專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電解鋁液去除堿金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁熔體凈化處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電解鋁液去除堿金屬的方法及一種氟化鋁在電解鋁液去除堿金屬的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
鋁電解生產(chǎn)的主要原材料包括了氧化鋁、電解質(zhì)、氟化鹽、冰晶石等，使得電解鋁液中難免含有大量的鈉、鎂、鋰、鈣等堿金屬和堿土金屬，以及非金屬夾雜物(主要有氯化鋁、電解質(zhì)、氟化鹽等)，目前多數(shù)鋁電解企業(yè)生產(chǎn)的電解鋁液中堿金屬含量高達(dá)40 -80ppm,目前米用現(xiàn)有技術(shù)處理后的堿金屬含量仍然>20ppm,由于鈉等堿金屬含量高會(huì)導(dǎo)致鋁合金鑄造過(guò)程易產(chǎn)生拉裂傾向，降低其后續(xù)的加工性能，因此，其所生產(chǎn)的鋁合金鑄錠，難以滿(mǎn)足冷凝管用聞精細(xì)招管材、超薄聞精招板帶材等聞精尖招合金加工材的品質(zhì)要求， 嚴(yán)重影響其產(chǎn)品成品率和合格率，而歐洲相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求堿金屬含量〈lOppm，因此，攻克電解鋁液在線除堿金屬技術(shù)瓶頸，有效降低熔鑄前的鋁熔體堿金屬含量，生產(chǎn)高品質(zhì)的鋁合金鑄錠以滿(mǎn)足高精尖鋁合金加工性能要求，是一直困擾我國(guó)鋁行業(yè)提升鋁加工產(chǎn)品附加值、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)的共性關(guān)鍵技術(shù)難題。目前，氯氣是除堿金屬生產(chǎn)高端鋁合金坯料所必須的氣體，但由于氯氣有毒，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境和人體造成危害，且對(duì)爐子的閥件、傳輸管道造成腐蝕，許多國(guó)家已禁止使用。國(guó)內(nèi)部分鋁板帶廠為了提高產(chǎn)品質(zhì)量引進(jìn)了氯氣除堿金屬工藝方法，雖然提高了產(chǎn)品質(zhì)量，但也存在嚴(yán)重的氯氣泄露安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是解決現(xiàn)有電解鋁液中含有大量堿金屬的問(wèn)題，提供一種能直接在線去除電解鋁液中的堿金屬，實(shí)現(xiàn)對(duì)熔鑄前的鋁熔體進(jìn)行全面凈化的電解鋁液去除堿金屬的方法及一種氟化鋁在電解鋁液去除堿金屬的應(yīng)用。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種電解鋁液去除堿金屬的方法，向電解鋁液中充入混有氟化鋁粉末的惰性氣體，充氣過(guò)程同時(shí)對(duì)電解鋁液進(jìn)行攪拌，所述氟化鋁粉末的含量為根據(jù)除堿處理之前檢測(cè)的電解鋁液中堿金屬濃度換算。為了保證電解鋁液與氬氣和氟化鋁粉末的充分接觸，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化，在向電解鋁液中充氣之前，先將惰性氣體與氟化鋁粉末混合均勻，氟化鋁粉末在惰性氣體中處于半懸浮狀態(tài)。其中，所述惰性氣體與氟化鋁粉末先在混合室中進(jìn)行一次混合，然后輸送到氣固混合通道，進(jìn)行二次混合。為了達(dá)到噴射強(qiáng)度，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化，混有氟化鋁粉末的惰性氣體通過(guò)噴槍送至鋁液之中。為了達(dá)到噴射強(qiáng)度且保證混合均勻，本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化，混有氟化鋁粉末的惰性氣體通過(guò)噴槍傳送至轉(zhuǎn)子，并由轉(zhuǎn)子送至鋁液之中，所述轉(zhuǎn)子同時(shí)對(duì)電解鋁液進(jìn)行攪拌。其中，所述電解鋁液為放置于鋁液保溫包中的電解鋁液。其中，所述惰性氣體為氬 氣。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的另一個(gè)技術(shù)方案是提供一種氟化鋁在電解鋁液去除堿金屬的應(yīng)用，所述氟化鋁為氟化鋁粉末。本發(fā)明的有益效果是，采取惰性氣體加氟化鋁的除堿金屬工藝方法，能直接在線去除電解鋁液中的堿金屬，可實(shí)現(xiàn)鋁熔體的堿金屬含量<5ppm，好于歐洲相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，能滿(mǎn)足高精尖鋁合金加工性能要求，滿(mǎn)足生產(chǎn)高端鋁加工材對(duì)高品質(zhì)鋁熔體的凈化處理要求，而且可避免目前多數(shù)企業(yè)采用的氯氣除堿金屬技術(shù)存在的安全與環(huán)保隱患。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式詳予說(shuō)明。氟化鋁是一種不溶于水，不溶于酸和堿的無(wú)色或白色晶體，可以將其研磨成微細(xì)粉末。氟化鋁性質(zhì)很穩(wěn)定，加熱情況下可水解?？捎扇然X與氫氟酸、氨水作用制得。將氟化鋁應(yīng)用在電解鋁液去除堿金屬中，氟化鋁可以與堿金屬發(fā)生置換反應(yīng)，使堿金屬變成氟化物隨著惰性氣體泡上浮到液面，由扒渣去除，同時(shí)其置換反應(yīng)產(chǎn)生的鋁直接融入電解鋁液中，不會(huì)產(chǎn)生其它金屬雜質(zhì)。根據(jù)除堿處理之前檢測(cè)的電解鋁液中堿金屬濃度可以換算需要氟化鋁的用量。先將鋁電解生產(chǎn)的鋁液抽取到真空包中，再倒至專(zhuān)用的鋁液保溫包或坩鍋，之后進(jìn)行除堿金屬處理，然后將鋁液保溫包吊至液壓傾動(dòng)平臺(tái)傾倒至熔煉爐內(nèi)，電解鋁液去除堿金屬的方法是通過(guò)向電解鋁液中充入混有氟化鋁(A1F3)粉末的惰性氣體，惰性氣體可以是氖氣、氮?dú)饣驓鍤?，本發(fā)明選用氬氣，氬氣的作用一是使作為氟化鋁載體，氬氣為惰性氣體，在電解鋁液不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，二是氬氣可以有效的將氟化鋁分散到電解鋁液中，擴(kuò)大了氟化鋁與電解鋁液的接觸面積，實(shí)現(xiàn)氟化鋁與電解鋁液中堿金屬的充分反應(yīng)，三是在高速轉(zhuǎn)子的切割下，氬氣形成微小氣泡均勻擴(kuò)散到鋁液中，將堿金屬與氟化鋁粉末產(chǎn)生反應(yīng)的產(chǎn)物吸附上浮到鋁液表面，達(dá)到有效去除堿金屬的目的。具體步驟包括先將氬氣和氟化鋁粉末按一定比例在混合室中進(jìn)行充分混合，確保氟化鋁粉末處于半懸浮狀態(tài)，通過(guò)定量給料裝置輸送到氣固混合通道，進(jìn)行二次混合，充分有效的混合對(duì)于保證電解鋁液與氟化鋁粉末的接觸至關(guān)重要，然后通過(guò)噴槍傳送至轉(zhuǎn)子，由轉(zhuǎn)子將之送至鋁液之中，所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)對(duì)電解鋁液進(jìn)行攪拌，攪拌使電解鋁液與氟化鋁粉末的接觸更充分，堿金屬與氟化鋁微粒發(fā)生置換反應(yīng)，同時(shí)生成非金屬夾雜，即金屬氟化物一起被氬氣氣泡帶到鋁液表面。實(shí)施例I使用一個(gè)8噸電解鋁液保溫包,取樣檢測(cè),其堿金屬濃度為21ppm，向電解鋁液中充入混有氟化鋁粉末的氬氣，充氣過(guò)程同時(shí)對(duì)電解鋁液進(jìn)行攪拌，在15分鐘內(nèi)對(duì)電解鋁液進(jìn)行除堿處理，去除堿金屬過(guò)程之后，再次取樣檢測(cè)，其堿金屬含量降低到2ppm，以上檢測(cè)方法采用直讀光譜儀分析。實(shí)施例2
使用一個(gè)8噸坩鍋,取樣檢測(cè),其堿金屬濃度為40ppm，向電解鋁液中充入混有氟化鋁粉末的氬氣，充氣過(guò)程同時(shí)對(duì)電解鋁液進(jìn)行攪拌，在15分鐘內(nèi)對(duì)電解鋁液進(jìn)行除堿處理，去除堿金屬過(guò)程之后，再次取樣檢測(cè)，其堿金屬含量降低到5ppm，以上檢測(cè)方法采用直讀光譜儀分析。有上述實(shí)施例可得，本發(fā)明采取氬氣加氟化鋁的除堿金屬工藝方法，能直接在線去除電解鋁液中的堿金屬，可實(shí)現(xiàn)鋁熔體的堿金屬含量<5ppm，好于歐洲相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，能滿(mǎn)足高精尖 鋁合金加工的相應(yīng)性能要求，滿(mǎn)足生產(chǎn)高端鋁加工材對(duì)高品質(zhì)鋁熔體的凈化處理要求，而且可避免目前多數(shù)企業(yè)采用的氯氣除堿金屬技術(shù)存在的安全與環(huán)保隱患。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電解鋁液去除堿金屬的方法，其特征在于，向電解鋁液中充入混有氟化鋁粉末的惰性氣體，充氣過(guò)程同時(shí)對(duì)電解鋁液進(jìn)行攪拌，所述氟化鋁粉末的含量為根據(jù)除堿處理之前檢測(cè)的電解鋁液中堿金屬濃度換算。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述電解鋁液去除堿金屬的方法，其特征在于，在向電解鋁液中充氣之前，先將惰性氣體與氟化鋁粉末混合均勻，氟化鋁粉末在惰性氣體中處于半懸浮狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述電解鋁液去除堿金屬的方法，其特征在于，所述惰性氣體與氟化鋁粉末先在混合室中進(jìn)行一次混合，然后輸送到氣固混合通道，進(jìn)行二次混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述電解鋁液去除堿金屬的方法，其特征在于，混有氟化鋁粉末的惰性氣體通過(guò)噴槍送至鋁液之中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述電解鋁液去除堿金屬的方法，其特征在于，混有氟化鋁粉末的惰性氣體通過(guò)噴槍傳送至轉(zhuǎn)子，并由轉(zhuǎn)子送至鋁液之中，所述轉(zhuǎn)子同時(shí)對(duì)電解鋁液進(jìn)行攪拌。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述電解鋁液去除堿金屬的方法，其特征在于，所述電解鋁液為放置于鋁液保溫包中的電解鋁液。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6任意一項(xiàng)所述電解鋁液去除堿金屬的方法，其特征在于，所述惰性氣體為IS氣。
8.一種氟化鋁在電解鋁液去除堿金屬的應(yīng)用，其特征在于，所述氟化鋁為氟化鋁粉末。
全文摘要
一種電解鋁液去除堿金屬的方法，向電解鋁液中充入混有氟化鋁粉末的惰性氣體，充氣過(guò)程同時(shí)對(duì)電解鋁液進(jìn)行攪拌，所述氟化鋁粉末的含量為根據(jù)除堿處理之前檢測(cè)的電解鋁液中堿金屬濃度換算。本發(fā)明的有益效果是，采取惰性氣體加氟化鋁的除堿金屬工藝方法，能直接在線去除電解鋁液中的堿金屬，可實(shí)現(xiàn)鋁熔體的堿金屬含量<5ppm，好于歐洲相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，能滿(mǎn)足高精尖鋁合金加工性能要求，滿(mǎn)足生產(chǎn)高端鋁加工材對(duì)高品質(zhì)鋁熔體的凈化處理要求，而且可避免目前多數(shù)企業(yè)采用的氯氣除堿金屬技術(shù)存在的安全與環(huán)保隱患。
文檔編號(hào)C22B21/06GK102719856SQ201210223948
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者馮東升, 周策, 張流鋒, 林光磊, 王天育, 陳偉 申請(qǐng)人:福建省南平鋁業(yè)有限公司