[發(fā)明專利]一種廢雜鋁熔體再生除鐵的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611164177.0
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106591583B
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白培康;張文達(dá);楊晶;趙占勇;任霽萍
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22C1/02
• 代理公司: 太原高欣科創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 14109
• 代理人: 連慧敏

本發(fā)明屬于有色金屬再生回收除雜技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種廢雜鋁熔體再生除鐵方法及其裝置；本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供一種廢雜鋁熔體除鐵方法，利用本方法開發(fā)的設(shè)備/裝置可實現(xiàn)廢鋁再生熔體除鐵和連續(xù)澆注/生產(chǎn)，并解決過濾中過濾裝置的堵塞問題，提高廢雜鋁熔體質(zhì)量，對廢雜鋁來說，還使再生后的鋁合金性能達(dá)到鋁合金新料標(biāo)準(zhǔn)；本發(fā)明中所用裝置主要由前室、過濾室和后室組成。所述前室為設(shè)置有旋轉(zhuǎn)噴吹裝置的腔室，所述旋轉(zhuǎn)噴吹裝置的用于廢雜鋁合濾室進行過濾后排入后室；所述前室、過濾室和后室的連接和排列方式只要能夠保證鋁熔體能夠順利通過過濾室進行過濾后排入后室即可。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有色金屬再生回收除雜技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種廢雜鋁熔體再生除鐵方法。

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；而且近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化進程加快和經(jīng)濟發(fā)展，我國再生鋁工業(yè)得到飛速發(fā)展。目前利用廢鋁再生生產(chǎn)高性能產(chǎn)品的最大的技術(shù)障礙是無法取得合適的化學(xué)成分，這事因為廢鋁原料的回收過程大都有失規(guī)范，即在回收過程中基本上未對不同鋁合金的原料進行有效分類，縱使是進口的廢鋁原料，同樣是混雜嚴(yán)重的不同化學(xué)成分原料的混合體。尤其是，隨著再生鋁循環(huán)次數(shù)增加，再生鋁中集聚了含量較高的非鋁元素，如鐵的含量通常達(dá)到0.8%，甚至超過1%。鐵在鋁中固溶度非常低，一旦超過了固溶的極限便在鑄造鋁合金中與鋁形成質(zhì)脆的針狀或片狀的富鐵相，并且這種相的形成會嚴(yán)重割裂基體，成為應(yīng)力集中源，使材料的抗拉和屈服強度降低、伸長率下降，還會影響材料的加工性能和外觀。此外，粗大的針片狀鐵相在凝固的早期形成，阻礙了液體金屬在補縮通道里流動，造成鑄造缺陷，導(dǎo)致鑄件的質(zhì)量下降，甚至報廢。

傳統(tǒng)減小和消除鐵相有害作用的工藝方法有：中和元素法、過熱法、自然沉降法、復(fù)合凈化法和離心法。這些方法能部分去除熔體中的富鐵相，但降低鋁合金中鐵含量的效果卻很差。中和法是向鋁熔體中加入含金屬錳、鉻的中間合金或鹽時，錳與鐵、硅、鋁形成較大的塊狀或球狀顆粒，改善了富鐵相的形貌，但不能有效的去除鋁合金中的鐵的含量。申請?zhí)?01110251505.1的發(fā)明專利提出了一種除鐵劑，該除鐵劑由NaCl、ZnCl、硼砂和WH-FE2除鐵劑組成。申請?zhí)?01110251522.5的發(fā)明專利提出了一種高效除鐵劑，它由氟化鈣、硫化鈉、硼砂和高氯酸鉀，它的除鐵原理是硼能將對純鋁導(dǎo)電性有害的雜質(zhì)如Ti、V、Zr、Cr從固溶態(tài)轉(zhuǎn)化為對導(dǎo)電性危害較小的析出態(tài)，這些析出物會因自身的密度遠(yuǎn)大于鋁液而沉降到坩堝底部。申請?zhí)?01210136012.8的發(fā)明專利提出了一種廢鋁回收用除鐵劑及除鐵方法，它由氯化鈉、氯化鉀、氟硅酸鈉、冰晶石等組成。申請?zhí)?01310521916.7的發(fā)明提出了一種再生鋁強磁除鐵裝置及方法。該裝置系由表面用耐熱石棉包裹的具有水冷系統(tǒng)的強磁鐵的攪拌裝置，在攪拌的過程中用磁性吸附除去雜質(zhì)鐵。申請?zhí)?01410000098.0的發(fā)明專利提出了廢鋁再生中去除鐵和硅雜質(zhì)的方法，其除鐵劑主要由硫化鈣、活性炭、硫磺、氧化鈣和填充料組成。對于沉降法，當(dāng)熔體降低到一定溫度時，其中的富鐵相以較小的針狀或枝狀顆粒從鋁熔體中析出。它們在鋁熔體中運動時受到的黏滯力較大，所以難靠重力或其他外力將其分離。電磁凈化是利用熔體和夾雜的導(dǎo)電性的差異來實現(xiàn)的，在電磁力的作用下兩者的運動規(guī)律不同，使富鐵相富集在過濾器壁上而被出去，該方法具有高效、可連續(xù)處理金屬熔體的特點，但目前還處于研究階段。

總之，現(xiàn)有的廢雜鋁熔體除鐵方法和裝置/設(shè)備不能很好地滿足我國廢鋁再生工業(yè)迅速發(fā)展，特別是廢雜鋁再生的要求，有必要研究和開發(fā)新的、經(jīng)濟的、效果更佳的廢雜鋁熔體除鐵方法和裝置，高效的回收廢雜鋁爐料，對節(jié)約資源，降低鋁合金鑄件成本，延長鋁合金生命周期也具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，而提供一種廢雜鋁熔體除鐵方法，利用本方法開發(fā)的設(shè)備/裝置可實現(xiàn)廢鋁再生熔體除鐵和連續(xù)澆注/生產(chǎn)，并解決過濾中過濾裝置的堵塞問題，提高廢雜鋁熔體質(zhì)量，對廢雜鋁來說，還使再生后的鋁合金性能達(dá)到鋁合金新料標(biāo)準(zhǔn)。

為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：