本发明涉及铝及其合金净化精炼处理技术领域，特别涉及一种金属熔炼用精炼剂、制备方法及精炼工艺。
背景技术：
为了实现铝资源的充分利用，现有收回铝废品并将其再加工，以实现重复再利用的铝料生产工艺。但是，回收的铝废料通常混有较高的钠、钙和锂等碱金属杂质、非金属杂质、有机材料和水汽。这些碱金属、非金属夹渣及水汽对铝及其合金的铸造及后续的加工会造成严重影响，最终导致生产出的铝锭质量受损。所以在铝废料浇注之前，必须使用精炼剂对熔化的铝水进行净化精炼处理，目的是除去碱金属、铝水中的气体(多为氢气)及其他杂物。
公布号为cn105002387a的中国发明专利披露了一种铝及铝合金的精炼剂以及使用该精炼剂的铝合金熔炼精炼工艺，其在将铝合金熔炼呈熔体后，向其中加入精炼剂，并利用氮气搅拌精炼，以及适当升高温度后，继续使用电磁搅拌精炼。
但是，上述披露的技术方案在实施过程中，精炼剂的除杂效果并不是特别理想，除杂效率较低，耗时较长，除杂不彻底，导致终产品铝锭的质量受到影响，且该精炼剂中含有氟元素，其在精炼过程中污染大气，危害工作人员身体健康。
技术实现要素：
本发明的第一目的在于提供一种金属熔炼用精炼剂，旨在对铝合金精炼过程中的铝液进行除杂，以提高产品质量，同时避免大气污染。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种金属熔炼用精炼剂，包括如下重量份组分：
进一步的，所述活化剂为磺酸钙、丙磺酸钠和二苯基丁酰胺盐酸钾中的一种。
本发明的第二目的在于提供一种金属熔炼用精炼剂的制备方法，包括以下步骤：
s1：预处理，将氯化钾、氯硅酸钠、氯化钠、四氯铝酸钠、硫酸钠混合后，搅拌并加热；
s2：对活化剂进行微波处理；
s3：将s1中得到的混合料与s2中得到的物料充分混合后，烧结；
s4：将s3中得到的混合料粉碎、造粒，得到金属熔炼用精炼剂。
进一步的，s1中加热温度为250-280℃。
进一步的，s2中微波处理的温度为150-190℃。
进一步的，s3中烧结温度为300-310℃。
本发明的第三目的在提供一种使用金属熔炼用精炼剂精炼铝料的精炼工艺，包括以下步骤：
sa：将铝料投入精炼炉中加热熔融，制得铝液，并控制温度稳定；
sb：将包含活化剂的金属熔炼用精炼剂喷入铝液中，进行第一次精炼；
sc：第一次精炼后，进行第一次扒渣作业；
sd：控制精炼炉内气体压力，并对炉内铝液充分搅拌；
se：铝液静置，之后进行第二次扒渣作业；
sf：重复sb-se的步骤，完成精炼作业。
进一步的，在se和sf之间增加se’：对精炼炉内铝液成分进行检测，并根据需要添加调整材料。
进一步的，sa中温度控制在710-730℃。
进一步的，sd中精炼炉内气体压力控制在0.2-0.3mpa。
本发明中氯化钠、氯化钾及四氯铝酸钠等，与铝液中的铝发生化学反应，产生氯化铝，该体系中氯化铝并不溶解在铝液中，其从铝液中逸出时能够通过浮选作用除去铝液中的部分氧化夹杂物。同时，本发明中将磺酸钙、丙磺酸钠和二苯基丁酰胺盐酸钾等作为活化剂添加至精炼剂中，磺酸钙、丙磺酸钠和二苯基丁酰胺盐酸钾等能够促进四氯铝酸钠分解为氯化铝等，呈气态的氯化铝在逸出时带出部分杂物，从而提高精炼效率。
另一方面，氧化夹杂物在铝液中是不能够被铝液润湿的，二者间的界面张力较大。而磺酸钙、丙磺酸钠和二苯基丁酰胺盐酸钾等能够增大精炼剂与铝液之间以及铝液与氧化夹杂物之间的界面张力，减小精炼剂与氧化夹杂物之间的界面张力，使氧化夹杂物被润湿，从而在呈气态的氯化铝从铝液中在逸出时更容易被带出，进而提高除杂效果。
本发明在制备含有活化剂的金属熔炼用精炼剂时，对活化剂磺酸钙、丙磺酸钠和二苯基丁酰胺盐酸钾等进行微波处理。微波处理可以在短时间内增大磺酸钙、丙磺酸钠和二苯基丁酰胺盐酸钾的比表面积，提高上述活化剂的吸附杂物的能力，提高磺酸钙、丙磺酸钠和二苯基丁酰胺盐酸钾促进四氯铝酸钠分解的能力，缩短精炼时间。由于本申请的精炼剂中不含氟元素，因此，其在精炼过程中不会造成大气污染，也不会影响工作人员的身体健康。
本发明在对铝液精炼过程中，控制精炼炉内气体压力在0.2-0.3mpa，通过减小炉内压的方法，减小铝液内气体逸出时的阻力，从而氧化夹杂物更易漂浮在液面，从而能够通过扒渣作业将其除去。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过将磺酸钙、丙磺酸钠和二苯基丁酰胺盐酸钾作为活化剂添加至精炼剂中，上述活化剂能够促进四氯铝酸钠分解并与铝液反应产生氯化铝，呈气态的氯化铝在逸出时带出部分杂物，从而提高精炼效率；
2.利用磺酸钙、丙磺酸钠和二苯基丁酰胺盐酸钾增大精炼剂与铝液之间以及铝液与氧化夹杂物之间的界面张力，减小精炼剂与氧化夹杂物之间的界面张力，使氧化夹杂物被润湿，从而在呈气态的氯化铝从铝液中在逸出时更容易被带出，进而提高除杂效果；
3.控制精炼炉内气体压力在0.2-0.3mpa，通过减小炉内压的方法，减小铝液内气体逸出时的阻力，从而氧化夹杂物更易漂浮在液面；
4.精炼剂组分中不含氟元素，因此，其在精炼过程中不会造成大气污染，也不会影响工作人员的身体健康。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明披露了一种金属熔炼用精炼剂、制备方法及精炼工艺，具体实施方式如下。
实施例1
一、该金属熔炼用精炼剂的各组分含量如下：
本实施例中活化剂为磺酸钙。
二、该金属熔炼用精炼剂的制备方法为：
s1：预处理，将上述含量组分的氯化钾、氯硅酸钠、氯化钠、四氯铝酸钠、硫酸钠混合后，搅拌并加热至250℃；
s2：对活化剂进行微波处理，且微波处理的温度控制在170℃；
s3：将s1中得到的混合料与s2中得到的物料充分搅拌混合后，放入烧结炉中，300-305℃烧结；
s4：将s3中得到的混合料利用粉碎机粉碎，并利用造粒机造粒，得到金属熔炼用精炼剂。三、利用该金属熔炼用精炼剂精炼铝料的精炼工艺如下：
sa：将adc10铝合金投入精炼炉中加热熔融，制得铝液，并控制温度在710-720℃。
sb：将包含活化剂的金属熔炼用精炼剂使用喷粉机喷入铝液中，进行第一次精炼，控制每吨铝料所用活化剂的重量为2.5kg；喷射过程中确保喷粉管口距离精炼炉底10cm，且控制喷粉管以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做z字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉。
sc：第一次精炼后，铝液静置5min，以便熔渣浮出液面，进行第一次扒渣作业；扒渣时将渣斗并排放至精炼炉门口，用叉车将扒渣耙挑起至2m高度，平稳进入精炼炉内，从熔池最里端向外扒，将熔渣扒至炉台，然后将熔渣全部扒入渣斗内。
sd：控制精炼炉内气体压力在0.2-0.3mpa，并利用喷粉机的喷粉管在炉内以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做z字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉，以对炉内铝液充分搅拌。
se：铝液静置5min，之后进行第二次扒渣作业。
se’：对精炼炉内铝液成分进行检测，并根据需要添加调整材料。
sf：重复sb-se的步骤，完成精炼作业。
实施例2
一、该金属熔炼用精炼剂的各组分含量如下：
本实施例中活化剂为磺酸钙。
二、该金属熔炼用精炼剂的制备方法为：
s1：预处理，将上述含量组分的氯化钾、氯硅酸钠、氯化钠、四氯铝酸钠、硫酸钠混合后，搅拌并加热至260℃；
s2：对活化剂进行微波处理，且微波处理的温度控制在150℃；
s3：将s1中得到的混合料与s2中得到的物料充分搅拌混合后，放入烧结炉中，305-310℃烧结；
s4：将s3中得到的混合料利用粉碎机粉碎，并利用造粒机造粒，得到金属熔炼用精炼剂。三、利用该金属熔炼用精炼剂精炼铝料的精炼工艺如下：
sa：将adc10铝合金投入精炼炉中加热熔融，制得铝液，并控制温度在720-730℃。
sb：将包含活化剂的金属熔炼用精炼剂使用喷粉机喷入铝液中，进行第一次精炼，控制每吨铝料所用活化剂的重量为2.5kg；喷射过程中确保喷粉管口距离精炼炉底10cm，且控制喷粉管以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做川字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉。
sc：第一次精炼后，铝液静置5min，以便熔渣浮出液面，进行第一次扒渣作业；扒渣时将渣斗并排放至精炼炉门口，用叉车将扒渣耙挑起至2m高度，平稳进入精炼炉内，从熔池最里端向外扒，将熔渣扒至炉台，然后将熔渣全部扒入渣斗内。
sd：控制精炼炉内气体压力在0.2-0.3mpa，并利用喷粉机的喷粉管在炉内以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做川字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉，以对炉内铝液充分搅拌。
se：铝液静置5min，之后进行第二次扒渣作业。
se’：对精炼炉内铝液成分进行检测，并根据需要添加调整材料。
sf：重复sb-se的步骤，完成精炼作业。
实施例3
一、该金属熔炼用精炼剂的各组分含量如下：
本实施例中活化剂为丙磺酸钠。
二、该金属熔炼用精炼剂的制备方法为：
s1：预处理，将上述含量组分的氯化钾、氯硅酸钠、氯化钠、四氯铝酸钠、硫酸钠混合后，搅拌并加热至270℃；
s2：对活化剂进行微波处理，且微波处理的温度控制在180℃；
s3：将s1中得到的混合料与s2中得到的物料充分搅拌混合后，放入烧结炉中，300-310℃烧结；
s4：将s3中得到的混合料利用粉碎机粉碎，并利用造粒机造粒，得到金属熔炼用精炼剂。
三、利用该金属熔炼用精炼剂精炼铝料的精炼工艺如下：
sa：将adc10铝合金投入精炼炉中加热熔融，制得铝液，并控制温度在710-730℃。
sb：将包含活化剂的金属熔炼用精炼剂使用喷粉机喷入铝液中，进行第一次精炼，控制每吨铝料所用活化剂的重量为2.5kg；喷射过程中确保喷粉管口距离精炼炉底10cm，且控制喷粉管以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做川字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉。
sc：第一次精炼后，铝液静置5min，以便熔渣浮出液面，进行第一次扒渣作业；扒渣时将渣斗并排放至精炼炉门口，用叉车将扒渣耙挑起至2m高度，平稳进入精炼炉内，从熔池最里端向外扒，将熔渣扒至炉台，然后将熔渣全部扒入渣斗内。
sd：控制精炼炉内气体压力在0.2-0.3mpa，并利用喷粉机的喷粉管在炉内以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做川字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉，以对炉内铝液充分搅拌。
se：铝液静置5min，之后进行第二次扒渣作业。
se’：对精炼炉内铝液成分进行检测，并根据需要添加调整材料。
sf：重复sb-se的步骤，完成精炼作业。
实施例4
一、该金属熔炼用精炼剂的各组分含量如下：
本实施例中所用活化剂为丙磺酸钠。
二、该金属熔炼用精炼剂的制备方法为：
s1：预处理，将上述含量组分的氯化钾、氯硅酸钠、氯化钠、四氯铝酸钠、硫酸钠混合后，搅拌并加热至280℃；
s2：对活化剂进行微波处理，且微波处理的温度控制在180℃；
s3：将s1中得到的混合料与s2中得到的物料充分搅拌混合后，放入烧结炉中，300-310℃烧结；
s4：将s3中得到的混合料利用粉碎机粉碎，并利用造粒机造粒，得到金属熔炼用精炼剂。
三、利用该金属熔炼用精炼剂精炼铝料的精炼工艺如下：
sa：将adc12铝合金投入精炼炉中加热熔融，制得铝液，并控制温度在710-730℃。
sb：将包含活化剂的金属熔炼用精炼剂使用喷粉机喷入铝液中，进行第一次精炼，控制每吨铝料所用活化剂的重量为3.0kg；喷射过程中确保喷粉管口距离精炼炉底10cm，且控制喷粉管以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做川字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉。
sc：第一次精炼后，铝液静置5min，以便熔渣浮出液面，进行第一次扒渣作业；扒渣时将渣斗并排放至精炼炉门口，用叉车将扒渣耙挑起至2m高度，平稳进入精炼炉内，从熔池最里端向外扒，将熔渣扒至炉台，然后将熔渣全部扒入渣斗内。
sd：控制精炼炉内气体压力在0.2-0.3mpa，并利用喷粉机的喷粉管在炉内以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做川字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉，以对炉内铝液充分搅拌。
se：铝液静置5min，之后进行第二次扒渣作业。
se’：对精炼炉内铝液成分进行检测，并根据需要添加调整材料。
sf：重复sb-se的步骤，完成精炼作业。
实施例5
一、该金属熔炼用精炼剂的各组分含量如下：
本实施例中所用活化剂为二苯基丁酰胺盐酸钾。
二、该金属熔炼用精炼剂的制备方法为：
s1：预处理，将上述含量组分的氯化钾、氯硅酸钠、氯化钠、四氯铝酸钠、硫酸钠混合后，搅拌并加热至280℃；
s2：对活化剂进行微波处理，且微波处理的温度控制在180℃；
s3：将s1中得到的混合料与s2中得到的物料充分搅拌混合后，放入烧结炉中，300-310℃烧结；
s4：将s3中得到的混合料利用粉碎机粉碎，并利用造粒机造粒，得到金属熔炼用精炼剂。
三、利用该金属熔炼用精炼剂精炼铝料的精炼工艺如下：
sa：将adc12铝合金投入精炼炉中加热熔融，制得铝液，并控制温度在710-730℃。
sb：将包含活化剂的金属熔炼用精炼剂使用喷粉机喷入铝液中，进行第一次精炼，控制每吨铝料所用活化剂的重量为3.0kg；喷射过程中确保喷粉管口距离精炼炉底10cm，且控制喷粉管以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做川字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉。
sc：第一次精炼后，铝液静置5min，以便熔渣浮出液面，进行第一次扒渣作业；扒渣时将渣斗并排放至精炼炉门口，用叉车将扒渣耙挑起至2m高度，平稳进入精炼炉内，从熔池最里端向外扒，将熔渣扒至炉台，然后将熔渣全部扒入渣斗内。
sd：控制精炼炉内气体压力在0.2-0.3mpa，并利用喷粉机的喷粉管在炉内以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做川字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉，以对炉内铝液充分搅拌。
se：铝液静置5min，之后进行第二次扒渣作业。
se’：对精炼炉内铝液成分进行检测，并根据需要添加调整材料。
sf：重复sb-se的步骤，完成精炼作业。
实施例6
一、该金属熔炼用精炼剂的各组分含量如下：
本实施例中所用活化剂为二苯基丁酰胺盐酸钾。
二、该金属熔炼用精炼剂的制备方法为：
s1：预处理，将上述含量组分的氯化钾、氯硅酸钠、氯化钠、四氯铝酸钠、硫酸钠混合后，搅拌并加热至280℃；
s2：对活化剂进行微波处理，且微波处理的温度控制在190℃；
s3：将s1中得到的混合料与s2中得到的物料充分搅拌混合后，放入烧结炉中，300-310℃烧结；
s4：将s3中得到的混合料利用粉碎机粉碎，并利用造粒机造粒，得到金属熔炼用精炼剂。
三、利用该金属熔炼用精炼剂精炼铝料的精炼工艺如下：
sa：将adc12铝合金投入精炼炉中加热熔融，制得铝液，并控制温度在710-730℃。
sb：将包含活化剂的金属熔炼用精炼剂使用喷粉机喷入铝液中，进行第一次精炼，控制每吨铝料所用活化剂的重量为3.0kg；喷射过程中确保喷粉管口距离精炼炉底10cm，且控制喷粉管以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做川字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉。
sc：第一次精炼后，铝液静置5min，以便熔渣浮出液面，进行第一次扒渣作业；扒渣时将渣斗并排放至精炼炉门口，用叉车将扒渣耙挑起至2m高度，平稳进入精炼炉内，从熔池最里端向外扒，将熔渣扒至炉台，然后将熔渣全部扒入渣斗内。
sd：控制精炼炉内气体压力在0.2-0.3mpa，并利用喷粉机的喷粉管在炉内以0.2-0.3m/s的速度在精炼炉内做川字型匀速移动，并覆盖整个精炼炉，以对炉内铝液充分搅拌。
se：铝液静置5min，之后进行第二次扒渣作业。
se’：对精炼炉内铝液成分进行检测，并根据需要添加调整材料。
sf：重复sb-se的步骤，完成精炼作业。
对各实施例铝液精炼前、后其中的成分进行检测，具体检测方法参考《铸造非铁合金》(黄恢元著，机械工业出版社，1999)，铝合金含量标准参照gb/t3190-1996。
上表中，“前”表示利用精炼剂精炼处理前，“后”表示利用精炼剂精炼处理后。
从上表中可以看出，各实施例中的铝液，在进行精炼作业前，其中钙及钠的含量均明显高于要求值，甚至达到要求值的两倍。如实施例1中，钠的含量在精炼前为0.0021％，而技术要求钠的含量不得高于0.001％。但是，在使用本申请中的金属熔炼用精炼剂及精炼工艺对实施例1中的铝液进行精炼后，其中钠的含量降低到0.0007％，降低率达到66.67％；同时，钙的含量也降低了50％，杂物含量符合技术要求。
另一方面，对于铁、铜及镁，其作为铝合金的组成元素之一，其含量并未有明显降低，从而不会因为金属熔炼用精炼剂的精炼导致最终产品质量受损。