化铝的质量比为1.5:1-3.0:1。

优选的，所述冰晶石与所述氟化铝的质量比优选为66:34。

优选的，所述自然光卤石中游离水质量百分含量不大于1％，氯化镁质量百分含量在40％以下。

优选的，所述碳酸镁、所述氟化钙、所述六氟铝酸钾、所述冰晶石与所述氟化铝的纯度均大于95％，不含游离水，含水的质量百分含量均不高于0.5％。

除渣原理说明：

本发明依靠氟化物对铝合金熔体中氧化物杂质进行溶解和吸附后上浮起到除渣作用；将冰晶石(Na₃AlF₆)与氟化铝(AlF₃)经合理配比混合均匀后、熔化、凝固，使之成为络合物(NaF-AlF₃)，改变了冰晶石与氟化铝的物理、化学性质，降低了初晶温度，使得本发明氯盐精炼剂在精炼温度(680℃-730℃)条件下熔化，并溶解和吸附铝合金熔体中的氧化物杂质、上浮达到除渣效果。

碳酸盐除气原理说明：

RCO₃→RO(RO₂)+CO₂ (1)

式(1)为精炼过程中碳酸盐分解公式。碳酸盐加热分解产生弥散的CO₂小气泡，CO₂小气泡在上浮过程中，将铝液内的氢原子吸附带出。

μ_[H]＝μ_[H]O+RTlnC_[H]＝常数 (2)

式(2)中，氢在铝合金熔体中的浓度为C_[H],μ_[H]为氢在铝合金熔体中的化学势；μ_[H]O为氢的标准态化学势。

式(3)中，μ_H为氢气在净化气体气泡的化学势；μ_HO为氢气的标准态化学势；P_H为氢气在CO₂气泡中的分压，P_HO为标准压。

由于μ_[H]>>μ_H，则铝合金中的氢将向CO₂气泡内扩散，随着扩散的进行，两者化学势差值逐渐减小，扩散驱动力逐渐减小；当两者化学势差为0时，扩散达到平衡状态，含气量不再变化。

本发明的优点：本发明通过用自然光卤石代替高纯度氯化镁、氯化钾和氯化钠，增加冰晶石和氟化铝的添加比例，同时添加碳酸盐，并调整各组份含量，在不添加在精炼过程中产生对环境和人体有害的物质的情况下，能够达到较好的除气、除渣效果，除气率在50％以上，除渣率在60％以上；同时，通过优化冰晶石和氟化铝添加比例，在冰晶石和氟化铝添加量较高的情况下，依然能够达到铝合金熔体精炼温度要求。具体如下：

1、本发明精炼剂中六氟铝酸钠和氟化铝的溶解氧化物能力高，除渣能力强，为主要除渣、分离组分，除渣效果好；

2、直接使用自然光卤石而非高纯度氯化镁、氯化钾、氯化钠作为原料，大大降低精炼剂的成本，且自然光卤石中氯化镁、氯化钾以天然络合物形态存在，其熔点要低于氯化镁和氯化钾熔点，进一步降低了精炼剂共熔点；

3、通过反复试验确定出冰晶石与氟化铝比例为66:34时，精炼剂的共熔点最低，达到精炼温度要求；

4、本发明精炼剂中含有碳酸盐，通过精准控制碳酸盐加入量，使碳酸盐在精炼过程中加热分解生成二氧化碳气体将铝液中的氢气带出铝液，起到除气的作用；

5、精炼剂在精炼过程中反应放热，可以保持精炼温度，不需要额外添加助燃剂，降低精炼剂原料成本；

6、本发明精炼剂中不含六氯乙烷、硫酸盐和硝酸盐等，精炼过程中不会产生有毒、有害的气体，满足环保要求；

7、精炼剂精炼后铝渣不发粘，呈松散状，扒渣时渣铝分离效果好，扒渣过程带出铝少，减少铝液的铸损约0.2％；

8、本发明精炼剂配方中含有碳酸镁，通过精准控制碳酸镁加入量，并合理设计碳酸镁在制备精炼剂时的加入时机，使碳酸镁在精炼过程中加热分解生成二氧化碳气体将铝液中的氢气带出铝液，起到除气的作用，同时碳酸镁和氟盐搭配进一步促进了除气的效果，提高了本发明精炼剂除氢效率，除氢效率达到50％以上，而国内氯盐精炼剂除氢效率一般在50％以下。

附图说明

图1为低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂的制备方法工艺流程图。

具体实施方式：

实施例1-3所用自然光卤石成分分析，如下表所示(单位：质量百分含量)：

元素	K	Cl	Mg	Na	H	O	Ca
								含量/％	13	61.6	10	14	0.06	0.94	0.4

实施例1-3所用自然光卤石煅烧前天然光卤石成分分析，如下表所示(单位：质量百分含量)：

元素	K	Cl	Mg	Na	H	O	Ca
								含量/％	12	57.6	9	13	0.5	7.5	0.4

实施例1：低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其包括如下重量百分含量的组分：碳酸镁30kg占3％，氟化钙30kg占3％，六氟铝酸钾30kg占3％，冰晶石138.6kg、氟化铝71.4kg，冰晶石和氟化铝总量占21％，自然光卤石700kg占70％，以上各组分的质量百分含量之和为100％。其中，所述冰晶石与所述氟化铝的质量比为66:34。自然光卤石中游离水质量百分含量不大于1％，氯化镁质量百分含量在40％以下。自然光卤石是将天然光卤石矿物原料经过破碎、焙烧、检测分析而得到。经检测，自然光卤石除含有氯化镁、氯化钾外，还含有氯化钠等组分。所述碳酸镁、所述氟化钙、所述六氟铝酸钾、所述冰晶石与所述氟化铝的纯度均大于95％，不含游离水，含水的质量百分含量均不高于0.5％。

本实施例低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂的制备方法，其包括如下步骤：(1)原料准备；(2)冰晶石与氟化铝络合处理；(3)物料混合后干燥包装制得成品氯盐精炼剂，其中，

(1)原料准备：对所需原料进行检测，自然光卤石中游离水质量百分含量不大于1％，氯化镁质量百分含量在40％以下。碳酸镁、氟化钙、六氟铝酸钾、冰晶石与氟化铝的纯度均大于95％，不含游离水，含水的质量百分含量均不高于0.5％。

检测完成后过筛，按比例称取如下组分：碳酸镁30kg，氟化钙30kg，六氟铝酸钾30kg，冰晶石138.6kg，氟化铝71.4kg，自然光卤石700kg，以上各组分的质量之和为1000kg；

(2)冰晶石与氟化铝络合处理：将步骤(1)称取的冰晶石和氟化铝混合均匀，坩埚炉进行预热，将混合均匀的冰晶石和氟化铝加入到坩埚炉内，加热至700-750℃后保温20min-30min，将冰晶石与氟化铝熔化，然后搅拌5min-10min后浇铸凝固，形成凝固物料的粒度≤40mm；将凝固物料加入狼牙破碎机中破碎，本实施例所用狼牙破碎机型号为2PG-610x400，生产能力为5-50t/h，进料粒度≤40mm，出料粒度1-20mm。破碎后进行筛分，分别得到粒径≤0.5mm、粒径为0.5mm-2mm、粒径为2mm-4mm的物料；将不同粒径的物料按比例进行混合得到颗粒料，颗粒料中，粒径为2mm-4mm所占质量百分比含量0.5％-3％；粒径为0.5mm-2mm所占质量百分比含量95％-98％；粒径≤0.5mm所占质量百分比含量0.5-3％；

(3)物料混合后干燥包装制得成品氯盐精炼剂：将称取的除冰晶石和氟化铝以外的组分混合均匀后，再与颗粒料混合，搅拌均匀后干燥包装制得成品氯盐精炼剂。

本实施例制得的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂用于A356铝合金精炼，精炼剂在铝合金熔体中共熔点温度为675℃。惰性气体采用氮气，作为送料气体将氯盐铝合金精炼剂由熔保炉底部加入铝合金熔体中，通过在熔保炉外摆动精炼管，使得在熔保炉内的精炼管出气口运动轨迹为“Z”或“N”形，从而保证精炼剂比较均匀的分散在铝合金熔体中，完成铝合金精炼。精炼过程中，精炼剂添加量为铝合金熔体总量的0.2％；精炼温度705℃；精炼时间40min；氮气压力0.21MPa；精炼后铝合金熔体氢含量为0.19ml/100gAl，除氢率52.5％；精炼静置后铝合金渣含量为0.17mm²/kg，除渣率62.2％。

实施例2：低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其包括如下重量百分含量的组分：碳酸镁100kg占10％，氟化钙50kg占5％，六氟铝酸钾50kg占5％，冰晶石180kg，氟化铝120kg，冰晶石和氟化铝总量占30％，自然光卤石500kg占50％，以上各组分的质量百分含量之和为100％。其中，所述冰晶石与所述氟化铝的质量比为1.5:1。自然光卤石中游离水质量百分含量不大于1％，氯化镁质量百分含量在40％以下。自然光卤石是将天然光卤石矿物原料经过破碎、焙烧、检测分析而得到。经检测，自然光卤石除含有氯化镁、氯化钾外，还含有氯化钠等组分。所述碳酸镁、所述氟化钙、所述六氟铝酸钾、所述冰晶石与所述氟化铝的纯度均大于95％，不含游离水，含水的质量百分含量均不高于0.5％。

本实施例低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂的制备方法，其包括如下步骤：(1)原料准备；(2)冰晶石与氟化铝络合处理；(3)物料混合后干燥包装制得成品氯盐精炼剂，其中，

(1)原料准备：对所需原料进行检测，自然光卤石中游离水质量百分含量不大于1％，氯化镁质量百分含量在40％以下。碳酸镁、氟化钙、六氟铝酸钾、冰晶石与氟化铝的纯度均大于95％，不含游离水，含水的质量百分含量均不高于0.5％。

检测完成后过筛，按比例称取如下组分：碳酸镁100kg，氟化钙50kg，六氟铝酸钾50kg，冰晶石180kg，氟化铝120kg，自然光卤石500kg，以上各组分的质量之和为1000kg；

(2)冰晶石与氟化铝络合处理：将步骤(1)称取的冰晶石和氟化铝混合均匀，坩埚炉进行预热，将混合均匀的冰晶石和氟化铝加入到坩埚炉内，加热至700-750℃后保温20min-30min，将冰晶石与氟化铝熔化，然后搅拌5min-10min后浇铸凝固，形成凝固物料的粒度≤40mm；将凝固物料加入狼牙破碎机中破碎，本实施例所用狼牙破碎机型号为2PG-610x400，生产能力为5-50t/h，进料粒度≤40mm，出料粒度1-20mm。破碎后进行筛分，分别得到粒径≤0.5mm、粒径为0.5mm-2mm、粒径为2mm-4mm的物料；将不同粒径的物料按比例进行混合得到颗粒料，颗粒料中，粒径为2mm-4mm所占质量百分比含量0.5％-3％；粒径为0.5mm-2mm所占质量百分比含量95％-98％；粒径≤0.5mm所占质量百分比含量0.5-3％；

(3)物料混合后干燥包装制得成品氯盐精炼剂：将称取的除冰晶石和氟化铝以外的组分混合均匀后，再与颗粒料混合，搅拌均匀后干燥包装制得成品氯盐精炼剂。

本实施例制得的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂用于A356铝合金精炼，精炼剂在铝合金熔体中共熔点温度为685℃。惰性气体采用氮气，作为送料气体将氯盐铝合金精炼剂由熔保炉底部加入铝合金熔体中，通过在熔保炉外摆动精炼管，使得在熔保炉内的精炼管出气口运动轨迹为“Z”或“N”形，从而保证精炼剂比较均匀的分散在铝合金熔体中，完成铝合金精炼。精炼过程中，精炼剂添加量为铝合金熔体总量的0.2％；精炼温度701℃；精炼时间40min；氮气压力0.21MPa；精炼后铝合金熔体氢含量为0.13ml/100gAl，除氢率67.5％；精炼静置后铝合金渣含量为0.15mm²/kg，除渣率66.7％。

实施例3：低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其包括如下重量百分含量的组分：碳酸镁70kg占7％，氟化钙40kg占4％，六氟铝酸钾40kg占4％，冰晶石187.5kg，氟化铝62.5kg，冰晶石和氟化铝总量占25％，自然光卤石600kg占60％，以上各组分的质量百分含量之和为100％。其中，所述冰晶石与所述氟化铝的质量比为3.0:1。自然光卤石中游离水质量百分含量不大于0.5％，氯化镁质量百分含量在40％以下。自然光卤石是将天然光卤石矿物原料经过破碎、焙烧、检测分析而得到。经检测，自然光卤石除含有氯化镁、氯化钾外，还含有氯化钠等组分。所述碳酸镁、所述氟化钙、所述六氟铝酸钾、所述冰晶石与所述氟化铝的纯度均大于95％，不含游离水，含水的质量百分含量均不高于0.5％。

本实施例低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂的制备方法，其包括如下步骤：(1)原料准备；(2)冰晶石与氟化铝络合处理；(3)物料混合后干燥包装制得成品氯盐精炼剂，其中，

(1)原料准备：对所需原料进行检测，自然光卤石中游离水质量百分含量不大于1％，氯化镁质量百分含量在40％以下。碳酸镁、氟化钙、六氟铝酸钾、冰晶石与氟化铝的纯度均大于95％，不含游离水，含水的质量百分含量均不高于0.5％。

检测完成后过筛，按比例称取如下组分：碳酸镁70kg，氟化钙40kg，六氟铝酸钾40kg，冰晶石187.5kg，氟化铝62.5kg，自然光卤石600kg，以上各组分的质量之和为1000kg；

(2)冰晶石与氟化铝络合处理：将步骤(1)称取的冰晶石和氟化铝混合均匀，坩埚炉进行预热，将混合均匀的冰晶石和氟化铝加入到坩埚炉内，加热至700-750℃后保温20min-30min，将冰晶石与氟化铝熔化，然后搅拌5min-10min后浇铸凝固，形成凝固物料的粒度≤40mm；将凝固物料加入狼牙破碎机中破碎，本实施例所用狼牙破碎机型号为2PG-610x400，生产能力为5-50t/h，进料粒度≤40mm，出料粒度1-20mm。破碎后进行筛分，分别得到粒径≤0.5mm、粒径为0.5mm-2mm、粒径为2mm-4mm的物料；将不同粒径的物料按比例进行混合得到颗粒料，颗粒料中，粒径为2mm-4mm所占质量百分比含量0.5％-3％；粒径为0.5mm-2mm所占质量百分比含量95％-98％；粒径≤0.5mm所占质量百分比含量0.5-3％；

(3)物料混合后干燥包装制得成品氯盐精炼剂：将称取的除冰晶石和氟化铝以外的组分混合均匀后，再与颗粒料混合，搅拌均匀后干燥包装制得成品氯盐精炼剂。

本实施例制得的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂用于A356铝合金精炼，精炼剂在铝合金熔体中共熔点温度为680℃。惰性气体采用氮气，作为送料气体将氯盐铝合金精炼剂由熔保炉底部加入铝合金熔体中，通过在熔保炉外摆动精炼管，使得在熔保炉内的精炼管出气口运动轨迹为“Z”或“N”形，从而保证精炼剂比较均匀的分散在铝合金熔体中，完成铝合金精炼。精炼过程中，精炼剂添加量为铝合金熔体总量的0.2％；精炼温度706℃；精炼时间40min；氮气压力0.21MPa；精炼后铝合金熔体氢含量为0.18ml/100gAl，除氢率55.0％；精炼静置后铝合金渣含量为0.16mm²/kg，除渣率64.4％。

实施例4：低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其与实施例1的区别在于冰晶石与氟化铝的质量比为1:1，其余配方及制备方法与实施例1完全相同。

本实施例制得的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂用于A356铝合金精炼，精炼剂在铝合金熔体中共熔点温度为782℃。惰性气体采用氮气，作为送料气体将氯盐铝合金精炼剂由熔保炉底部加入铝合金熔体中，通过在熔保炉外摆动精炼管，使得在熔保炉内的精炼管出气口运动轨迹为“Z”或“N”形，从而保证精炼剂比较均匀的分散在铝合金熔体中，完成铝合金精炼。精炼过程中，精炼剂添加量为铝合金熔体总量的0.2％；精炼温度703℃；精炼时间40min；氮气压力0.21MPa；精炼后铝合金熔体氢含量为0.24ml/100gAl，除氢率40.0％；精炼静置后铝合金渣含量为0.22mm²/kg，除渣率51.1％。

该实施例精炼剂中冰晶石与氟化铝的质量比为1:1，精炼剂在铝合金熔体中共熔点温度为782℃，高于精炼温度，导致除气、除渣效果不理想。

实施例5：低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其与实施例1的区别在于冰晶石与氟化铝的质量比为4:1，其余配方及制备方法与实施例1完全相同。

本实施例制得的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂用于A356铝合金精炼，精炼剂在铝合金熔体中共熔点温度为743℃。惰性气体采用氮气，作为送料气体将氯盐铝合金精炼剂由熔保炉底部加入铝合金熔体中，通过在熔保炉外摆动精炼管，使得在熔保炉内的精炼管出气口运动轨迹为“Z”或“N”形，从而保证精炼剂比较均匀的分散在铝合金熔体中，完成铝合金精炼。精炼过程中，精炼剂添加量为铝合金熔体总量的0.2％；精炼温度701℃；精炼时间40min；氮气压力0.21MPa；精炼后铝合金熔体氢含量为0.23ml/100gAl，除氢率42.5％；精炼静置后铝合金渣含量为0.21mm²/kg，除渣率53.3％。

该实施例精炼剂中冰晶石与氟化铝的质量比为4:1，精炼剂在铝合金熔体中共熔点温度为743℃，高于精炼温度，导致除气、除渣效果不理想。

实施例6：低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其制备方法包括如下步骤：(1)原料准备；(2)物料混合；(3)制得成品氯盐精炼剂，其中，

(1)原料准备：与实施例1原料准备步骤完全相同；

(2)物料混合：将步骤(1)称取的碳酸镁、氟化钙，六氟铝酸钾，冰晶石，氟化铝，自然光卤石混合均匀得到混合物料；

(3)制得成品氯盐精炼剂：将所述混合物料加热至720℃后保温25min，然后搅拌8min后凝固、破碎、筛分，制得成品氯盐精炼剂；成品氯盐精炼剂中，粒径为2mm-4mm所占质量百分比含量0.5％-3％；粒径为0.5mm-2mm所占质量百分比含量95％-98％；粒径≤0.5mm所占质量百分比含量0.5-3％；

本实施例制得的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂用于A356铝合金精炼，精炼剂在铝合金熔体中共熔点温度为678℃。惰性气体采用氮气，作为送料气体将氯盐铝合金精炼剂由熔保炉底部加入铝合金熔体中，通过在熔保炉外摆动精炼管，使得在熔保炉内的精炼管出气口运动轨迹为“Z”或“N”形，从而保证精炼剂比较均匀的分散在铝合金熔体中，完成铝合金精炼。精炼过程中，精炼剂添加量为铝合金熔体总量的0.2％；精炼温度702℃；精炼时间40min；氮气压力0.21MPa；精炼后铝合金熔体氢含量为0.28ml/100gAl，除氢率37.8％；精炼静置后铝合金渣含量为0.18mm²/kg，除渣率60.0％。

从该数据可以看出，本实施例将碳酸镁与其他组分同时进行混合，并进行后续的预处理，使得碳酸镁在预处理过程中受热分解，影响了精炼剂的除气、除渣效果。

实施例7：低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其与实施例1的区别在于：碳酸镁30kg占3％，氟化钙30kg占3％，六氟铝酸钾30kg占3％，冰晶石99kg，氟化铝51kg，冰晶石和氟化铝总量占15％，自然光卤石76％，其余配方及制备方法与实施例1完全相同。

本实施例制得的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂用于A356铝合金精炼，精炼剂在铝合金熔体中共熔点温度为672℃。惰性气体采用氮气，作为送料气体将氯盐铝合金精炼剂由熔保炉底部加入铝合金熔体中，通过在熔保炉外摆动精炼管，使得在熔保炉内的精炼管出气口运动轨迹为“Z”或“N”形，从而保证精炼剂比较均匀的分散在铝合金熔体中，完成铝合金精炼。精炼过程中，精炼剂添加量为铝合金熔体总量的0.2％；精炼温度703℃；精炼时间40min；氮气压力0.21MPa；精炼后铝合金熔体氢含量为0.21ml/100gAl，除氢率47.5％；精炼静置后铝合金渣含量为0.20mm²/kg，除渣率55.5％。扒渣时，发现铝渣粘度较大，渣铝分离效果较差。

从该数据可以看出，本实施例将冰晶石和氟化铝添加量降低后，使得精炼剂除渣能力和除气能力均有降低，影响了精炼剂的除气、除渣效果。

实施例8：低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其与实施例1的区别在于：碳酸镁30kg占3％，氟化钙30kg占3％，六氟铝酸钾30kg占3％，冰晶石231kg，氟化铝119kg，冰晶石和氟化铝总量占35％，自然光卤石560kg占56％，其余配方及制备方法与实施例1完全相同。

本实施例制得的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂用于A356铝合金精炼，精炼剂在铝合金熔体中共熔点温度为682℃。惰性气体采用氮气，作为送料气体将氯盐铝合金精炼剂由熔保炉底部加入铝合金熔体中，通过在熔保炉外摆动精炼管，使得在熔保炉内的精炼管出气口运动轨迹为“Z”或“N”形，从而保证精炼剂比较均匀的分散在铝合金熔体中，完成铝合金精炼。精炼过程中，精炼剂添加量为铝合金熔体总量的0.2％；精炼温度705℃；精炼时间40min；氮气压力0.21MPa；精炼后铝合金熔体氢含量为0.18ml/100gAl，除氢率55.0％；精炼静置后铝合金渣含量为0.14mm²/kg，除渣率68.9％。

从该数据可以看出，本实施例精炼剂除渣除气效果较好，但是在铝熔体中熔点偏高，精炼剂成本偏高。

实施例9：氯盐铝合金精炼剂实施例

本实施例选用目前使用效果比较好的，国产颗粒状氯盐铝合金精炼剂，其主要包括如下组分：氯化钠、氯化钾、氯化镁、氟化钙、冰晶石等，不含游离水，含水的质量百分含量不高于0.5％。

本实施例用国产颗粒状氯盐铝合金精炼剂在A356铝合金熔体中精炼。精炼前铝合金熔体温度707℃，精炼过程中，精炼剂添加量为铝合金熔体总量的0.4％；精炼后铝合金熔体温度696℃；精炼时间40min；氮气压力0.21MPa；精炼前铝合金熔体氢含量0.41ml/100gAl，精炼后铝合金熔体氢含量为0.21ml/100gAl，除氢率48.7％；精炼前铝合金熔体渣含量为0.45mm²/kg，精炼静置后铝合金渣含量为0.17mm²/kg，除渣率62.2％。

实施例2与实施例9精炼剂成本对比如下：

实施例2每吨氯盐双络合精炼剂总成本计算如下：

一、材料成本：

1、碳酸镁100kg，价格750元；氟化钙50kg，价格150元；六氟铝酸钾50kg，400元；冰晶石180kg，900元；氟化铝120kg，1080元；自然光卤石500kg，1300元。材料成本合计4580元/吨；

2、重熔氟盐络合物电费：120元/吨；

3、人工费：50元/吨；

4、其他：50元/吨。

实施例2每吨氯盐双络合精炼剂总成本合计为4800元，利润按10％计算，售价则为5280元/吨。

与实施例9市售颗粒氯盐精炼剂每吨售价为7500元相比较，每吨价格降低为2220元。

一、实施例1-8中铝合金熔体氢含量采用国产测氢仪检测，型号：HDA-V，使用气体：99.99％高纯氩气。国产测氢仪测氢操作方法如下：

1、确认好现场检测环境及仪器放置的安全检测位置，将测氢仪放置在待检测流槽附近。

2、插好电源，安装测氢仪机械臂，固定热电偶与测氢探头，要求测氢探头高于热电偶约3-5cm，安装完成后打开电源，将探头与热电偶调节至铝液流动的流槽上，预热10分钟。

3、按照测氢仪修正系数表的计算公式，计算出预检测铝液的修正系数，打开测氢仪设置修正系数界面，输入修正系数。计算公式如下：

Mg(％)×0.017-Cu(％)×0.0269-Si(％)×0.0119＝Exponent

10^Exponent＝合金修正系数

4、检测前用渣铲将流槽铝液表面氧化铝层刮干净，点击开始检测按钮，测氢仪开始吹气，将探头及热电偶浸入铝液内，深度要求测氢探头必须完全浸入铝液当中，点击停止吹气，测氢仪开始检测。

5、测氢仪系统会根据检测稳定次数达到五次记为一次检测结果，系统会自动检测三次为一组试验结果。

6、检测完数据后，本次氢含量检测结束，用渣铲清理铝液表面氧化铝，点击吹气按钮，测氢仪开始吹气，拔出探头及热电偶。

7、待热电偶与测氢探头冷却后，关闭电源，拆卸机械臂，搬走测氢仪至安全位置。

二、实施例1-8中铝合金熔体渣含量采用测渣仪检测，测渣仪型号：AnalyzePoDFA，压缩空气要求：80-120PSIG，空气纯度：干燥空气，最小露点为-40℃，过滤到40微米或更小，空气温度要求低于35℃，电气性能：100-240VAC，50/60HZ。测渣仪测渣操作方法如下：

测渣仪准备：

坩埚安装过滤片，测渣仪连接压缩空气。

(一)接通加热器电源，预热坩埚(预计15分钟)。

(二)接通测渣仪电源，开总开关，确认内置坩埚，看重量是否为零，若不为零，则需清零。

(三)接入压缩空气，确认压力是否满足要求(8Kg或-23psi)。

测渣取样：

1、测渣仪接通电源，开总开关，接入压缩空气。

2、预热取样勺(3-5分钟)，舀2Kg左右铝液，倒入预热好的坩埚中，将坩埚放至测渣仪指定位置处，按开始按钮。(整个过程应在尽可能短的时间内完成)。

3、测渣结束(重量显示不变，密闭室舱门自动打开)后，将坩埚放至指定位置后标记。

4、待内置坩埚内铝液完全凝固后，将其倒出，并放回内置坩埚。保持压缩空气接通状态10-20分钟。

以上所述仅为本发明用于A356铝合金精炼的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，其他除含有钠、钾等碱金属元素外的铸造铝合金，如ZL102、ZL104、ZL109、201Z，及除五系以外变形铝合金也适用。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其特征在于，其包括如下重量百分含量的组分：碳酸镁3％-10％，氟化钙3％-5％，六氟铝酸钾3％-5％，冰晶石和氟化铝20％-30％，自然光卤石50％-70％，以上各组分的质量百分含量之和为100％。

2.根据权利要求1所述的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其特征在于，所述冰晶石与所述氟化铝的质量比为1.5:1-3.0:1。

3.根据权利要求2所述的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其特征在于，所述冰晶石与所述氟化铝的质量比优选为66:34。

4.根据权利要求1所述的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其特征在于，所述自然光卤石中游离水质量百分含量不大于1％，氯化镁质量百分含量在40％以下。

5.根据权利要求1所述的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂，其特征在于，所述碳酸镁、所述氟化钙、所述六氟铝酸钾、所述冰晶石与所述氟化铝的纯度均大于95％，不含游离水，含水的质量百分含量均不高于0.5％。

6.低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)原料准备；(2)冰晶石与氟化铝络合处理；(3)物料混合后干燥包装制得成品氯盐精炼剂，其中，

(1)原料准备：按比例称取如下质量百分含量的组分：碳酸镁3％-10％，氟化钙3％-5％，六氟铝酸钾3％-5％，冰晶石和氟化铝20％-30％，自然光卤石50％-70％，以上各组分的质量百分含量之和为100％；

(2)冰晶石与氟化铝络合处理：将步骤(1)称取的冰晶石和氟化铝混合均匀，将混合均匀的冰晶石和氟化铝加热至700-750℃后保温20min-30min，然后搅拌5min-10min后浇铸凝固，凝固后破碎、筛分，得到颗粒料；所述颗粒料中，粒径为2mm-4mm所占质量百分比含量0.5％-3％；粒径为0.5mm-2mm所占质量百分比含量95％-98％；粒径≤0.5mm所占质量百分比含量0.5-3％。

(3)物料混合后干燥包装制得成品氯盐精炼剂：将称取的除冰晶石和氟化铝以外的组分混合均匀后，再与颗粒料混合，搅拌均匀后干燥包装制得成品氯盐精炼剂。

7.根据权利要求6所述的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂的制备方法，其特征在于，所述冰晶石与所述氟化铝的质量比为1.5:1-3.0:1。

8.根据权利要求7所述的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂的制备方法，其特征在于，所述冰晶石与所述氟化铝的质量比优选为66:34。

9.根据权利要求6所述的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂的制备方法，其特征在于，所述自然光卤石中游离水质量百分含量不大于1％，氯化镁质量百分含量在40％以下。

10.根据权利要求6所述的低成本高效环保氯盐双络合铝合金精炼剂的制备方法，其特征在于，所述碳酸镁、所述氟化钙、所述六氟铝酸钾、所述冰晶石与所述氟化铝的纯度均大于95％，不含游离水，含水的质量百分含量均不高于0.5％。

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