CN115747554B - 环保型铝合金精炼剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种环保型铝合金精炼剂及其制备方法，旨在解决铝合金精炼过程中难以彻底清除铝液中的活性氢、氧化铝、氮化铝等杂质、且易产生氯污染的技术问题。该铝合金精炼剂主要由草酸盐75～95%、氟铝酸钾5～25%充分混合后，再经压机成型、破碎造粒、多级筛分而制成；该类铝合金精炼剂具有多层次反应、熔点低、活性气体丰富的特征，可充分去除铝液中的氢和夹渣，除杂率可达到90%以上。
Description
技术领域
本申请涉及金属冶炼技术领域，具体涉及一种环保型铝合金精炼剂及其制备方法。
背景技术
在金属铝及铝合金精炼过程中，高温下的熔融铝液会与炉气发生系列复杂反应，生成一定量的活性氢、氧化铝、氮化铝等杂质；其中，活性氢易被铝水所溶解吸附，而氧化铝和氮化铝等杂质则易分散浮游在铝水中。在精炼过程中如果不能及时彻底的清除此类杂质，会在铝合金铸造成型时形成气孔和杂质斑点，严重影响铝合金的强度，造成难以弥补的质量缺陷。因此，在铝及铝合金精炼时，常常需要通过添加精炼剂来达到清除杂质的目的。
现有常用的铝及铝合金精炼剂多为二元或三元氯化物体系，其主要由氯化镁、氯化钾、氯化钠、氯化钡、氟化盐等物质成分组成；该类型精炼剂具有一定的清除铝液中夹渣和活性氢的能力，但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中，发现上述精炼剂至少还存在如下技术技术缺陷：
精炼剂中的氯元素含量较高，在高温条件下氯化盐和金属铝易发生强氧化还原反应而生成氯气，扩散后会造成较严重环境污染，且此类氯化物熔盐对精炼炉炉衬侵蚀较严重，是造成炉衬剥落的重要原因之一；此外，该类精炼剂在高温下的产气能力较弱，难以彻底清除铝合金熔融液中的活性氢。
公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种主要由草酸盐、氟铝酸钾构成的环保型铝合金精炼剂，旨在不产生氯污染的情况下彻底清除铝液中的活性氢、氧化铝、氮化铝等杂质。
根据本公开的一个方面，提供一种环保型铝合金精炼剂，以质量分数计，其由75～95%的草酸盐、5～25%的氟铝酸钾组成。
在本公开的一些实施例中，所述草酸盐为草酸镁、草酸钾中的至少一种。
在本公开的一些实施例中，所述环保型铝合金精炼剂由35～45%的草酸镁、40～50%的草酸钾、5～25%的氟铝酸钾组成。
在本公开的一些实施例中，所述环保型铝合金精炼剂由35%的草酸镁、40%的草酸钾、25%的氟铝酸钾组成。
在本公开的一些实施例中，所述环保型铝合金精炼剂由45%的草酸镁、50%的草酸钾、5%的氟铝酸钾组成。
在本公开的一些实施例中，所述环保型铝合金精炼剂由40%的草酸镁、45%的草酸钾、15%的氟铝酸钾组成。
根据本公开的另一个方面，提供一种环保型铝合金精炼剂的制备方法，包括如下步骤：
按上述原料配比计量称取精炼剂各组分后，充分混合均匀，然后依次经过压机成型、破碎造粒、多级筛分、真空包装，即成。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：
摒弃了传统的氯化盐体系，以草酸盐和氟铝酸钾为组成物质，其使用过程中避免了氯气释放对环境的污染，且具有多层次反应、熔点低、活性气体量丰富等特点，能在满足环保要求的同时快速清除铝合金中的氢和夹渣；且该精炼剂及其中间产物的高温性能较温和，对炉衬侵蚀程度远低于氯化盐类物质。
该铝合金精炼剂的主要精炼除杂机理在于：
（1）草酸盐高温分解生成气体CO（见如下反应式），CO极易与活性氢发生氧化还原反应，进而可高效的清除高温铝液中的活性氢，且反应过程中无氯气释放，环境友好。
。
（2）精炼剂中氟铝酸钾具有破坏氧化层、助熔氧化铝、剥离夹渣对金属铝包裹的作用；此外，草酸盐快速分解后的产物碳酸钾、碳酸镁和氟铝酸钾等形成三元共融物，其熔点450±20℃，可在铝合金精炼温度下快速熔融，进行熔解和吸附杂质，并将杂质携带至铝水表面，以利于出渣。
（3）生成产物熔点低、比重小，能在高温铝液中快速熔融分散，充分吸附铝液中的氧化物、氮化物等夹渣，在浮力作用下，将其从铝液内部裹挟至铝液表面，进而达到充分清除铝液中夹渣的目的。
具体实施方式
为了更好的理解本申请技术方案，下面将结合具体实施例对上述技术方案进行详细的说明。
在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规原料；所涉及的试验方法、检测方法等，如无特别说明，均为常规方法。
实施例一
本例公开一种环保型铝合金精炼剂，以质量分数计，由35%的草酸镁、40%的草酸钾、25%的氟铝酸钾组成。其制备方法如下：
按上述配比计量称取精炼剂各组分后，充分混合均匀，然后依次经过压机成型、破碎造粒、多级筛分、真空包装，即得。
实施例二
本例公开一种环保型铝合金精炼剂，以质量分数计，由45%的草酸镁、50%的草酸钾、5%的氟铝酸钾组成。其制备方法如下：
按上述配比计量称取精炼剂各组分后，充分混合均匀，然后依次经过压机成型、破碎造粒、多级筛分、真空包装，即得。
实例三
本例公开一种环保型铝合金精炼剂，以质量分数计，由40%的草酸镁、45%的草酸钾、15%的氟铝酸钾组成。其制备方法如下：
按上述配比计量称取精炼剂各组分后，充分混合均匀，然后依次经过压机成型、破碎造粒、多级筛分、真空包装，即得。
以上各例中所制备得到的环保型精炼剂在某铝合金冶炼厂500kg中频熔炼炉中进行应用测试（其精炼工艺步骤同常规方法），并且按照GB/T32186-2015提供的检测方法对精炼后所得到的铝合金产品中的氢含量和杂质含量进行检测，关联实施例检测结果如表1所示。
表1 精炼后铝合金纯净度检测
。
尽管已描述了本申请的一些优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种环保型铝合金精炼剂，其特征在于，以质量分数计，其由35～45%的草酸镁、40～50%的草酸钾、5～25%的氟铝酸钾组成。
2.根据权利要求1所述的环保型铝合金精炼剂，其特征在于，其由35%的草酸镁、40%的草酸钾、25%的氟铝酸钾组成。
3.根据权利要求1所述的环保型铝合金精炼剂，其特征在于，其由45%的草酸镁、50%的草酸钾、5%的氟铝酸钾组成。
4.根据权利要求1所述的环保型铝合金精炼剂，其特征在于，其由40%的草酸镁、45%的草酸钾、15%的氟铝酸钾组成。
5.权利要求1所述环保型铝合金精炼剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按权利要求1所述的草酸镁、草酸钾、氟铝酸钾的质量分数计量称取精炼剂各组分后，充分混合均匀，然后依次经过压机成型、破碎造粒、多级筛分、真空包装，即成。
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