[發明專利]一種用廢鋁-鋅-鐵-硅合金再生金屬鋁鋅的方法

無效

• 申請號: 200910094805.6
• 申請日: 2009-08-06
• 公開（公告）號: CN101629244A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 楊斌;戴永年;李一夫;夏侯斌;劉大春;徐寶強;曲濤;郁青春;蔣文龍;賈國斌;劉媛媛;劉永成;周曉奎;汪鏡福
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B21/00;C22B19/30
• 代理公司: 昆明慧翔專利事務所
• 代理人: 程韻波

一、技術領域

本發明涉及一種用廢鋁-鋅-鐵-硅合金再生金屬鋁鋅的方法，特別是提供了一種先用鋅液熔解廢Al-Zn-Fe-Si合金分離渣中的鋁得到鋅鋁合金和熔渣，再用真空蒸餾法分別將鋅鋁合金中鋁、鋅和熔渣中的鋅及鐵、硅分離得到金屬鋁、鋅和鐵、硅渣，最終實現金屬鋁、鋅再生的方法。屬于再生金屬技術領域。

二、技術背景

鋼鐵是工業上應用最廣泛的金屬材料，它具有諸多的優良性能，但也有弱點，它在大氣、海水、土壤或其他介質中使用時均會發生不同程度的腐蝕，世界上每年因腐蝕而損失的鋼鐵材料約占其總產量的1/3，僅在中國每年因鋼鐵腐蝕造成的直接經濟損失就達上千億元。鋼鐵的腐蝕不僅帶來巨大的經濟損失，還會造成慘重的人員傷亡。伴隨著鋼鐵工業的發展研究工作者便積極研究鋼鐵的防腐蝕措施，熱浸鍍鋅是鋼鐵保護最直接、最有效的方法之一。但是，隨著鋼鐵材料的發展以及人們對鍍層耐腐蝕性有更苛刻的要求，利用傳統熱浸鍍鋅技術已經不能得到符合要求的鍍層。解決此問題較好的方法是向鋅浴中添加合金元素形成鋅合金鍍層。

鋁是鋅池中最常加入的合金元素，由此形成了熱浸鍍Al-Zn合金鍍層體系。目前，研究比較成熟的Al-Zn合金鍍層有兩種：一種是上世紀70年代，美國伯利恒公司研制的商品名為“Galvalume”的合金鍍層。它的成分為：55％Al-43.4％Zn-1.6％Si；另外一種是由比利時研究中心于1978開發的5％Al-0.1％Re-Zn合金鍍層，商品名為“Galfan”。近年來，以Al-Zn合金鍍層體系為基礎衍生出多種新型合金鍍層，如：熱浸鍍鋅鋁硅鍍層，熱浸鍍鋅鋁硅稀土鍍層等。也出現了專門生產熱浸鍍用鋅合金的企業。但是，無論是在對鋼鐵件進行熱浸鍍鋅合金生產，還是生產用于熱浸鍍用鋅合金，它們在生產的過程都會產生大量的以鋁、鋅、鐵、硅為主要成分的渣。該渣與傳統熱浸鍍鋅產生的鋅含量高的渣不同。一般此渣鋁、鋅、鐵、硅四種成分的總含量＞90％，而且其中鋁含量一般比較高，多數渣中鋁含量＞50％。當前，處理傳統熱浸鍍鋅渣可采用真空蒸餾法將渣中金屬鋅回收，此法可以實現該渣的高效、綜合利用。但是此法并不適用于處理這種主要成分為鋁、鋅、鐵、硅的渣，真空蒸餾法只能將該渣中的鋅進行再生，而采用真空蒸餾法來處理這種渣，無論是從經濟角度還是資源綜合利用方面考慮都是不合理的。在鋁、鋅一次資源的日以匱乏及國家大力提倡循環經濟的今天，綜合回收此渣已刻不容緩。

縱觀國內外，國外文獻報道在1250℃，6.7Pa條件下對Al-Fe-Si渣進行蒸餾，可得到95.50％粗鋁。另有報道稱Alcan等從1961年開始用在真空中生產鋁的低價化合物，再分解提鋁的方法來處理Al-Fe-Si渣，產量達7000t/a，因經濟上的原因，該廠在1967年停產。國內專利91101840公開了一種以熱鍍鋅渣為原料采用真空蒸餾提鋅的方法和設備，該發明在一臥式、圓筒形真空爐內實現、爐內分蒸發區和冷凝區固體進料和出渣，液體出金屬。間斷操作、發熱體為三組板狀星形聯接的石墨電極在蒸發區的上部加熱。控制爐溫700～1000℃，真空度133.3×10至133.3×10^-1帕。蒸餾產品據原料含雜質而定，可以得1、2號鋅。但是，至今為止，沒有關于再生廢Al-Zn-Fe-Si合金中金屬的報道。

本發明應用于再生廢Al-Zn-Fe-Si合金中的鋁和鋅，填補處理該類型渣的工藝空白，原料經鋅熔、真空蒸餾得到金屬鋁和鋅及可以另行處理的鐵、硅渣，整個工藝過程安全可控，操作方便，所需設備簡單，對環境友好，金屬的收得率高。該法還可應用于再生高爐煉鋁、電爐煉鋁等新法煉鋁得到Al-Fe-Si型渣中的鋁。

三、發明內容

本發明的目的在于提供一種用廢鋁-鋅-鐵-硅合金再生金屬鋁鋅的方法，以廢Al-Zn-Fe-Si合金為原料，原料經鋅熔、真空蒸餾再生金屬鋁、鋅的方法，鋅為熔劑，在溫度450～750℃、攪拌速度160～310r/min、熔解時間1～5h條件下進行熔解使合金中的鋁進入鋅液中形成鋅鋁合金液，Fe、Si及其它成分不熔或微熔形成浮于液面的熔渣，再將鋅鋁合金液與熔渣分離。鋅鋁合金用真空蒸餾法分離鋁和鋅，得到金屬鋁和鋅，熔渣用真空蒸餾法將渣中的鋅進行回收，最終實現將廢Al-Zn-Fe-Si合金中的金屬鋁、鋅的再生。其工藝流程見附圖1，主要步驟如下：

1、以廢Al-Zn-Fe-Si合金(組成見表1)為原料，1#鋅為熔劑；

表1??廢Al-Zn-Fe-Si合金質量百分表