专利名称：铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的方法
技术领域：
本发明涉及一种铝及铝合金铝灰的循环利用方法，尤其是一种铝及铝合金灰直接用于电 解生产循环利用的方法。
背景技术：
铝及铝合金铝灰(以下简称铝灰)的主要成分是金属铝、氧化铝及铁、硅、镁的氧化物 和钾、钠、钙、镁等金属的卤化物，其中金属铝和氧化铝占绝大多数。目前，传统铸造铝灰 的处理方法是采用大锅炒灰的方法回收其中的铝，整个炒灰过程中会产生大量的烟尘。这种 方法只能回收铝灰中的铝，对于含量也较高的氧化铝，采用冲洗、过滤等方法回收后出售。 整个处理过程对环境的污染比较严重。
一般的铝灰如果采用电解的方法回收的话，必须经过提前处理(处理时也会环境造成相 当大的污染)，否则会对电解生产产生不利影响，严重影响电解生产的进行。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种不需对铝灰进行处理，既节省处 理的费用，又避免环境的污染，工艺流程简便的铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的 方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案-
一种铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的方法，包括以下步骤-
1) 、熔配铝合金时，当铝合金温度升至760 780t:，按照熔配铝合金总重量的0.1 0.2% 用制氮机加入造渣剂；
2) 、加入造渣剂后，保温静置10 15分钟，然后进行扒渣；
3) 、将步骤2)所扒出铝灰运至渣场自然降温；
4) 、铝灰温度降至常温时对其进行收集；
5) 、将步骤4)收集的铝灰运至电解车间，按照每台电解槽每次加入5kg,每隔45分钟 加入一次的方法将铝灰加入到电解槽中，并进行搅拌，加速铝灰在电解槽中的熔融电解，每 台电解槽每天加入量控制在150kg 200kg;
6) 、将电解槽产出铝运至熔炼炉进行合金熔配，熔配合金所产生铝灰继续进行循环再利用。
所述步骤1)中的造渣剂包括以下重量份的成分MgF212~15份、NaF 25~30份、Na3AlF6 18~22份、Na2CO3l5 20份、Na2SiF612~15份、Na A1F4 12~15份。所述步骤5)中根据每台电解槽每天加入铝灰量对电解槽技术进行相应调整，由于该铝 灰中含钠盐(NaF)较多，故需加入较多的氟化铝，以降低电解质的分子比，使电解槽内NaF 与A1F3的分子比保持在2.3 2。5;该铝灰中还含有较多的氧化铝，故应延长加料间隔2 3 秒，减少氧化铝的投入量，防止形成炉底沉淀或结壳从而破坏电解槽的物料平衡；同时该铝 灰中还含有较多的金属铝，因此每日的出铝量加大50 100kg,以稳定电解槽的热量平衡。
本发明通过在铝及铝合金的熔炼精炼过程中上述清渣剂，所产生的铝灰不需经过处理直 接返回电解槽进行电解循环利用。采用这种清渣剂不仅保证了清渣效果，而且其中对电解生 产有不利影响的元素种类和含量都非常低。经使用该清渣剂所产生的铝灰在加入电解槽前不 需对铝灰进行处理，既节省了处理的费用，又避免了环境的污染；对该铝灰进行电解不仅全 部回收了铝灰中的金属铝，而且也回收了铝灰中的氧化铝，而且对电解生产的平稳顺利运行 也不会产生大的影响。最后电解产生的铝可以进行合金的熔配，其微量元素的含量都在可控 范围内。
铝灰中的主要元素成分在电解槽中发生以下物理化学反应
(1)A1203:参与铝电解的总反应，即A1203电解生成Al，同时炭阳极参与电化学反应生 成C02。总反应式为
2Al203+3C = 4Al+3 C02
(2) N a、 F、 Al:
为了改善电解质的物理化学性质，在铝电解的熔盐体系Na3AlF6—Al203系中添加A1F3， 成为Na3AlF6—A1F3—Al203三元体系。上述三种元素加入到体系之中，与熔盐体系内已经具 有的元素离子相同，不会作为杂质元素影响正常的电化学反应过程以及改变原铝的化学成分。
(3) Mg、 Si:
该两种元素虽然不是电解槽内的固有元素，但在后续的合金生产过程中需要添加。并且 不会对电解过程产生有害影响因此不是有害的杂质元素，其含量都在可控范围内，原铝中有 一定的含量对于后续合金生产不会产生不利影响。
铝灰中的主要成分氧化铝与原铝生产所需原料冶金级氧化铝的不同之处是氧化铝的结晶 晶型、粒度、几何形状不同，致使其在冰晶石中的溶解性能不同。为了保证铝灰在电解质中 充分溶解，防止加入过量会对电解槽正常生产产生影响，将所述清渣剂产生的铝灰从电解槽 的出铝口分次少量加入，并适当搅拌，加速其在电解槽中的溶解与反应。
该方法过程为釆用所述清渣剂造出渣后，然后送到电解槽前从出铝口加入。为了保证铝 灰在电解质中充分熔解，采用间隔一定时间往电解槽中加入一定量的铝灰，并进行适当搅拌 的方法，加速其在电解槽中的熔融电解。为了在电解铝灰的同时保证正常电解生产的平稳顺 利进行，根据实际情况对电解工艺技术条件进行适当的调整。由于该铝灰中含钠盐较多，故 需加入较多的氟化铝，以降低电解质的分子比，不致使电解质过粘和温度过高；该铝灰中还 含有较多的氧化铝，故应适当延长加料间隔，减少氧化铝的投入量，防止形成炉底沉淀或结壳，破坏电解槽的物料平衡；同时该铝灰中还含有较多的金属铝，因此每日的出铝量适当加 大，以稳定电解槽的热量平衡；确保电解生产的稳定顺利进行。
该方法所产出的铝由于铝灰的加入含有许多微量元素，但在后续的合金生产过程中需要 添加，并且不会对电解过程产生有害影响因此不是有害的杂质元素，原铝中有一定的含量对 于后续合金生产不会产生不利影响。可以进行铸造合金的熔配，其微量元素的含量均在可控 范围内。本发明不仅工艺流程简便，同时不影响后期熔配过程；既节约了成本，又防止了污 染，真正实现了循环经济，经济效益非常显著。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
一种铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的方法，包括以下步骤
1) 、熔配铝合金时，当铝合金温度升至760 780'C，按照熔配铝合金总重量的0.1~0.2% 用制氮机加入造渣剂；
2) 、加入造渣剂后，保温静置10 15分钟，然后进行扒渣；
3) 、将步骤2)所扒出铝灰运至渣场自然降温；
4) 、铝灰温度降至常温时对其进行收集；
5) 、将步骤4)收集的铝灰运至电解车间，按照每台电解槽每次加入5kg,每隔45分钟 加入一次的方法将铝灰加入到电解槽中，并进行搅拌，加速铝灰在电解槽中的熔融电解，每 台电解槽每天加入量控制在150kg 200kg;
6) 、将电解槽产出铝运至熔炼炉进行合金熔配，熔配合金所产生铝灰继续进行循环再利用。
所述步骤1)中的造渣剂包括以下重量份的成分MgF2 12~15份、NaF 25~30份、Na3AlF6 18~22份、Na2CO;)15 20份、Na2SiF612~15份、Na A1F4 12~15份。
所述步骤5)中根据每台电解槽每天加入铝灰量对电解槽技术进行相应调整，由于该铝
灰中含钠盐(NaF)较多，故需加入较多的氟化铝，以降低电解质的分子比，使电解槽内NaF
与A1F3的分子比保持在2.3~2.5;该铝灰中还含有较多的氧化铝，故应延长加料间隔2 3
秒，减少氧化铝的投入量，防止形成炉底沉淀或结壳从而破坏电解槽的物料平衡；同时该铝
灰中还含有较多的金属铝，因此每日的出铝量加大50 100kg，以稳定电解槽的热量平衡。
权利要求
1.一种铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的方法，其特征在于，包括以下步骤1)、熔配铝合金时，当铝合金温度升至760～780℃，按照熔配铝合金总重量的0.1～0.2％用制氮机加入造渣剂；2)、加入造渣剂后，保温静置10～15分钟，然后进行扒渣；3)、将步骤2)所扒出铝灰运至渣场自然降温；4)、铝灰温度降至常温时对其进行收集；5)、将步骤4)收集的铝灰运至电解车间，按照每台电解槽每次加入5kg，每隔45分钟加入一次的方法将铝灰加入到电解槽中，并进行搅拌，加速铝灰在电解槽中的熔融电解，每台电解槽每天加入量控制在150kg～200kg；6)、将电解槽产出铝运至熔炼炉进行合金熔配，熔配合金所产生铝灰继续进行循环再利用。
2. 根据权利要求1所述的铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的方法，其特征在于 所述步骤1 )中的造渣剂包括以下重量份的成分MgF2 12~15份、NaF 25~30份、NagAlF6 18~22 份、Na2CO3l5 20份、Na2SiF6 12~15份、Na A1F4 12~15份。
3. 根据权利要求1所述的铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的方法，其特征在于 所述步骤5)中根据每台电解槽每天加入铝灰量对电解槽技术进行相应调整，由于该铝灰中 含钠盐较多，故需加入较多的氟化铝，以降低电解质的分子比，使电解槽内NaF与AlF3的分 子比保持在2.3 2.5;该铝灰中还含有较多的氧化铝，故应延长加料间隔2 3秒，减少氧化 铝的投入量，防止形成炉底沉淀或结壳从而破坏电解槽的物料平衡；同时该铝灰中还含有较 多的金属铝，因此每日的出铝量加大50 100kg，以稳定电解槽的热量平衡。
全文摘要
本发明涉及一种铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的方法，包括以下步骤1)熔配铝合金时，当铝合金温度升至760～780℃，按照熔配铝合金总重量的0.1～0.2％用制氮机加入造渣剂；2)加入造渣剂后，保温静置10～15分钟，然后进行扒渣；3)将扒出铝灰运至渣场自然降温；4)铝灰温度降至常温时对其进行收集；5)将步骤4)收集的铝灰运至电解车间，将铝灰加入到电解槽中，6)将电解槽产出铝运至熔炼炉进行合金熔配，熔配合金所产生铝灰继续进行循环再利用。本发明不仅工艺流程简便，同时不影响后期熔配过程；既节约了成本，又防止了污染，真正实现了循环经济，经济效益非常显著。
文档编号C22B7/04GK101619396SQ20091001781
公开日2010年1月6日 申请日期2009年8月10日 优先权日2009年8月10日
发明者刘同湖, 卞金涛, 张国华, 张海军, 李景坤, 盖少磊, 高希柱 申请人:山东滨州渤海活塞股份有限公司