[發明專利]低含量鋁基合金分離濃縮與提純工藝及系統

有效

• 申請號: 201210201544.5
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN102732754A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 郭有軍;趙洪生;王云利;栗爭光;沈利;金建華;劉金龍;翟寶辰;張志恒;趙云飛;高國平;于水;白潔;李福寶;李改英;文靜
• 申請（專利權）人: 包頭鋁業有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03;C22B9/02
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技術領域

本發明涉及一種鋁基合金分離濃縮與提純工藝及系統，尤其涉及一種通過對低含量鋁基合金濃縮分離和提純，可同時獲得高純度鋁金屬和高含量鋁基合金的低含量鋁基合金分離濃縮與提純的工藝及系統。

背景技術

在國家標準(《鋁中間合金錠》YS/T282-2000)中以及美國ASTM標準體系中(灰色手冊：《鋁中間合金國際牌號和化學成分》)，用于合金成分調整的鋁基中間合金要求合金有效成分含量較高，例如鋁鈦中間合金要求鈦含量不低于2.5％；鋁鋯中間合金要求鋯含量不低于2.7％。

目前生產鋁基中間合金的方法主要是熔配兌摻法、熱還原法和電解法。熔配兌摻法即將純鋁金屬和添加金屬按照一定比例熔化后配制鋁基中間合金方法，是傳統方法，工藝成熟，但其存在以下缺點：(1)、需要重新熔化純鋁金屬添加相應的合金元素，以及在對摻合金化過程中，產生鋁及摻配合金成分金屬的二次燒損，造成資源浪費、二次污染和二次能源消耗；(2)、摻配法合金化過程會因鋁及合金元素的熔點不同，合金元素在鋁中的溶解度不同，易于形成成分的偏析，導致產品成分均勻性差；(3)、某些易揮發、易燒損摻配合金元素的實收率低；(4)、整個工藝流程復雜、生產成本高。

熱還原法可以生產含量較高的鋁基中間合金，但是由于高溫氧化，容易產生氧化夾雜，導致鋁基合金品質較低。

電解法生產鋁基合金是較先進的工藝方法，但是由于受到電解工藝條件、鋁基合金濃度等條件限制，有效合金成分的含量偏低，一般含量為0.5％-2.0％，不能滿足中間合金的成分控制要求，難以直接用于生產符合國家標準要求的鋁基中間合金。

另外，用于特殊用途的高純度鋁金屬，例如純度在99.9％以上的鋁金屬，需要使用偏析法、三層電解液法、或者苛刻和嚴格的電解工藝條件才能夠生產出來，工藝復雜，成本高。

綜上所述，現有中間合金生產方法能耗高、污染大、資源消耗量大、工藝復雜、成本高、產品質量達不到使用要求。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種低含量鋁基合金分離濃縮與提純系統。

本發明的第二個目的在于提供一種將低含量有效合金成分的鋁合金通過分離濃縮和提純的方式，在生產出高合金成分含量的鋁基中間合金的同時，獲得較高純度的金屬鋁，提高鋁及鋁合金產品附加值的一種低含量鋁基合金分離濃縮與提純工藝。

本發明的第一個目的由如下技術方案實施：一種低含量鋁基合金分離濃縮與提純系統，其包括有如下裝置：熔化攪拌爐、濃縮分離筒、溢溜槽、高含量鋁基合金鑄造裝置、高純度鋁金屬鑄造裝置，所述濃縮分離筒包括：低含量鋁基合金液管、高含量鋁基合金液管、高純度鋁金屬液管、加熱裝置、控溫器和控流裝置，所述低含量鋁基合金液管、所述高含量鋁基合金液管和所述高純度鋁金屬液管連接構成三通管結構，其中所述熔化攪拌爐的出口與所述低含量鋁基合金液管相連，所述高含量鋁基合金鑄造裝置與所述高含量鋁基合金液管相連，所述溢溜槽的兩端分別與所述高純度鋁金屬液管和所述高純度鋁金屬鑄造裝置相連，所述加熱裝置安裝在所述高純度鋁金屬液管上，所述控溫器和所述控流裝置安裝在所述高含量鋁基合金液管上，所述熔化攪拌爐出口處鋁熔體液面要平于或高于所述溢溜槽中鋁熔體液面。

其還包括有二級鋁金屬鑄造裝置、二級溢溜槽和二級濃縮分離筒，所述二級濃縮分離筒包括：二級低含量鋁基合金液管、二級高含量鋁基合金液管、二級鋁金屬液管、二級加熱裝置、二級控溫器和二級控流裝置，所述二級低含量鋁基合金液管、所述二級高含量鋁基合金液管和所述二級鋁金屬液管連接構成三通管結構，所述二級低含量鋁基合金液管與所述高含量鋁基合金液管相連，所述二級高含量鋁基合金液管與所述高含量鋁基合金鑄造裝置相連，所述二級溢溜槽的兩端分別與所述二級鋁金屬液管和所述二級鋁金屬鑄造裝置相連，所述二級加熱裝置安裝在所述二級鋁金屬液管上，所述二級控溫器和所述二級控流裝置安裝在所述二級高含量鋁基合金液管上。

在所述高純度鋁金屬液管和所述高含量鋁基合金液管的管壁外側分別安裝有離心分離器。

在所述二級鋁金屬液管和所述二級高含量鋁基合金液管的管壁外側分別安裝有二級離心分離器。

所述加熱裝置為感應加熱器或電阻加熱器。

所述二級加熱裝置為感應加熱器或電阻加熱器。

所述控溫器由加熱器和冷卻器構成，所述冷卻器為水循環冷卻。

所述二級控溫器由加熱器和冷卻器構成，所述冷卻器為水循環冷卻。

所述離心分離器為磁力離心泵。

所述二級離心分離器為磁力離心泵。