[發(fā)明專利]一種高效除鐵劑及再生鋁合金除鐵的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110251522.5
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102304637A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝利榮
• 申請（專利權(quán)）人: 吳江市精工鋁字制造廠
• 主分類號: C22C1/06
• 分類號: C22C1/06;C22B21/06;C22B9/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀(jì)昌

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技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明屬于再生鋁合金除鐵技術(shù)領(lǐng)域。

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背景技術(shù)：

生產(chǎn)再生鋁的綜合能耗僅為電解鋁的5%?，CO₂排放量則可減少90%?以上，節(jié)能減排和環(huán)境效益十分明顯。但是再生鋁的顯著特點(diǎn)是成分復(fù)雜、雜質(zhì)元素含量高，在很大程度上限制了再生鋁合金的應(yīng)用。特別是在廢雜鋁的熔煉過程中，經(jīng)常遇到合金成分或雜質(zhì)元素的超標(biāo)，尤其是鐵的超標(biāo)問題。雜質(zhì)元素鐵的去除已成為困擾再生鋁行業(yè)發(fā)展的國際性難題。????????當(dāng)鐵含量超標(biāo)時，一種辦法就是把再生鋁液與原鋁液混合達(dá)到稀釋的目的以減少鐵含量，但是這要額外的成本。另一類方法是通過熔體過熱、?提高冷卻速度、添加變質(zhì)劑或中和劑等手段來改善鐵相的形貌。加入添加劑是常用的方法，但加人的元素本身也是一種雜質(zhì)，雖然可以改善鐵相的形態(tài)，但合金中的鐵含量并沒有減少，反而增加了硬脆的富鐵化合物相的總量，不斷累積的效果將使鋁廢料的再生更加困難。因此，并不適合再生鋁合金生產(chǎn)的需要。若要根本上解決再生鋁中鐵的超標(biāo)問題，必須大力發(fā)展有效除鐵技術(shù)，現(xiàn)有的方法有重力沉降法、?離心去除法、過濾法、電磁分離法、?熔劑法等。熔劑法具有有耗時短，操作方便的特點(diǎn)，廢雜鋁熔煉中經(jīng)常使用各種熔劑，如覆蓋劑、精煉劑、變質(zhì)劑等，可以起到減少燒損，除氣體和非金屬夾雜，細(xì)化晶粒等作用。針對再生鋁中雜質(zhì)元素的超標(biāo)問題，近來出現(xiàn)了除鎂劑等，但一種高效除鐵劑還是空白。?

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發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種熔點(diǎn)低，操作方便，不增加其他雜質(zhì)金屬元素，對鑄件熔化沒有損失的新型一種高效除鐵劑及再生鋁合金除鐵的制備方法。

一種高效除鐵劑，其特征為是按重量百分比計(jì)15～20％氟化鈣、25～30％硫化鈉、20～30％硼砂、余量為高氯酸鉀。?

一種再生鋁合金除鐵的制備方法，其特征是：

第一步：將再生鋁合金放入坩鍋，加熱到680～720℃，恒溫，直至其熔化；

第二步：先將2.4～3.6%wt再生鋁合金重量的一種高效除鐵劑在?150℃預(yù)熱?2?小時；合金熔融后將預(yù)熱的上述的一種高效除鐵劑均勻地撒在金屬液面上，蓋住爐蓋保持?5~10min，直至一種高效除鐵劑全部熔融沒有硬殼，攪拌均勻；

第三步：待熔化后倒入坩堝，降到?600℃，保溫?2h?讓其沉降，最后爐冷；

第四步：水淬10min，過濾。

本發(fā)明的再生鋁合金可以是鋁銅合金、鋁硅合金、鋁鎂、鋁鋅合金。

其中高氯酸鉀為上海虹光金屬熔劑廠生產(chǎn)。

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本發(fā)明的有益效果為：

1．???????????本發(fā)明的熔劑中氟化鈣和硫化鈉的質(zhì)量比接近?NaCl?和?KCl在最低共熔溫度時的組成，能達(dá)到最低共熔溫度657℃。熔劑熔點(diǎn)越低，過熱度越高，流動性越好，鑄造熔煉就能順利進(jìn)行。

2．???????????本發(fā)明一種高效除鐵劑的除鐵原理是硼能將純鋁中影響導(dǎo)電性的有害雜質(zhì)?Ti、V、Cr、Zr?從固溶態(tài)轉(zhuǎn)化為對導(dǎo)電性危害較小的析出態(tài)，方法是在鋁熔體中加入?AlB₂/AlB₁₂中間合金，硼與上述有害雜質(zhì)迅速發(fā)生反應(yīng)，形成?TiB2、CrB2、VB2、ZrB2析出物，它們會因其自身的密度遠(yuǎn)大于鋁液而沉降到坩堝底部。操作方便。另外采用高氯酸鉀可以使得鐵作為氫氧化鐵，被進(jìn)一步置換。

3．???????????本發(fā)明的一種高效除鐵劑添加量在2.4～3.6wt%再生鋁合金重量時，鐵含量降低到0.0436wt%。

4．???????????本發(fā)明熔劑在反應(yīng)30~70min之后有較好的除鐵效果。在反應(yīng)?60min后除鐵率達(dá)到?58.08%。

5．???????????本發(fā)明的特點(diǎn)：熔點(diǎn)低，操作方便，不增加其他雜質(zhì)金屬元素，對鑄件熔化沒有損失。

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具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種高效除鐵劑，其特征為是按重量百分比計(jì)15％氟化鈣、25％硫化鈉、20％硼砂、余量為高氯酸鉀。

一種再生鋁合金除鐵的制備方法，其特征是：

第一步：將再生鋁合金放入坩鍋，加熱到680～720℃，恒溫，直至其熔化；

第二步：先將2.4～3.6%wt再生鋁合金重量的一種高效除鐵劑在?150℃預(yù)熱?2?小時；合金熔融后將預(yù)熱的權(quán)利要求1所述的一種高效除鐵劑均勻地撒在金屬液面上，蓋住爐蓋保持?5~10min，直至一種高效除鐵劑全部熔融沒有硬殼，攪拌均勻；