[發明專利]一種去除再生鋁硅合金中殘余Sr的方法

有效

• 申請號: 202011616234.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112853146B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 陳詒寶
• 申請（專利權）人: 福建科源新材料股份有限公司
• 主分類號: C22C1/06
• 分類號: C22C1/06;C22C1/02
• 代理公司: 泉州市博一專利事務所(普通合伙) 35213
• 代理人: 方傳榜;呂森裕

本發明涉及一種去除再生鋁硅合金中殘余Sr的方法，具體涉及利用含有MgCl₂的熔劑實現Sr的去除。該方法相對于傳統的靜置除Sr法或稀釋除Sr法，成本更低、效率更高，可以提高含Sr的再生鋁硅合金的回收使用范圍，促進鋁合金資源的循環利用。

技術領域

本發明涉及再生鋁合金領域，具體涉及一種去除再生鋁硅合金中殘余Sr的方法。

背景技術

鋁硅合金由于其良好的力學性能和優良的鑄造成型性能，是目前鑄造鋁合金系中用量最多的材料，被廣泛應用于如5G基站、汽車零部件等領域中。該材料在制備過程中，為獲得優良的力學、熱學性能，一般需要對硅相進行變質處理，對于過共晶的鋁硅合金，通常用P變質初生硅相，對于共晶和亞晶的鋁硅合金，通常用Sr變質共晶硅相。

該材料在大量使用的同時，廢料的回收循環利用也是一項重要的課題。但在鋁硅系材料的再生過程中，由于Sr和P之間會互相毒化，其變質作用會相互抵消。因此，當用Sr變質過的鋁硅合金廢料來生產過共晶鋁硅合金時，為了消除Sr元素對P變質的影響，需要去除廢料中的Sr元素。如用量最大的亞共晶鋁硅合金A356，為達到良好的共晶硅相變質效果，Sr元素用量會達到200-300 ppm。如果用循環利用這類廢料生產過共晶鋁硅合金，需要把Sr元素殘余量下降至50ppm以下。

在目前的工業生產中，一般用兩種方法降低Sr的殘余量：一是靜置除Sr法，即采用長時間靜置，利用Sr的密度略低于鋁，Sr會自主浮至鋁液表面后氧化而去除，但靜置時間較長，需要4-5小時才能將Sr殘余量降到一定水平；二是稀釋法除Sr，即將含Sr的再生鋁與無Sr的鋁液混合，這會大大降低廢料的再生使用效率，提高生產成本。

發明內容

本發明提供一種去除再生鋁硅合金中殘余Sr的方法，以解決上述問題。

本發明采用如下技術方案：

一種去除再生鋁硅合金中殘余Sr的方法，包括以下步驟：

Ⅰ.將含Sr 的鋁合金廢料在熔煉爐內熔化，取樣測定再生鋁中Sr初始濃度。

Ⅱ.根據熔劑組分確定Sr平衡濃度，依照Sr初始濃度與Sr平衡濃度計算熔劑加入量。其中，熔劑包括MgCl₂。

Ⅲ.根據步驟Ⅱ中計算的熔劑加入量將熔劑放置到噴粉罐，并依靠氮氣作為載體將熔劑顆粒完全噴入到鋁熔體的底部。

Ⅳ.靜置，同時扒去鋁熔體表面的浮渣。

Ⅴ.取樣測定Sr殘余濃度，直至Sr殘余濃度達到Sr平衡濃度，完成Sr去除。

進一步地：

上述熔劑由MgCl₂和KCl構成，二者的摩爾比MgCl₂：KCl=3：7。

上述熔劑的制備方法為在溫度為600℃的保護氣氛下，將MgCl₂和KCl均勻熔化為一體，待凝固后再破碎為顆粒狀即可。

上述Sr平衡濃度為40ppm。上述熔劑加入量的計算為：

熔劑加入量（wt. %）=[Sr初始濃度(ppm)-Sr平衡濃度(ppm)]/60 ppm ×0.5%。

上述步驟Ⅰ中將含Sr 的鋁合金廢料在熔煉爐內熔化，且鋁水溫度達到730℃以上時，再測定上述Sr初始濃度。

上述步驟Ⅳ的靜置為鋁水溫度保持在700℃至720℃，靜置20分鐘。

上述步驟Ⅴ還包括將完成Sr去除后的鋁熔體與其他鋁合金原料混合，并澆注制備成其他牌號的鋁錠。

由上述對本發明的描述可知，和現有技術相比，本發明具有如下優點：