CN111961898A - 一种回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法，其特征在于所述的回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法包括配料、熔化、合金化、细化、精炼出渣和铸锭步骤，具体包括：将废旧汽车发动机缸体、废旧车轮、铝合金压铸废料和重熔用铝锭按质量比（20~40）：（20~40）：（5~15）：（20~40）进行配料得到原料a；将原料在温度750~780℃下熔化得到料液b；在料液b中加入纯镁锭熔融后得到料液c；料液c中加入铝钛硼丝熔融得到料液d；料液d的温度控制在720~740℃时加入再生铝专用打渣剂搅拌均匀至产生松散灰白色浮渣，将浮渣扒干净得到目标物净化后的铝合金液e；将铝合金液e进行铸造。

Description

一种回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法
技术领域
本发明属于废物回收技术领域，具体涉及一种回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法。
背景技术
随着我国工业化进程的不断推进，铝合金消耗量不断增加，铝合金总产量稳步上升。但是，我国铝土矿资源比较匮乏，近几年的铝土矿对外依存度一直在50%以上。生产铝合金的主要原材料重熔用铝锭是通过电解氧化铝获得的，而氧化铝的生产过程中会产生大量赤泥。赤泥目前尚无高效回收利用方法，只能存放起来，随时可能引发“赤泥生态悲剧”。现存的生态环境难题制约了我国铝工业的发展。
近年来国内的废铝资源量迅速增加，而以废铝为原料生产再生铝，能耗仅为原生铝的4.86 %，温室气体排放量仅为原生铝的4.21%。与生产等量的原生铝相比，生产1吨再生铝相当于节约3.4吨标煤，节水14立方米，减少固体废物排放量20吨。因此，废铝的再生与利用是大势所趋，意义深远，不仅是节省资源，更主要的是减少能耗、保护环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法。
本发明的目的是这样实现的，所述的回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法包括配料、熔化、合金化、细化、精炼出渣和铸锭步骤，具体包括：
A、配料：将废旧汽车发动机缸体、废旧车轮、铝合金压铸废料和重熔用铝锭按质量比（20~40）：（20~40）：（5~15）：（20~40）进行配料得到原料a；
B、熔化：将原料在温度750~780℃下熔化得到料液b；
C、合金化：在料液b中加入纯镁锭熔融后得到料液c；
D、细化：料液c中加入铝钛硼丝熔融得到料液d；
E、精炼出渣：料液d的温度控制在720~740℃时加入再生铝专用打渣剂搅拌均匀至产生松散灰白色浮渣，将浮渣扒干净得到目标物净化后的铝合金液e；
F、铸锭：将铝合金液e进行铸造；
所述的再生铝专用打渣剂的成分重量份如下：氯化钠40～50份，氯化钾20～30份，氟硅酸钠15～25份，冰晶石2～4份，硝酸钾2～4份，氟化钙2～4份。
本发明与传统铝合金生产过程相比，在生产中降低了重熔用铝锭及合金元素的使用量，使得原材料成本显著下降。不仅实现了废旧资源的重复利用，避免了有价金属的浪费与闲置。同时增加了铝加工企业的经济效益，减轻了国内铝产业的环境压力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述的回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法包括配料、熔化、合金化、细化、精炼出渣和铸锭步骤，具体包括：
A、配料：将废旧汽车发动机缸体、废旧车轮、铝合金压铸废料和重熔用铝锭按质量比（20~40）：（20~40）：（5~15）：（20~40）进行配料得到原料a；
B、熔化：将原料在温度750~780℃下熔化得到料液b；
C、合金化：在料液b中加入纯镁锭熔融后得到料液c；
D、细化：料液c中加入铝钛硼丝熔融得到料液d；
E、精炼出渣：料液d的温度控制在720~740℃时加入再生铝专用打渣剂搅拌均匀至产生松散灰白色浮渣，将浮渣扒干净得到目标物净化后的铝合金液e；
F、铸锭：将铝合金液e进行铸造；
所述的再生铝专用打渣剂的成分重量份如下：氯化钠40～50份，氯化钾20～30份，氟硅酸钠15～25份，冰晶石2～4份，硝酸钾2～4份，氟化钙2～4份。
所述的废旧汽车发动机缸体、废旧车轮、铝合金压铸废料和重熔用铝锭的质量比为30：30：10：30。
所述的废旧汽车发动机缸体的成分如下：Si8.0～12.0%，Mg0.5～1.0%，Cu0.5～0.8%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.25%，余量为Al和其他杂质。
所述的废旧车轮的成分如下：Si4.0～8.0%，Mg0.2～0.6%，Cu0.5～0.8%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质。
所述的铝合金压铸废料的成分如下：Si2.0～4.0%，Mg1.0～1.5%，Cu1.0～1.5%，Zn1.5～2.5%，Fe≤0.8%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质。
D步骤中所述的铝钛硼丝的加入量是按料液c的1.2~1.5Kg/t加入。
E步骤中所述的再生铝专用打渣剂的加入量为料液d的质量百分数0.5~1.0%。
下面以具体实施案例对本发明做进一步说明：
实施例1
（1）配料：以硅含量较高的硅含量较高的废旧汽车发动机缸体、废旧汽车及摩托车（电动车）车轮、铝合金压铸废料及重熔用铝锭进行配料，配料质量百分比为30:30:10:30。其中，配料过程中所使用的废旧汽车发动机缸体，其成分如下:Si 9.0%，Mg 0.75%，Cu 0.65%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.25%，余量为Al和其他杂质；所使用的废旧汽车及摩托车（电动车）车轮，其成分如下:Si6.0%，Mg0.4%，Cu0.65%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质；所使用的铝合金压铸废料，其成分如下:Si3.0%，Mg1.2%，Cu 1.3%，Zn 2.0%，Fe≤0.8%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质。
（2）熔化：将配好的原料在 750～780℃下加热熔化成铝合金液。
（3）合金化：加入纯镁锭，取炉前样进行光谱分析，确保合金成分符合GB/T3190-2020《变形铝及铝合金化学成分》标准中对铝镁硅系合金的成分要求。
（4）细化处理：按1.2Kg/t的比例加入铝钛硼丝，提高晶粒细化效果。
（5）精炼除渣：在合金熔炼过程中，投入再生铝专用打渣剂，其成分为氯化钠45份，氯化钾25份，氟硅酸钠20份，冰晶石3份，硝酸钾3份，氟化钙3份。投入量为铝合金液总重的0.75%。投入温度控制在720～740℃，将打渣剂投入到铝液中搅拌均匀，产生松散灰白色的浮渣，将浮渣扒干净即可得到洁净的熔体。
（6）铸锭：将净化后的铝合金液在680～720℃条件下铸造成方棒或者圆棒。
实施例2
（1）配料：以硅含量较高的硅含量较高的废旧汽车发动机缸体、废旧汽车及摩托车（电动车）车轮、铝合金压铸废料及重熔用铝锭进行配料，配料质量百分比为20:20:5:20。其中，配料过程中所使用的废旧汽车发动机缸体，其成分如下:Si8.0%，Mg0.5%，Cu0.5%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.25%，余量为Al和其他杂质；所使用的废旧汽车及摩托车（电动车）车轮，其成分如下:Si4.0%，Mg0.2%，Cu0.5%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质；所使用的铝合金压铸废料，其成分如下:Si2.0%，Mg1.0%，Cu1.0%，Zn1.5%，Fe≤0.8%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质。
（2）熔化：将配好的原料在 750～780℃下加热熔化成铝合金液。
（3）合金化：加入纯镁锭，取炉前样进行光谱分析，确保合金成分符合GB/T3190-2020《变形铝及铝合金化学成分》标准中对铝镁硅系合金的成分要求。
（4）细化处理：按1.2Kg/t的比例加入铝钛硼丝，提高晶粒细化效果。
（5）精炼除渣：在合金熔炼过程中，投入再生铝专用打渣剂，其成分为氯化钠40份，氯化钾20份，氟硅酸钠15份，冰晶石2份，硝酸钾2份，氟化钙2份。投入量为铝合金液总重的0.5%。投入温度控制在720～740℃，将打渣剂投入到铝液中搅拌均匀，产生松散灰白色的浮渣，将浮渣扒干净即可得到洁净的熔体。
（6）铸锭：将净化后的铝合金液在680～720℃条件下铸造成方棒或者圆棒。
实施例3
（1）配料：以硅含量较高的硅含量较高的废旧汽车发动机缸体、废旧汽车及摩托车（电动车）车轮、铝合金压铸废料及重熔用铝锭进行配料，配料质量百分比为40:30:10:20。其中，配料过程中所使用的废旧汽车发动机缸体，其成分如下:Si12.0%，Mg1.0%，Cu0.8%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.25%，余量为Al和其他杂质；所使用的废旧汽车及摩托车（电动车）车轮，其成分如下:Si8.0%，Mg0.6%，Cu0.8%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质；所使用的铝合金压铸废料，其成分如下:Si4.0%，Mg1.5%，Cu1.5%，Zn2.5%，Fe≤0.8%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质。
（2）熔化：将配好的原料在 750～780℃下加热熔化成铝合金液。
（3）合金化：加入纯镁锭，取炉前样进行光谱分析，确保合金成分符合GB/T3190-2020《变形铝及铝合金化学成分》标准中对铝镁硅系合金的成分要求。
（4）细化处理：按1.5Kg/t的比例加入铝钛硼丝，提高晶粒细化效果。
（5）精炼除渣：在合金熔炼过程中，投入再生铝专用打渣剂，其成分为氯化钠50份，氯化钾30份，氟硅酸钠25份，冰晶石4份，硝酸钾4份，氟化钙4份。投入量为铝合金液总重的1.0%。投入温度控制在720～740℃，将打渣剂投入到铝液中搅拌均匀，产生松散灰白色的浮渣，将浮渣扒干净即可得到洁净的熔体。
（6）铸锭：将净化后的铝合金液在680～720℃条件下铸造成方棒或者圆棒。
实施例4
（1）配料：以硅含量较高的硅含量较高的废旧汽车发动机缸体、废旧汽车及摩托车（电动车）车轮、铝合金压铸废料及重熔用铝锭进行配料，配料质量百分比为20:40:15:30。其中，配料过程中所使用的废旧汽车发动机缸体，其成分如下:Si 10.0%，Mg0.8%，Cu0.6%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.25%，余量为Al和其他杂质；所使用的废旧汽车及摩托车（电动车）车轮，其成分如下:Si6.0%，Mg0.4%，Cu0.7%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质；所使用的铝合金压铸废料，其成分如下:Si2.5%，Mg1.3%，Cu1.1%，Zn1.9%，Fe≤0.8%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质。
（2）熔化：将配好的原料在 750～780℃下加热熔化成铝合金液。
（3）合金化：加入纯镁锭，取炉前样进行光谱分析，确保合金成分符合GB/T3190-2020《变形铝及铝合金化学成分》标准中对铝镁硅系合金的成分要求。
（4）细化处理：按1.4Kg/t的比例加入铝钛硼丝，提高晶粒细化效果。
（5）精炼除渣：在合金熔炼过程中，投入再生铝专用打渣剂，其成分为氯化钠40份，氯化钾30份，氟硅酸钠25份，冰晶石4份，硝酸钾2份，氟化钙3份。投入量为铝合金液总重的0.7%。投入温度控制在720～740℃，将打渣剂投入到铝液中搅拌均匀，产生松散灰白色的浮渣，将浮渣扒干净即可得到洁净的熔体。
（6）铸锭：将净化后的铝合金液在680～720℃条件下铸造成方棒或者圆棒。
实施例5
（1）配料：以硅含量较高的硅含量较高的废旧汽车发动机缸体、废旧汽车及摩托车（电动车）车轮、铝合金压铸废料及重熔用铝锭进行配料，配料质量百分比为20:30:15:20。其中，配料过程中所使用的废旧汽车发动机缸体，其成分如下:Si10.0%，Mg0.8%，Cu0.7%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.25%，余量为Al和其他杂质；所使用的废旧汽车及摩托车（电动车）车轮，其成分如下:Si7.5%，Mg0.4%，Cu0.7%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质；所使用的铝合金压铸废料，其成分如下:Si3.5%，Mg1.3%，Cu1.2%，Zn2.2%，Fe≤0.8%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质。
（2）熔化：将配好的原料在 750～780℃下加热熔化成铝合金液。
（3）合金化：加入纯镁锭，取炉前样进行光谱分析，确保合金成分符合GB/T3190-2020《变形铝及铝合金化学成分》标准中对铝镁硅系合金的成分要求。
（4）细化处理：按1.3Kg/t的比例加入铝钛硼丝，提高晶粒细化效果。
（5）精炼除渣：在合金熔炼过程中，投入再生铝专用打渣剂，其成分为氯化钠50份，氯化钾30份，氟硅酸钠15份，冰晶石4份，硝酸钾4份，氟化钙4份。投入量为铝合金液总重的0.9%。投入温度控制在720～740℃，将打渣剂投入到铝液中搅拌均匀，产生松散灰白色的浮渣，将浮渣扒干净即可得到洁净的熔体。
（6）铸锭：将净化后的铝合金液在680～720℃条件下铸造成方棒或者圆棒。

Claims (7)

1.一种回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法，其特征在于所述的回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法包括配料、熔化、合金化、细化、精炼出渣和铸锭步骤，具体包括：
A、配料：将废旧汽车发动机缸体、废旧车轮、铝合金压铸废料和重熔用铝锭按质量比（20~40）：（20~40）：（5~15）：（20~40）进行配料得到原料a；
B、熔化：将原料在温度750~780℃下熔化得到料液b；
C、合金化：在料液b中加入纯镁锭熔融后得到料液c；
D、细化：料液c中加入铝钛硼丝熔融得到料液d；
E、精炼出渣：料液d的温度控制在720~740℃时加入再生铝专用打渣剂搅拌均匀至产生松散灰白色浮渣，将浮渣扒干净得到目标物净化后的铝合金液e；
F、铸锭：将铝合金液e进行铸造；
所述的再生铝专用打渣剂的成分重量份如下：氯化钠40～50份，氯化钾20～30份，氟硅酸钠15～25份，冰晶石2～4份，硝酸钾2～4份，氟化钙2～4份。
2.根据权利要求1所述的回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法，其特征在于所述的废旧汽车发动机缸体、废旧车轮、铝合金压铸废料和重熔用铝锭的质量比为30：30：10：30。
3.根据权利要求1或2所述的回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法，其特征在于所述的废旧汽车发动机缸体的成分如下：Si8.0～12.0%，Mg0.5～1.0%，Cu0.5～0.8%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.25%，余量为Al和其他杂质。
4.根据权利要求1或2所述的回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法，其特征在于所述的废旧车轮的成分如下：Si4.0～8.0%，Mg0.2～0.6%，Cu0.5～0.8%，Zn≤0.2%，Fe≤0.5%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质。
5.根据权利要求1或2所述的回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法，其特征在于所述的铝合金压铸废料的成分如下：Si2.0～4.0%，Mg1.0～1.5%，Cu1.0～1.5%，Zn1.5～2.5%，Fe≤0.8%，Ti≤0.2%，余量为Al和其他杂质。
6.根据权利要求1所述的回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法，其特征在于D步骤中所述的铝钛硼丝的加入量是按料液c的1.2~1.5Kg/t加入。
7.根据权利要求1所述的回收利用废旧资源制备铝镁硅合金的方法，其特征在于E步骤中所述的再生铝专用打渣剂的加入量为料液d的质量百分数0.5~1.0%。
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