專利名稱：一種鋁及鋁合金用精煉劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及一種鋁及鋁合金用的精煉劑，尤其是鋁熔體凈化用精 煉劑
背景技術(shù)：
鋁液或鋁合金液在電解、熔煉、轉(zhuǎn)送過程中不可避免地吸收和攜帶氣體和產(chǎn)生夾 雜物，這將使鋁液或者鋁合金液的純度降低，影響質(zhì)量。因此，必須對鋁液和鋁合金液進(jìn)行 精煉、凈化處理，以排除這些氣體和夾雜物，提高鋁液或鋁合金液質(zhì)量，而在鋁液或鋁合金 液中加入精煉劑進(jìn)行精煉和凈化處理是常用的一種措施。在精煉過程中會產(chǎn)生一些廢棄 物，俗稱“鋁灰”，鋁灰中80%以上的是金屬鋁和氧化鋁。目前，傳統(tǒng)鋁灰的處理方法是通過 鋁灰復(fù)煉采用大鍋炒灰的方法回收其中的鋁，整個(gè)炒灰過程中會產(chǎn)生大量的煙塵，對于環(huán) 境和工人都是巨大的傷害。并且這種方法只能回收鋁灰中的鋁，而對于剩下的殘鋁灰，其主 要成分是氧化鋁和精煉劑成分，往往做垃圾處理。整個(gè)處理過程對環(huán)境的污染比較嚴(yán)重，同 時(shí)回收出售的附加值也很低。而鋁灰直接回槽利用則對鋁電解槽的損害非常嚴(yán)重，這種損 害主要是由于精煉劑中含有鉀鹽導(dǎo)致鋁灰中也有鉀鹽，而將含有鉀鹽的鋁灰直接回槽，會 對鋁電解槽的陰極炭塊造成嚴(yán)重腐蝕，從而大大影響鋁電解槽壽命。目前，常用的鋁及鋁合金精煉劑主要由NaCl、KCl、MgCl2, Na2SiF6, Na3AlF6等經(jīng) 過脫水烘干后機(jī)械混合而成，其在使用溫度下仍為固體顆粒狀混合物。如中國發(fā)明專利 CN101423909A公開的一種合金用精煉劑，其浸潤、粘附能力比較強(qiáng)，能夠較好地吸附鋁液中 的氧化物等夾雜，而且在其中加入氟鹽后，其精煉能力有明顯提高；但是使用此類精煉劑中 含有鉀鹽，用其精煉產(chǎn)生的鋁灰回槽利用對電解槽的腐蝕很嚴(yán)重，鋁灰利用價(jià)值低。因此，開發(fā)出一種不含鉀鹽的精煉劑來代替現(xiàn)有的含鉀鹽精煉劑，從源頭上控制 鉀鹽的加入，實(shí)現(xiàn)鋁灰的回槽利用，更大程度上的利用鋁灰，不僅可以解決鋁灰處理的環(huán)境 污染問題，還可以變廢為寶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無鉀精煉劑，應(yīng)用于鋁及鋁合金的精煉和鋁灰的回槽利 用，解決現(xiàn)有精煉劑在精煉、凈化處理鋁及鋁合金后產(chǎn)生的鋁灰由于含鉀而嚴(yán)重腐蝕電解 槽導(dǎo)致鋁灰不能回槽利用而的問題。本發(fā)明提供的無鉀精煉劑造渣性能好，除氣、除雜能力 強(qiáng)，成本低，用該精煉劑精煉鋁及鋁合金后產(chǎn)生的鋁灰可以實(shí)現(xiàn)回槽利用。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的該精煉劑主要由NaCl、Na2SiF6, Na2SO4, CaF2 和C6Cl6組成，上述各組分按質(zhì)量百分比的含量為，NaCl 30 85%、Na2SiF6 :5 40%、 Na2SO4 :5 40%、CaF2 :2 20%、C6Cl6 :0· 5 10%。其中，選用 Na2SiF6 具有兩方面的 作用，第一，發(fā)熱作用，首先Na2SiF6發(fā)生分解，Na2SiF6 = SiF4丨+2NaF ；其次，3SiF4+4Al =4A1F3 +3Si ；A1F3+2A1 = 3A1F ；3AlF+302 = A1203+A1F3 丨，這三個(gè)化學(xué)反應(yīng)都是放 熱反應(yīng)，升高熔渣溫度，使鋁豆熔化后回流入液面下。第二，精煉作用，3Na2SiF6+2Al203 =2Na3AlF6+3Si02+2AlF3,生成的Na3AlF6既有吸附、溶解Al2O3既有吸附、溶解AlSiSiO2結(jié)合成 干性的粒狀渣，極易扒去。同時(shí)放熱反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量也能使附著在坩堝壁上的熔渣和非 金屬夾雜物軟化，容易剝離除去。結(jié)，CaF2能增大混合熔鹽的表面張力，使已吸附氧化物的 熔鹽球狀化，便于與熔體分離，減少固熔渣夾裹鋁而造成的損耗，而且由于熔劑-熔體表面 張力的提高，加速了熔劑吸附夾雜的過程本發(fā)明還在于各組分按質(zhì)量百分比的含量為，NaCl 50 70%、Na2SiF6 10 25%, Na2SO4 10 25%, CaF2 5 10%, C6Cl6 0. 5 5%。本發(fā)明還在于所述精煉劑的成分還包括CaMg(CO3)2、Na3AlF6, Na2S2O3^ NaF中的 一種或者多種。其中，選擇有如下的作用，第一，分離作用，Na3AlF6的熔點(diǎn)高達(dá) 1000°C以上，和鋁液間的界面張力大，從而能提高鋁液和熔渣間的分離性；第二，精煉作用， Na3AlF6能強(qiáng)烈地溶解Al2O3，有明顯的精煉效果。選擇NaF具有如下的作用，清渣劑中的NaF 分別和鋁液、Al2O3 發(fā)生下列反應(yīng):6NaF+Al = Na3AlF6+3Na ；4NaF+2Al203 = 3NaA102+NaAlF4 ； 6NaF+Al203 = 2AlF3+3Na20，上述反應(yīng)均為發(fā)熱反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物中的Na2AlF6有精煉作用，Na 進(jìn)入Al-Si合金中有變質(zhì)作用，AlF3能和Al、空氣中的O2產(chǎn)生循環(huán)反應(yīng)，產(chǎn)生熱量，其余的 則進(jìn)入爐渣中，因此，NaF也是一種作用明顯的組成物，但是，鋁液在二元系NaF-AlF3中的損 失隨NaF的濃度增大而增大，因此在清渣劑的組成中，應(yīng)盡量控制較低的NaF。本發(fā)明還在于所述CaMg(CO3)2的質(zhì)量百分含量為10 25%。本發(fā)明還在于所述Na3AlF6的質(zhì)量百分含量為10 25%。本發(fā)明還在于所述Na2S2O3的質(zhì)量百分含量為10 25%。本發(fā)明還在于所述NaF的質(zhì)量百分含量為10 20%。本發(fā)明的有益效果如下1、本精煉劑不含鉀鹽，因此使用該精煉劑產(chǎn)生的鋁灰中不也不含鉀鹽，從而將這 樣的鋁灰直接回槽利用，不會腐蝕電解槽，不會由于鉀鹽的存在而影響電解槽的使用壽命。2、本精煉劑的浸潤、粘附能力強(qiáng)，可以很好地吸附鋁液或者鋁合金液中的夾雜物。3、本精煉劑不含鉀，成分簡單、配備方便，并且與現(xiàn)有含鉀精煉劑相比具有更好的 精煉效果。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合本發(fā)明精煉劑的配方說明其
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 54. 5%, Na2SiF6 20%, Na2SO4 5%, CaF2 20%, C6Cl6 0.5%,將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫40 分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例2 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 30%, Na2SiF6 30%, Na2SO4 20%, CaF2 19%, C6Cl6 1 %，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫45 分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例3 按質(zhì)量百分比稱取NaCl -AO Na2SiF6 15%, Na2SO4 30%, CaF2 12%, C6Cl6 3%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫50分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例4 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 35%, Na2SiF6 10%, Na2SO4 -AO CaF2 10%, C6Cl6 5%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫30 分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例5 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 37%,Na2SiF6 40%,Na2SO4 10%,CaF2 5%,C6Cl6 8%, 將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫35分鐘， 冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例6 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 68%,Na2SiF6 5%,Na2SO4 15%,CaF2 2%,C6Cl6 10%, 將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫55分鐘， 冷卻后制成精煉劑。實(shí)施例7 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 75%,Na2SiF6 8%,Na2SO4 :8%、CaF2 4%,C6Cl6 :5%，將 以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫60分鐘，冷 卻后形成精煉劑。實(shí)施例8 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 85%,Na2SiF6 5%,Na2SO4 :5%、CaF2 4%,C6Cl6 :1%，將 以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫55分鐘，冷 卻后制成精煉劑。實(shí)施例9 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 60%,Na2SiF6 15%,Na2SO4 15%,CaF2 9%,C6Cl6 1%, 將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫40分鐘， 冷卻后制成精煉劑。實(shí)施例10 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 70%,Na2SiF6 10%,Na2SO4 10%,CaF2 8%,C6Cl6 2%, 將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫45分鐘， 冷卻后制成精煉劑。實(shí)施例11 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 65%,Na2SiF6 10%,Na2SO4 15%,CaF2 7%,C6Cl6 3%, 將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫45分鐘， 冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例12 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 55%,Na2SiF6 15%,Na2SO4 20%,CaF2 6%,C6Cl6 4%, 將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫50分鐘， 冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例13
按質(zhì)量百分比稱取NaCl 50%,Na2SiF6 15%,Na2SO4 25%,CaF2 5%,C6Cl6 5%, 將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫50分鐘， 冷卻后加工制成精煉劑實(shí)施例14 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 60%, Na2SiF6 19%, Na2SO4 10%, CaF2 10%, C6Cl6 1 %，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫45 分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例I5 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 55%, Na2SiF6 18%, Na2SO4 15%, CaF2 10%, C6Cl6 2%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫45 分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例16 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 50%,Na2SiF6 17%,Na2SO4 25%,CaF2 5%,C6Cl6 3%, 將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫50分鐘， 冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例17 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 55%,Na2SiF6 15%,Na2SO4 19%,CaF2 7%,C6Cl6 4%, 將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫50分鐘， 冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例18 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 50%,Na2SiF6 20%,Na2SO4 17%,CaF2 8%,C6Cl6 5%, 將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫50分鐘， 冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例19 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 58%,Na2SiF6 12%,Na2SO4 12%,CaF2 7%,C6Cl6 1%, CaMg(CO3)2 :10%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水， 然后保溫45分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例2O 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 55%,Na2SiF6 10%,Na2SO4 10%,CaF2 5%,C6Cl6 2%, CaMg(CO3)2 :18%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水， 然后保溫45分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例21 按質(zhì)量兩百分比稱取NaCl 40%, Na2SiF6 10%, Na2SO4 19%, CaF2 5%, C6Cl6 1 %、CaMg (CO3) 225%,將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶 水，然后保溫50分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例22 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 58%,Na2SiF6 12%,Na2SO4 12%,CaF2 7%,C6Cl6 1%, Na3AlF6 10%,將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后 保溫45分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。
實(shí)施例23 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 55%,Na2SiF6 10%,Na2SO4 10%,CaF2 5%,C6Cl6 2%, Na3AlF6 18%,將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后 保溫40分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例24 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 40%,Na2SiF6 10%,Na2SO4 19%,CaF2 5%,C6Cl6 1%, Na3AlF6 25%,將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后 保溫50分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例25 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 58%,Na2SiF6 12%,Na2SO4 12%,CaF2 7%,C6Cl6 1%, Na2S2O3 :10%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后 保溫45分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例26 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 55%,Na2SiF6 10%,Na2SO4 10%,CaF2 5%,C6Cl6 2%, Na2S2O3 :18%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后 保溫50分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例27 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 40%,Na2SiF6 19%,Na2SO4 10%,CaF2 5%,C6Cl6 1%, Na2S2O3 :25%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后 保溫40分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例28 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 34%,Na2SiF6 10%,Na2SO4 10%,CaF2 5%,C6Cl6 1%, CaMg(CO3)2 10%、Na3AlF6 10%、Na2S2O3 10%, NaF 10%,將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌 均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫60分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例29 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 54. 5%, Na2SiF6 15%, Na2SO4 5%, CaF2 15%, C6Cl6 0. 5%,CaMg(CO3)2 :10%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié) 晶水，然后保溫45分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例3O 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 30%, Na2SiF6 25%, Na2SO4 15%, CaF2 19%, C6Cl6 1 Na3AlF6 10%,將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水， 然后保溫55分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例31 按質(zhì)量百分比稱取NaCl -AO Na2SiF6 10%, Na2SO4 25%, CaF2 12%, C6Cl6 3%> Na2S2O3 :10%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水， 然后保溫55分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例32 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 35%, Na2SiF6 7%, Na2SO4 35%, CaF2 8%, C6Cl6 5%, NaF :10%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫60分鐘，冷卻后加工制成精煉劑實(shí)施例33 按質(zhì)量兩百分比稱取NaCl 32%, Na2SiF6 20%, Na2SO4 10%, CaF2 5%, C6Cl6 3%, CaMg(CO3)2 =15%, Na3AlF6 15%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過 熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫55分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例34 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 50%, Na2SiF6 5%, Na2SO4 5%, CaF2 2%, C6Cl6 8%, Na3AlF6 15%, Na2S2O3 :15%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除 去結(jié)晶水，然后保溫50分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例35 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 55%, Na2SiF6 5%, Na2SO4 5%, CaF2 4%, C6Cl6 1%, Na2S2O3 =15%,NaF :15%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入坩堝中過熱熔化除去結(jié) 晶水，然后保溫55分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。實(shí)施例36 按質(zhì)量百分比稱取NaCl 30%, Na2SiF6 5%, Na2SO4 5%, CaF2 4%, C6Cl6 1%, CaMg(CO3)2 =10%, Na3AlF6 20%, Na2S2O3 :25%，將以上幾種物料進(jìn)行混合，攪拌均勻，放入 坩堝中過熱熔化除去結(jié)晶水，然后保溫60分鐘，冷卻后加工制成精煉劑。
權(quán)利要求
一種鋁及鋁合金用精煉劑，主要由NaCl、Na2SiF6、Na2SO4、CaF2和C6Cl6組成，其特征在于，上述組分按質(zhì)量百分比的含量為，NaCl30～85％、Na2SiF65～40％、Na2SO45～40％、CaF22～20％、C6Cl60.5～10％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁及鋁合金用精煉劑，其特征在于，組分按質(zhì)量百分比 的含量為，NaCl 50 70%,Na2SiF6 10 25%,Na2SO4 10 25%,CaF2 5 10%,C6Cl6 0. 5 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋁及鋁合金用精煉劑，其特征在于，所述精煉劑的成分 還包括 CaMg (CO3) 2> Na3AlF6, Na2S2O3^ NaF 中的一種或者多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋁及鋁合金用精煉劑，其特征在于，所述CaMg(CO3)2的 質(zhì)量百分含量為10 25%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋁及鋁合金用精煉劑，其特征在于，所述Na3AlF6的質(zhì)量 百分含量為10 25%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋁及鋁合金用精煉劑，其特征在于，所述Na2S2O3的質(zhì)量 百分含量為10 25%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋁及鋁合金用精煉劑，其特征在于，所述NaF的質(zhì)量百分 含量為10 20%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁及鋁合金用精煉劑，主要由NaCl、Na2SiF6、Na2SO4、CaF2和C6Cl6組成，其特征在于，上述組分按質(zhì)量百分比的含量為，NaCl30～85％、Na2SiF65～40％、Na2SO45～40％、CaF22～20％、C6Cl60.5～5％；該精煉劑還可以包括CaMg(CO3)2、Na3AlF6、Na2S2O3、NaF中的一種或者多種。本發(fā)明提供的無鉀精煉劑造渣性能好，除氣、除雜能力強(qiáng)，成本低，用該精煉劑精煉鋁及鋁合金后產(chǎn)生的鋁灰可以實(shí)現(xiàn)回槽利用。
文檔編號C22C1/06GK101967565SQ20101052274
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者張煜, 敬葉靈, 熊自強(qiáng), 趙斌南 申請人:湖南晟通科技集團(tuán)有限公司