一种电解铝液除杂装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电解铝液除杂装置，所述装置包括出铝真空包（11）、精炼剂储罐（12b）和气瓶（12a）；在所述出铝真空包（11）顶部设有精炼剂入口，在所述精炼剂入口处安装有精炼剂进入管（11b），该精炼剂进入管（11b）深入所述出铝真空包（11）的底部；所述精炼剂储罐（12b）通过输气管连接到所述精炼剂入口。本实用新型利用铝液真空包由电解部向铸造部转运的时间间隙，利用高温电解铝液中的活性络合物精炼脱除铝液中的金属钠、氢和氧化夹杂，提高了电解铝液的净化效率，降低了精炼过程中的物料消耗，简化了电解铝液后续处理流程，显著降低成本，提高生产效率，具有很高的经济价值和社会效益。
【专利说明】
一种电解铝液除杂装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及铝电解领域，尤其涉及一种高效脱除电解铝液中钠、氢和氧化铝夹杂的装置。
【背景技术】
[0002]铝在国民经济与国防建设中具有极其重要的地位，氢是唯一能大量溶于铝熔体中的气体，铝液凝固析出氢所产生的气孔、疏松等缺陷，直接影响铝制品质量、组织和性能。A1203降低铝熔体质量、破坏铝基体连续性、降低基体强度，降低铝材耐腐蚀性能和抗断裂韧性，为疲劳裂纹萌生提供核心。
[0003]电解铝液中含有大量的氟-铝、氟-铝-钠、氟-铝-钠-氧络合物，氟化盐是电解铝液理想的净化剂，但按照现有方法出铝-转运电解铝液，转运过程中，络合物离解、分解对电解铝液没有除气、除渣作用。具体参见图1，电解铝液I中溶解有[F-AlkJF-Al-NahJF-Al-Na-Ok 络合物 2，在铝液降温过程中，络合物 2 向铝液表面扩散-迀移，并在铝液表面分解形成固态的氟化盐5。络合物扩散、迀移、离解、分解过程对电解铝液中悬浮的氧化铝夹杂3、电解铝液中溶解的氢4不产生任何影响，没有除气、除渣作用。
[0004]现有的出铝真空包用于从电解槽内抽出铝液，并将铝液转运至铸造部，仅作为液体铝运输的机械使用。传统的铝熔体净化方法，在铝静置炉中除渣，在流槽中除气，由于铝液温度降低到700-720°C，铝液粘度大，静置时间短，除钠效果差，铝液中细微的气泡、夹渣未充分上浮即被浇注入铸锭中，脱钠、除气、除渣效果不佳。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种高效脱除电解铝液中钠、氢和氧化铝夹杂的装置。
[0006]本实用新型采取如下技术方案:
[0007]—种电解铝液除杂装置，所述装置包括出铝真空包(11)，该出铝真空包包括吸铝通道、台包铝液转出通道、真空引射器、台包传动装置，其特征在于，所述装置还包括精炼剂储罐(12b)和气瓶(12a);在所述出铝真空包(11)顶部设有精炼剂入口，在所述精炼剂入口处安装有精炼剂进入管(11b)，该精炼剂进入管(Ilb)深入所述出铝真空包(11)的底部;所述精炼剂储罐(12b)通过输气管连接到所述精炼剂入口。
[0008]根据上述的装置，其特征在于，所述精炼剂进入管(Ilb)的底部还安装有喷射装置。
[0009]本发明的有益效果:本实用新型的装置利用铝液真空包由电解部向铸造部转运的时间间隙，利用高温电解铝液中的活性络合物精炼脱除铝液中的金属钠、氢和氧化夹杂，提高了电解铝液的净化效率，降低了精炼过程中的物料消耗，简化了电解铝液后续处理流程，显著降低成本，提高生产效率，具有很高的经济价值和社会效益。
【附图说明】
[0010]图1是现有技术中络合物离解、分解对电解铝液没有除气、除渣作用示意图；
[0011]图2是本发明的原理不意图；
[0012]图3是本发明的装置结构示意图；
[0013]图4是本发明的电解铝液真空包装置抽铝过程示意图；
[0014]图5是本发明的电解铝液真空包装置抽铝过程示意图；
[0015]图6是本发明电解铝液真空包装置倒出电解铝液过程示意图。
【具体实施方式】
[0016]参见图3，本发明的电解铝液除杂装置包括出铝真空包11，出铝真空包11包括吸铝通道Hf、台包铝液转出通道lie、真空引射器11a、台包传动装置11c、台包出铝观察孔Ild等。该装置还包括精炼剂储罐12b和气瓶12a;在出铝真空包11顶部设有精炼剂入口，在精炼剂入口处安装有精炼剂进入管11b，该精炼剂进入管I Ib深入出铝真空包11的底部;精炼剂储罐12b通过输气管连接到所述精炼剂入口。精炼剂进入管Ilb的底部还安装有喷射装置。
[0017]本发明的除杂方法是在铝液仍处于800 0C-940 V的高温下，在电解铝液由电解部向铸造部转运过程中，脱除电解铝液中的金属钠、氢和氧化铝夹杂。
[0018]具体来说，本发明的高效脱除电解铝液中钠、氢和氧化铝夹杂的方法，是以电解铝液出铝真空包为精炼容器，以电解铝液中固有的氟-铝、氟-铝-钠、氟-铝-钠-氧络合物为精炼介质，以高纯氮气为精炼载气，在铝液仍处于900°C左右的高温下，在电解铝液由电解部向铸造部转运过程中，精炼脱除电解铝液中的金属钠、氢和氧化铝夹杂。
[0019]以900°C左右的高温电解铝液中，液态氟化盐以[F-Al ]X、[F-Al-Na]y、[F-Al-Na-0]z等络合物形式溶解于电解铝液中，或者夹带在电解铝液中，络合物离子团本身没有除气、除渣作用，而氟化盐是铝液的高效除气、除渣剂。在电解铝液中，气体和氧化铝夹渣以溶解、寄生、悬浮等形式均匀或者随机分布于铝液中。向电解铝液中鼓入氮气时，络合物向气泡表面扩散，并在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。脱除电解铝液中氢和氧化铝夹渣原理示意图，见图2。图2中，向电解铝液中吹入高纯氮气精炼气体、或者气载精炼剂，在电解铝液中形成很多弥散的气泡，铝液中的钠、氢、活性络合物向气泡扩散，络合物分解并在气泡表面形成氟化盐液膜，液膜吸附铝液中的氧化铝夹杂物，气泡升至铝液表面并发生液膜破裂，排放碱金属钠、氢，脱除氧化铝夹渣。
[0020]本方法所述的精炼剂至少包括以下组分中的一种:((0-100%)氟化钠+(0-100%)氟化铝+(0-100%)冰晶石+(0-100%)氟硅酸钠+(0-100%)氟化钙+(0-100%)氟化镁+(0-100%)氯化钠+(0-100%)氯化钾+(0-100%)六氯乙烷)等，其中，氟化钠可以用碳酸氢钠、碳酸钠部分或者完全替代。精炼剂使用量为电解铝液质量的0-2%，优选使用量为0.1%-1%。使用氟化钠、氟化铝、冰晶石、氟化钙、氟化镁、碳酸氢钠、碳酸钠等组分中的一种或者几种作为精炼剂有效组分时，精炼后所获得的产物浮渣可以直接返回电解槽回收利用。使用含有氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠、六氯乙烷组分中的一种作为精炼剂时，精炼浮渣不能返回电解槽回收利用。
[0021]使用本装置时，包括真空包抽铝过程、真空包转运-气动精炼过程(在真空包由电解部向铸造部转运过程中，同步完成)、真空包倒出电解铝液过程等三个过程。其中，真空包抽铝过程，见图4;真空包转运过程中铝液气动精炼示意图，见图5;真空包中精炼好的电解铝液倒出过程示意图，见图6。
[0022]本方法利用铝液真空包由电解部向铸造部转运的时间间隙，利用高温电解铝液中的活性络合物精炼脱除铝液中的金属钠、氢和氧化夹杂，提高了电解铝液的净化效率，降低了精炼过程中的物料消耗，简化了电解铝液后续处理流程，显著降低成本，提高生产效率。
[0023]实施例1:氮气载冰晶石脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0024]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为冰晶石，用量为铝液质量的0.15%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的冰晶石从铝液吸热熔化，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.10ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.001%，铝液中金属钠含量为3ppm。
[0025]实施例2:氮气载氟化铝脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0026]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为氟化铝，用量为铝液质量的0.16%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的氟化铝从铝液吸热熔化、汽化，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.09ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0009%，铝液中金属钠含量为2ppm。
[0027]实施例3:氮气载氟化钠脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0028]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为氟化钠或者碳酸钠或者碳酸氢钠，用量为铝液质量的0.19%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的氟化钠从铝液吸热熔化，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.11ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0024%，铝液中金属钠含量为5??111。
[0029]实施例4:氮气载氟硅酸钠脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0030]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为氟硅酸钠，用量为铝液质量的0.14%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的氟硅酸钠从铝液吸热熔化、反应，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.08ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0004%，铝液中金属钠含量为lppm。
[0031]实施例5:氮气载六氯乙烷脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0032]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为六氯乙烷，用量为铝液质量的0.10%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的六氯乙烷从铝液吸热熔化、汽化，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.06ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0003%，铝液中金属钠含量为lppm。
[0033]实施例6:氮气载(50%冰晶石+50%氟化钠)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0034]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(50%冰晶石+50%氟化钠)，用量为铝液质量的0.17%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(50%冰晶石+50%氟化钠)从铝液吸热熔化，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.1 lml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0043%，铝液中金属钠含量为3.5ppm。
[0035]实施例7:氮气载(50%冰晶石+50%氟化铝)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0036]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(50%冰晶石+50%氟化铝)，用量为铝液质量的0.13%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(50%冰晶石+50%氟化铝)从铝液吸热熔化、升华，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.10ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0023%，铝液中金属钠含量为2.5ppm0
[0037]实施例8:氮气载(50%冰晶石+50%六氯乙烷)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0038]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(50%冰晶石+50%六氯乙烷)，用量为铝液质量的0.1%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(50%冰晶石+50%六氯乙烷)从铝液吸热熔化、汽化，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.07ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0022%，铝液中金属钠含量为1.4ppm0
[0039]实施例9:氮气载(50%冰晶石+50%氟硅酸钠)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0040]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(50%冰晶石+50%氟硅酸钠)，用量为铝液质量的0.13%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(50%冰晶石+50%氟硅酸钠)从铝液吸热熔化、分解、反应，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.014ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.002%，铝液中金属钠含量为1.2ppm。
[0041 ]实施例10:氮气载(50%氟化铝+50%氟硅酸钠)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0042]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(50%氟化铝+50%氟硅酸钠)，用量为铝液质量的0.16%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(50%氟化铝+50%氟硅酸钠)从铝液吸热熔化、分解、反应、升华，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.016ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0032%，铝液中金属钠含量为2.2ppm。
[0043]实施例11:氮气载(50%氟化铝+50%六氯乙烷)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0044]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(50%氟化铝+50%六氯乙烷)，用量为铝液质量的0.19%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(50%氟化铝+50%六氯乙烷)从铝液吸热熔化、升华、汽化，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.014ml/10g，氧化铝夹杂含量为0.0025%，铝液中金属钠含量为2.4ppm。
[0045]实施例12:氮气载(50%氟化铝+50%氟化钠)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0046]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(50%氟化铝+50%氟化钠)，用量为铝液质量的0.19%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(50%氟化铝+50%氟化钠)从铝液吸热熔化、升华，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.016ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0026%，铝液中金属钠含量为3.4ppm0
[0047]实施例13:氮气载(30%冰晶石+30%氟化铝，氟化钠余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0048]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(30%冰晶石+30%氟化铝，氟化钠余量)，用量为铝液质量的0.19%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(30%冰晶石+30%氟化铝，氟化钠余量)从铝液吸热熔化、升华，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.018ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0029%，铝液中金属钠含量为3.lppm。
[0049]实施例14:氮气载(30%冰晶石+30%氟化铝，氯化钠余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0050]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(30%冰晶石+30%氟化铝，氯化钠余量)，用量为铝液质量的0.23%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(30%冰晶石+30%氟化铝，氯化钠余量)从铝液吸热熔化、升华，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.13ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0039%，铝液中金属钠含量为3.2ppm。
[0051 ] 实施例14:氮气载(30%冰晶石+40%氟化铝，氯化钾余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0052]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(30%冰晶石+40%氟化铝，氯化钾余量)，用量为铝液质量的0.24%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(30%冰晶石+40%氟化铝，氯化钾余量)从铝液吸热熔化、升华，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.12ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0036%，铝液中金属钠含量为3.8ppm。
[0053]实施例15:氮气载(30%冰晶石+40%氟化铝，六氯乙烷余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0054]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(30%冰晶石+40%氟化铝，六氯乙烷余量)，用量为铝液质量的0.15%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(30%冰晶石+40%氟化铝，六氯乙烧余量)从铝液吸热恪化、升华、汽化，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.09ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0026%，铝液中金属钠含量为1.8ppm。
[0055]实施例16:氮气载(40%冰晶石+30%氟化铝，氟硅酸钠)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0056]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(40%冰晶石+30%氟化铝，氟硅酸钠)，用量为铝液质量的0.16%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(40%冰晶石+30%氟化铝，氟硅酸钠)从铝液吸热熔化、升华、分解、反应，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.1lml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0030%，铝液中金属钠含量为2.lppm。
[0057]实施例17:氮气载(30%冰晶石+40%氟化铝，氟化钙余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0058]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(30%冰晶石+40%氟化铝，氟化钙余量)，用量为铝液质量的0.17%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(30%冰晶石+40%氟化铝，氟化钙余量)从铝液吸热熔化、升华，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.13ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0033%，铝液中金属钠含量为2.8ppm。
[0059]实施例18:氮气载(30%冰晶石+40%氟化铝，氟化镁余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0060]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(30%冰晶石+40%氟化铝，氟化镁余量)，用量为招液质量的0.14%，启动招液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(30%冰晶石+40%氟化铝，氟化镁余量)从铝液吸热熔化、升华，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.13ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0039%，铝液中金属钠含量为2.lppm。
[0061 ] 实施例19:氮气载(40%冰晶石+40%氟化铝，碳酸钠余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0062]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(40%冰晶石+40%氟化铝，碳酸钠余量)，用量为铝液质量的0.18%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(40%冰晶石+40%氟化铝，碳酸钠余量)从铝液吸热熔化、升华、分解，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.14ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0045%，铝液中金属钠含量为3.lppm。
[0063]实施例20:氮气载(40%冰晶石+40%氟化铝，碳酸氢钠余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0064]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(40%冰晶石+40%氟化铝，碳酸氢钠余量)，用量为铝液质量的0.16%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(40%冰晶石+40%氟化铝，碳酸氢钠余量)从铝液吸热熔化、升华、分解，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.13ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0035%，铝液中金属钠含量为1.9ppm。
[0065]实施例21:氮气载(25%冰晶石+30%氟化铝+10%氟硅酸钠，碳酸氢钠余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0066]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(25%冰晶石+30%氟化铝+10%氟硅酸钠，碳酸氢钠余量)，用量为铝液质量的0.14%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(25%冰晶石+30%氟化铝+10%氟娃酸钠，碳酸氢钠余量)从铝液吸热熔化、升华、分解、反应，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.11ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0031%，铝液中金属钠含量为1.7??111。
[0067]实施例22:氮气载(20%冰晶石+25%氟化铝+10%氟硅酸钠，氟化钠或者碳酸钠或者碳酸氢钠，余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0068]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(20%冰晶石+25%氟化铝+10%氟硅酸钠，氟化钠或者碳酸钠或者碳酸氢钠，余量)，用量为招液质量的0.15%，启动招液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(20%冰晶石+25%氟化铝+10%氟硅酸钠，氟化钠或者碳酸钠或者碳酸氢钠，余量)从铝液吸热熔化、升华、分解、反应，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.123ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0044%，铝液中金属钠含量为2.7ppm。
[0069]实施例23:氮气载(30%冰晶石+35%氟化铝+10%氟硅酸钠，氟化钙或者氟化镁，余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0070]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(30%冰晶石+35%氟化铝+10%氟硅酸钠，氟化I丐或者氟化镁，余量)，用量为招液质量的0.16%，启动招液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的30%冰晶石+35%氟化铝+10%氟硅酸钠，氟化钙或者氟化镁，余量)从铝液吸热熔化、升华、分解、反应，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解招液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.137ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0054%，铝液中金属钠含量为2.4ppm0
[0071]实施例24:氮气载(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟硅酸钠，氯化钠或者氯化钾或者二者均有，余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0072]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟硅酸钠，氯化钠或者氯化钾或者二者均有，余量)，用量为招液质量的0.22%,启动招液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟硅酸钠，氯化钠或者氯化钾或者二者均有，余量)从招液吸热恪化、升华、分解、反应，高温电解招液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.19ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0059%，铝液中金属钠含量为2.2ppm。
[0073]实施例25:氮气载(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟娃酸钠+10%六氯乙烧，氯化钠或者氯化钾或者二者均有，余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0074]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟硅酸钠+ 10%六氯乙烷，氯化钠或者氯化钾或者二者均有，余量)，用量为铝液质量的0.12%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟娃酸钠+10%六氯乙烧，氯化钠或者氯化钾或者二者均有，余量)从铝液吸热恪化、升华、汽化、分解，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.10ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0029%，铝液中金属钠含量为2.0ppm。
[0075]实施例26:氮气载(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟娃酸钠+10%六氯乙烧，氟化I丐或者氟化镁或者二者均有，余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0076]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟硅酸钠+ 10%六氯乙烷，氟化钙或者氟化镁或者二者均有，余量)，用量为铝液质量的0.14%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟硅酸钠+10%六氯乙烷，氟化钙或者氟化镁或者二者均有，余量)从铝液吸热熔化、升华、汽化、反应，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为
0.1 lml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0023%，铝液中金属钠含量为2.5ppm。
[0077]实施例27:氮气载(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟娃酸钠+10%六氯乙烧，氟化钠或者碳酸钠或者碳酸氢钠或者三者均有，余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0078]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟硅酸钠+ 10%六氯乙烷，氟化钠或者碳酸钠或者碳酸氢钠或者三者均有，余量)，用量为铝液质量的
0.18%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟硅酸钠+10%六氯乙烷，氟化钠或者碳酸钠或者碳酸氢钠或者三者均有，余量)从铝液吸热熔化、升华、汽化、分解、反应，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解招液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.16ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0033%，铝液中金属钠含量为2.9ppm0
[0079 ] 实施例28:氮气载(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟娃酸钠+10%六氯乙烧，氟化I丐与氟化镁共占30%，氟化钠或者碳酸钠或者碳酸氢钠或者三者均有，余量)脱除钠、氢和氧化铝夹杂
[0080]采用配有精炼装置的铝液真空包从电解槽中抽出高温电解铝液，将装满高温电解铝液的真空包安放在配有气罐、精炼剂的铝液转运车上，将精炼气体管道与铝液真空包相联接，向电解铝液中输送室温氮气、精炼剂，精炼剂为(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟硅酸钠+ 10%六氯乙烷，氟化钙与氟化镁共占30%，氟化钠或者碳酸钠或者碳酸氢钠或者三者均有，余量)，用量为铝液质量的0.19%，启动铝液转运车，将真空包转运至铸造部。在真空包转运过程中，加入的(20%冰晶石+20%氟化铝+10%氟硅酸钠+10%六氯乙烷，氟化钙与氟化镁共占30%，氟化钠或者碳酸钠或者碳酸氢钠或者三者均有，余量)从铝液吸热熔化、升华、汽化、分解、反应，高温电解铝液中的活性络合物向气泡表面扩散，在气泡表面离解、分解，并在气泡表面形成液态氟化物液膜，电解铝液中的碱金属钠、溶解的氢、氧化铝夹杂向液膜扩散，氢在气泡表面复合为氢分子，氧化铝夹杂被液膜吸附，气泡上升至液体铝表面发生破裂，排放气泡中的碱金属钠、氢、脱除氧化铝夹杂。测量精炼后电解铝液中的氢含量为0.12ml/100g，氧化铝夹杂含量为0.0029%，铝液中金属钠含量为2.7ppm。
【主权项】
1.一种电解铝液除杂装置，所述装置包括出铝真空包(11)，该出铝真空包包括吸铝通道、台包铝液转出通道、真空引射器、台包传动装置，其特征在于，所述装置还包括精炼剂储罐(12b)和气瓶(12a)；在所述出铝真空包(11)顶部设有精炼剂入口，在所述精炼剂入口处安装有精炼剂进入管(11b)，该精炼剂进入管(Ilb)深入所述出铝真空包(11)的底部;所述精炼剂储罐(12b)通过输气管连接到所述精炼剂入口。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述精炼剂进入管(Ilb)的底部还安装有喷射装置。
【文档编号】C22B21/06GK205635740SQ201620170655
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月7日
【发明人】贺永东, 王兆军, 张国华, 孙郅程, 季玲, 张迎棋
【申请人】新疆大学, 新疆有色金属工业（集团）有限责任公司