[發明專利]一種鋁及鋁熔體綠色除堿金屬的方法

有效

• 申請號: 202110626364.0
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113373319B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 柯東杰;潘偉;李宇航;柯昱成;陳群
• 申請（專利權）人: 福建麥特新鋁業科技有限公司
• 主分類號: C22B21/06
• 分類號: C22B21/06;C22B9/05
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理有限公司 11613
• 代理人: 韓國勝

本發明涉及一種鋁及鋁熔體綠色除堿金屬的方法，該方法包括下述步驟：S1、將高純氧氣與惰性氣體按比例進行混合形成混合氣體。S2、將步驟S1中混合氣體通入熔爐或精煉設備內，并進行充分混合，以形成彌散混合氣。S3、擴散在鋁熔體中的氧與鋁熔體中的堿金屬產生氧化反應，伴隨氣泡上浮到鋁液面上，達到去除目的。本發明采用高純度氧和惰性氣體形成混合氣體，并經過精煉設備攪拌形成彌散混合氣，將彌散混合氣引入鋁熔體內，能直接在線去除鋁及鋁熔體中的堿金屬，實現鋁熔體中堿金屬含量＜5ppm。反應產物及鋁渣無氟無氯，綠色環保，除滿足生產高端鋁材對高品質鋁熔體的凈化處理要求外，同時避免目前多數企業采用的含氟、氯除堿金屬的技術存在的環保問題。

技術領域

本發明涉及鋁熔體凈化處理技術領域，尤其涉及一種鋁及鋁熔體綠色除堿金屬的方法。

背景技術

電解鋁生產時使用了大量含鈉、鋰、鈣元素的原材料，使得電解鋁熔體中難免含有大量的鈉、鋰、鈣等堿金屬和堿土金屬元素，上述堿金屬或堿土金屬的含量高達40-80ppm，即便企業采用常規的生產過程處理，然而堿金屬或堿土金屬含量仍然可達20ppm以上，那么含量為20ppm以上的堿金屬元素仍保留在原鋁錠內，并遺傳到后續的鋁加工產品內。以鋁合金為例，若鋁合金內堿金屬Ca≥7ppm，Na≥3ppmL的含量時，鈉等堿金屬含量高會導致鋁合金鑄造過程易產生拉裂，擠壓、軋制或鍛造時產品易開裂，降低了后續鋁合金產品的加工性能，使鋁熔鑄、壓鑄等行業不得不花費大量精力去除鋁及鋁合金內的堿金屬。

目前，針對鋁合金材料制備過程中除堿金屬的技術多為采用含氟、氯的鹽或氣體作為精煉劑，通過噴射含有氯氟的化學品熔劑精煉或氮氯或者氬氯混合氣體或四氯化碳吹入的方法將含氟、氯的精煉介質以惰性氣體為介質，引入鋁熔體中，使之與堿金屬反應，進而做到去除堿金屬的效果。但是，除堿金屬過程中的含氯尾氣及含氟廢渣，對人體、設備、廠房、大氣、土壤等造成嚴重危害，成為環境污染的重要因素。隨著鋁渣成為固廢、含氟鋁灰成為危廢，鋁加工行業必須改變現有含氟、氯的除堿金屬精煉方法。

為了攻克鋁及鋁合金在線除堿金屬技術瓶頸，有效降低熔鑄前的鋁熔體堿金屬含量的同時能夠綠色環保地生產高品質鋁合金鑄錠以滿足高精尖鋁合金加工性能要求，是實現產品結構優化升級的關鍵。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于現有技術的上述缺點、不足，本發明提供一種鋁及鋁熔體綠色除堿金屬的方法，其解決了熔鑄前的鋁熔體堿金屬含量的高以及除堿金屬過程中的含氯尾氣及含氟廢渣，對人體、設備、廠房、大氣、土壤等造成嚴重危害的技術問題。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

一種鋁及鋁熔體綠色除堿金屬的方法，該方法包括下述步驟：

S1、將高純氧氣與惰性氣體按比例進行混合形成混合氣體；

在所述步驟S1中，所述高純氧氣的純度不小于99.99％，所述惰性氣體為氮氣或氬氣，所述惰性氣體的純度不小于99.99％；

S2、將步驟S1中所述混合氣體通入熔爐或精煉設備內，并進行充分混合，使步驟S1中的混合氣體形成分散開的微小氣泡，以形成彌散混合氣；

S3、將步驟S2中所述彌散混合氣進入鋁熔體中，并在鋁熔體中均勻地擴散，所述鋁熔體的堿金屬與所述彌散混合氣體中的氧發生氧化反應，以形成氧化物，浮出鋁熔體表面。

可選地，在所述步驟S1中，所述高純氧氣與所述惰性氣體按體積比例混合；

其中，所述步驟S1中所述混合氣體的所述高純氧氣在所述混合氣體的體積含量為1％-20％。

可選地，所述高純氧氣的體積含量根據所述鋁熔體中堿金屬的含量分級設定，且所述高純氧氣的體積含量在1％-20％之間調節。