【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于再生鋁精煉，具體涉及一種再生鋁精煉方法和精煉裝置。
技術(shù)介紹
1、鋁是目前世界上除鋼鐵外用量最大的金屬，在有色金屬中，鋁在儲(chǔ)量、產(chǎn)量、用量等方面均屬前位。鋁的使用范圍十分廣泛，民用、軍用、建筑交通等各行各業(yè)中鋁及合金幾乎無(wú)所不在。然而，隨著鋁及鋁合金的產(chǎn)量、使用量的增加，廢棄鋁制品的量也越來(lái)越大，而且，許多鋁制品都是一次性使用，從制成產(chǎn)品至產(chǎn)品喪失使用價(jià)值時(shí)間較短。
2、廢鋁回收和再生鋁產(chǎn)業(yè)在當(dāng)今社會(huì)中扮演著重要的角色，為資源利用、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展提供了寶貴的支持。廢鋁作為回收利用的重要資源，為再生鋁產(chǎn)業(yè)提供了主要原料，使資源得到循環(huán)利用；并且由于再生鋁能耗僅相當(dāng)于原鋁生產(chǎn)能耗的3.5％-5.5％，大幅度減少溫室氣體co2排放。
3、近年來(lái)，隨著鋁工業(yè)的快速發(fā)展，再生鋁產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入了加速發(fā)展期。將廢鋁以最低的生產(chǎn)成本變成高附加值產(chǎn)品至關(guān)重要，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要采取一系列措施來(lái)優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程以提高再生鋁的質(zhì)量。
4、廢鋁中混雜有其它金屬元素(如mg、si、fe、cu等)、氣體、非金屬類雜物等，對(duì)獲得高性能的再生鋁合金材料構(gòu)成一定的制約因素。就鎂而言，其在鋁合金中的最大作用在于提高鋁合金的耐腐蝕性能，并且鎂和硅可以形成mg2si強(qiáng)化相，對(duì)于提高鋁合金的強(qiáng)度有益，但是鎂含量過(guò)大對(duì)材料延伸率不利，其可加工成型性受到影響且腐蝕和焊接裂紋的傾向性增大。因此，在廢鋁再生過(guò)程中，需對(duì)鎂的含量進(jìn)行控制，即鎂在鋁合金中不宜過(guò)量。研究表明：當(dāng)鎂的質(zhì)量含量低于0.17％時(shí)，強(qiáng)度趨低，延伸率趨高；當(dāng)鎂
5、因此，在回收鋁過(guò)程中，需要去除其中多余的鎂元素，防止過(guò)多的鎂對(duì)鋁合金性能產(chǎn)生不良影響。現(xiàn)有的精煉除鎂方法主要包括使用氯氣法和精煉劑法：氯氣法是向鋁合金熔體中通入氯氣，使氯氣與鎂發(fā)生反應(yīng)，生成氯化鎂，從而達(dá)到除鎂的目的。氯氣法的缺點(diǎn)在于氯氣本身具有毒性和腐蝕性，不環(huán)保，而且操作不當(dāng)容易造成安全事故，而且容易損壞生產(chǎn)設(shè)備。精煉劑法首先將廢鋁投入熔煉爐中熔化為廢鋁熔體，然后，加入精煉劑并靜置一段時(shí)間，待雜質(zhì)與精煉劑反應(yīng)產(chǎn)生的化合物浮至鋁熔體表面后扒除，最后，再次靜置并出爐澆注，得到去除雜后的再生鋁合金，在除雜過(guò)程中可以達(dá)到部分去除鎂元素的效果。常用的精煉劑包括六氯乙烷、氯化鈉和氯化鉀、氯化鋁等，其中，六氟乙烷僅能去除再生鋁熔體中的非金屬和氣體夾雜物，無(wú)法達(dá)到去除鎂的效果(galevsky?g.v.，kulagin?n.m.，mintsism.ya..次鋁的冶金.新西伯利亞:科學(xué).1998年，第208頁(yè))。氯化鈉和氯化鉀可以降低鋁合金熔體中mg元素的含量，該方法的缺點(diǎn)包括：1.會(huì)造成較高的鋁損失；2.反應(yīng)耗時(shí)較長(zhǎng)；3.不適用鎂含量超過(guò)0.8wt％的再生鋁的凈化處理；4.無(wú)法同時(shí)去除再生鋁熔體中的氣體和非金屬夾雜物(galevsky?g.v.，kulagin?n.m.，mintsis?m.ya.次鋁的冶金.新西伯利亞:科學(xué).1998年，第213頁(yè))。氯化鋁作為精煉劑可以將再生鋁合金熔體中的鎂含量降低到0.1-0.2％，但是由于氯化鋁在鋁合金熔體中傳質(zhì)特性的影響，氯化鋁在鋁合金熔體中難以均勻分散，所以導(dǎo)致除雜速度慢、除雜效率低(galevsky?g.v.，kulagin?n.m.，mintsis?m.ya.次鋁的冶金.新西伯利亞:科學(xué).1998年，第205、206、213頁(yè))。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本專利技術(shù)提供了一種再生鋁精煉方法和精煉裝置，本專利技術(shù)具體包括以下內(nèi)容：
2、本專利技術(shù)一方面保護(hù)一種再生鋁精煉方法，包括以下步驟：
3、s1，將氯化銅粉末分散到氣體中，得到氯化銅粉末分散氣，控制所述氯化銅粉末分散氣中氯化銅粉末的濃度為40-60kg/m3；
4、s2，向再生鋁熔體中注入所述氯化銅粉末分散氣進(jìn)行反應(yīng)，控制所述氯化銅粉末分散氣的注入速度為30-80m/s，并控制鋁合金熔體中的mg與加入的氯化銅中的cl的摩爾比為1:(2-3)；
5、s3，待步驟s2反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)除渣處理，得到精煉后的再生鋁。
6、進(jìn)一步的，步驟s1所述氣體為不會(huì)與鋁合金熔體發(fā)生反應(yīng)的氣體。進(jìn)一步的，所述氣體為氮?dú)狻?/p>
7、進(jìn)一步的，步驟s2的反應(yīng)時(shí)間≥3min。
8、進(jìn)一步的，本專利技術(shù)所述氯化銅精煉劑的利用率＞80％，本專利技術(shù)所述氯化銅的利用率是指實(shí)際與再生鋁中mg元素發(fā)生反應(yīng)的氯化銅的量占氯化銅總添加量的百分比，氯化銅的利用率是根據(jù)再生鋁中mg含量的減少量經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的。
9、進(jìn)一步的，本專利技術(shù)所述再生鋁中鎂的去除率＞75％。
10、本專利技術(shù)另一方面保護(hù)一種用于實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)前文所述的再生鋁精煉方法的精煉裝置，括精煉爐本體和吹氣加料裝置，所述精煉爐本體包括爐體和爐蓋，所述爐蓋上設(shè)置有加料口；所述吹氣加料裝置為中空的管狀加料裝置，所述管狀加料裝置包括第一端和第二端，所述第一端穿過(guò)所述爐蓋的加料口設(shè)置于所述爐體內(nèi)部、并浸沒(méi)在熔體內(nèi)，所述第一端的側(cè)面設(shè)置有多個(gè)吹氣出料口(第一端的端面密封，這樣可以保證吹氣出料的壓力，強(qiáng)化精煉劑在熔體中的分散效果)；所述第二端設(shè)置在爐蓋上方，所述第二端的端部設(shè)置有吹氣進(jìn)料口。更進(jìn)一步的，所述吹起進(jìn)料口的外部可以連接高壓氣裝置，可以將分散有氯化銅粉末的氮?dú)獍凑毡緦＠夹g(shù)限定的吹氣速度，從管狀加料裝置加入到精煉爐本體內(nèi)部的再生鋁熔體中，進(jìn)而從管狀加料裝置第一端的多個(gè)吹氣出料口被噴射分散到熔體中。
11、本專利技術(shù)的有益效果：
12、(1)本專利技術(shù)創(chuàng)造性地使用氯化銅作為再生鋁的精煉劑，氯化銅的熔點(diǎn)為537℃、沸點(diǎn)為993℃、密度為3.05g/cm3，當(dāng)氯化銅被加熱到熔點(diǎn)以上時(shí)，會(huì)分解產(chǎn)生氯氣和氯化亞銅，少量氯氣在再生鋁熔體中分散，可以與mg反應(yīng)，去除部分mg元素。氯化亞銅的熔點(diǎn)為430℃、沸點(diǎn)為1367℃、密度為3.53g/cm3，氯化亞銅可以溶解在熔融再生鋁中，配合適當(dāng)?shù)穆然~注入速率和注入濃度，氯化亞銅可以在再生鋁熔體中快速均勻分散，進(jìn)而可以與再生鋁熔體中的mg元素充分接觸并反應(yīng)，達(dá)到最佳的除鎂和除雜效果。
13、(2)本專利技術(shù)在使用氯化銅作為精煉劑的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步限定了氧化銅的分散方法、加入速度和加入量。本專利技術(shù)限定氯化銅粉末分散氣中氯化銅粉末的濃度為40-60kg/m3，并限定氯化銅粉末分散氣向再生鋁熔體中的加入速度為30-80m/s，可以確保氯化銅粉末能夠快速、均勻地進(jìn)入到再生鋁熔體中，確保反應(yīng)快速、高效地進(jìn)行，進(jìn)而達(dá)到最佳的除鎂和除雜效果。
14、(3)本專利技術(shù)在使用氯化銅作為精煉劑的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步限定控制鋁合金熔體中的mg與加入的氯化銅中的cl的摩爾比為1:(2-3)，在確保再生鋁熔體中的mg及部分氣體和非金屬雜質(zhì)能夠被充分除去本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種再生鋁精煉方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種再生鋁精煉方法，其特征在于，S1所述氣體為不會(huì)與鋁合金熔體發(fā)生反應(yīng)的氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種再生鋁精煉方法，其特征在于，所述氣體為氮?dú)狻?/p>
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種再生鋁精煉方法，其特征在于，步驟S2的反應(yīng)時(shí)間≥3min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種再生鋁精煉方法，其特征在于，所述氯化銅的利用率＞80％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種再生鋁精煉方法，其特征在于，經(jīng)過(guò)精煉后再生鋁中鎂的去除率＞75％。
7.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的再生鋁精煉方法的精煉裝置，其特征在于，包括精煉爐本體和吹氣加料裝置，
【技術(shù)特征摘要】
1.一種再生鋁精煉方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種再生鋁精煉方法，其特征在于，s1所述氣體為不會(huì)與鋁合金熔體發(fā)生反應(yīng)的氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種再生鋁精煉方法，其特征在于，所述氣體為氮?dú)狻?/p>
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種再生鋁精煉方法，其特征在于，步驟s2的反應(yīng)時(shí)間≥...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃禎榮，普羅岑科·維克托·馬克西莫維奇，池海濤，段曉宇，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：福建祥鑫股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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