本发明涉及废铝熔炼净化
技术领域：
，尤其涉及一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂及其制备工艺。
背景技术：
：随着经济的发展，再生铝行业成为了世界铝工业不可或缺的重要组成部分，是世界铝工业可持续发展不可缺少的资源，是有着巨大市场潜力和发展前景的行业。与原生铝相比，利用再生铝能节约资源和能源，减少环境污染并能降低生产成本。但废铝由于在回收时不可避免的与各种材料混合，再加上铝自身在空气中易氧化，使得废铝在熔炼时会混入大量的氧化渣和不需要的杂质元素，不仅降低铝的回收率而且严重影响材料最终的性能。即使回收过来的废铝经过了预处理(磁选、筛分)，但目前依然不能有效的消除有害杂质。在废铝熔炼时引入的非金属夹杂物(al2o3和mgo等)和溶解性杂质元素(如fe、cr、mg、si等)，它们在合金中所形成的夹杂物、孔洞及有害第二相会显著降低材料的铸造性能、气密性能、力学性能等。所以去除这些杂质是废铝再生利用中需要迫切解决的问题。为清除混入废铝中的有害杂质元素及非金属夹杂物，可在熔炼过程中使用熔剂对其进行精炼处理。熔剂既要满足熔点低、密度小、流动性好、粘度和表面张力适中的要求(有利于排渣的物理性能)，又要考虑熔剂与熔体金属、炉衬及气体介质的化学相互作用特性。针对废铝中的杂质去除，中国专利cn103740947b发明了用于废铝再生中去除铁和除硅的熔剂；中国专利cn103740948a公开了一种废铝再生中去除镁的熔剂。中国专利cn103882250b发明了一种用于再生铝中除镁的熔剂。上述的发明专利均只是针对废铝在熔炼中存在的某一种杂质元素，而对于其它的杂质元素却另外需要其它的熔剂。熔剂的大量加入使得在熔炼时产生大量的熔剂渣，降低铝的回收率。而且一些熔剂在使用时也会产生大量的有毒气体，对环境造成破坏，另外生产成本也是值得考虑的问题。所以开发具有多种精炼效果的复合熔剂对于铝的高效回收是非常关键的。中国专利cn105803215b公开了一种用于铝及其合金的复合熔剂，但该发明的目的是一般铝锭或铝合金熔炼的覆盖溶剂，并不是专门针对回收铝的，并不适用于废铝的精炼。因此，开发回收铝专用复合溶剂对于促进再生铝行业的发展具有重要意义。技术实现要素：本发明提出了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂及其制备工艺，以解决上述
背景技术：
中提出的问题。本发明提出了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂，其原料按重量的配方如下：其原料按重量的配方如下：以氯化钠-氯化钾-冰晶石的混合料作为熔剂基础组分，在此基础上添加适量的硼酸镁、氯化锰、硝酸钠和活性炭，其原料组成成分按重量百分比分别为：10-20％的硼酸镁、10-20％的氯化锰、2-10％的硝酸钠、5-15％的活性炭、其余为氯化钠-氯化钾-冰晶石的混合料。优选的，其原料组成成分按重量百分比优选为10-15％的硼酸镁、10-15％的氯化锰、5-10％的硝酸钠、10-15％的活性炭、其余为氯化钠-氯化钾-冰晶石的混合料。优选的，氯化钠-氯化钾-冰晶石的摩尔质量比为1：1：1。本发明还提供了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂的制备工艺，包括如下步骤：第一步：将各原料烘干后按配比进行称取；第二步：将称取好的原料加入到球磨机中球磨混合30-60分钟；第三步：将混合好的产物置入烘烤箱内，在200-250℃下烘烤1-3小时后制得精炼剂；第四步：经过质量检验合格后密封包装备用。本发明还提供了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂的使用方法，包括如下步骤：s1、在230℃下，将多效复合精炼熔剂干燥2小时；s2、加热铝合金至熔化且达到720-760℃时，将质量为废铝合金质量0.5-2％的多效复合精炼熔剂加入铝合金液中并搅拌混合，并静置20-30分钟；s3、对加入熔剂的废铝熔体进行吹氩气或氮气精炼，当杂质上浮到废铝熔体表面时扒渣，随后静置30-40分钟后铝液出炉浇注，完成整个使用过程。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本发明以nacl-kcl-na3alf6作为熔剂基础组分，能够降低熔剂的熔点，并有效捕获非金属氧化物夹杂。其中硼酸镁(mgb2o4)具有除铁效果，氯化锰(mncl2)在熔体中发生反应后对铝中的fe杂质具有变质作用，而且氯化锰(mncl2)和活性炭(c)混合具有除mg、cr和si的作用。硝酸钠是作为发热剂。2、本发明中添加的硼酸镁会和杂质铁元素反应形成高熔点的硼铁化合物，并被熔剂捕获而进入到熔渣中，能有效降低铝合金中的铁含量。主要发生如下化学反应：2mgb2o4+4al+8fe＝2al2o3+4fe2b+2mgo。3、本发明中添加的冰晶石能够很好的润湿熔体表面的氧化膜，吸附溶解al2o3，将其包覆后转移到熔渣中去。同时，冰晶石中分解的alf3能够促进硼酸镁(mgb2o4)在熔体中分散，提高其除铁效果。4、本发明中添加的氯化锰(mncl2)和铝(al)发生如下反应：3mncl2+2al＝3mn+2alcl3另外氯化锰(mncl2)与镁(mg)能发生以下反应：mncl2+mg＝mn+mgcl2上述反应生成的mn可以与al、fe、si形成alfemnsi等高熔点相，容易被吸附于alcl3(沸点为183℃)气泡周围而聚集成小颗粒，可以随气泡上浮而被带出液面。另外mn对熔体中的杂质fe具有变质作用，且生成的alcl3气泡能携带杂质一起上浮。而反应产物mgcl2由于密度较小，容易上浮并吸附于alcl3气泡表面，随着气泡逸出而从铝熔体中排除，达到降低镁含量的目的；5、本发明中添加的活性炭(c)，因为活性炭孔隙结构发达，比表面积大(1500m2/g以上)，吸附能力强，能吸附杂质元素。而且在高温下，cr能与c等直接化合，形成化合物，可作为杂质除去，其与氯化锰结合的除cr效果更佳。硅在高温下也能与碳直接化合形成sic，从而除si。活性炭除镁的反应原理如下：2c+o2＝2comg+co＝mgo+c6、本发明中添加的硝酸钠(nano3)是作为发热剂，提高熔剂的流动性。另外硝酸钠(nano3)和活性炭(c)反应生成的气体不仅能够进一步提高硼酸镁的分散性，同时促进除杂上浮，而且生成的氮气和二氧化碳不会对环境造成破坏；4nano3+5c＝2naco3+2n2+3co27、整体熔剂的熔点低，在废铝熔炼时具有良好的流动性，从而保证其除渣除杂的效果；8、熔剂密度适中，既能保证熔剂能有效上升至铝熔体的表面进行覆盖，从而保护废铝熔炼时不被氧化，又能保证熔剂上升速度不至于过快而导致熔剂不能有效与熔体中的杂质进行反应而削弱其效果；9、本发明具有高效造干渣能力，不粘滞铝熔体，也不粘结于炉璧。具体实施方式下面结合具体实施例来对本发明做进一步说明。实施例1本发明提出了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂，其原料组成成分按重量百分比分别为：10％的硼酸镁、10％的氯化锰、2％的硝酸钠、5％的活性炭、其余为氯化钠-氯化钾-冰晶石的混合料，且氯化钠-氯化钾-冰晶石的摩尔质量比为1：1：1。本发明还提供了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂的制备工艺，包括如下步骤：第一步：将各原料烘干后按配比进行称取；第二步：将称取好的原料加入到球磨机中球磨混合30-60分钟；第三步：将混合好的产物置入烘烤箱内，在200-250℃下烘烤1-3小时后制得精炼剂；第四步：经过质量检验合格后密封包装备用。本发明还提供了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂的使用方法，包括如下步骤：s1、在230℃下，将多效复合精炼熔剂干燥2小时；s2、加热铝合金至熔化且达到720-760℃时，将质量为废铝合金质量0.5-2％的多效复合精炼熔剂加入铝合金液中并搅拌混合，并静置20-30分钟；s3、对加入熔剂的废铝熔体进行吹氩气或氮气精炼，当杂质上浮到废铝熔体表面时扒渣，随后静置30-40分钟后铝液出炉浇注，完成整个使用过程。该多效复合精炼熔剂的使用效果如下表：杂质气渣(vol％)fe(ppm)si(ppm)mg(ppm)cr(ppm)精炼前1.5302400430035001600精炼后0.16410961520831705实施例2本发明提出了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂，其原料组成成分按重量百分比分别为：13％的硼酸镁、13的氯化锰、5％的硝酸钠、9％的活性炭、其余为氯化钠-氯化钾-冰晶石的混合料，且氯化钠-氯化钾-冰晶石的摩尔质量比为1：1：1。本发明还提供了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂的制备工艺，包括如下步骤：第一步：将各原料烘干后按配比进行称取；第二步：将称取好的原料加入到球磨机中球磨混合30-60分钟；第三步：将混合好的产物置入烘烤箱内，在200-250℃下烘烤1-3小时后制得精炼剂；第四步：经过质量检验合格后密封包装备用。本发明还提供了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂的使用方法，包括如下步骤：s1、在230℃下，将多效复合精炼熔剂干燥2小时；s2、加热铝合金至熔化且达到720-760℃时，将质量为废铝合金质量0.5-2％的多效复合精炼熔剂加入铝合金液中并搅拌混合，并静置20-30分钟；s3、对加入熔剂的废铝熔体进行吹氩气或氮气精炼，当杂质上浮到废铝熔体表面时扒渣，随后静置30-40分钟后铝液出炉浇注，完成整个使用过程。该多效复合精炼熔剂的使用效果如下表：杂质气渣(vol％)fe(ppm)si(ppm)mg(ppm)cr(ppm)精炼前1.5302400430035001600精炼后0.09911361397700814实施例3本发明提出了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂，其原料组成成分按重量百分比分别为：17％的硼酸镁、17％的氯化锰、8％的硝酸钠、12％的活性炭、其余为氯化钠-氯化钾-冰晶石的混合料，且氯化钠-氯化钾-冰晶石的摩尔质量比为1：1：1。本发明还提供了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂的制备工艺，包括如下步骤：第一步：将各原料烘干后按配比进行称取；第二步：将称取好的原料加入到球磨机中球磨混合30-60分钟；第三步：将混合好的产物置入烘烤箱内，在200-250℃下烘烤1-3小时后制得精炼剂；第四步：经过质量检验合格后密封包装备用。本发明还提供了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂的使用方法，包括如下步骤：s1、在230℃下，将多效复合精炼熔剂干燥2小时；s2、加热铝合金至熔化且达到720-760℃时，将质量为废铝合金质量0.5-2％的多效复合精炼熔剂加入铝合金液中并搅拌混合，并静置20-30分钟；s3、对加入熔剂的废铝熔体进行吹氩气或氮气精炼，当杂质上浮到废铝熔体表面时扒渣，随后静置30-40分钟后铝液出炉浇注，完成整个使用过程。该多效复合精炼熔剂的使用效果如下表：杂质气渣(vol％)fe(ppm)si(ppm)mg(ppm)cr(ppm)精炼前1.5302400430035001600精炼后0.05512501682661716实施例4本发明提出了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂，其原料组成成分按重量百分比分别为：20％的硼酸镁、20％的氯化锰、10％的硝酸钠、15％的活性炭、其余为氯化钠-氯化钾-冰晶石的混合料，且氯化钠-氯化钾-冰晶石的摩尔质量比为1：1：1。本发明还提供了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂的制备工艺，包括如下步骤：第一步：将各原料烘干后按配比进行称取；第二步：将称取好的原料加入到球磨机中球磨混合30-60分钟；第三步：将混合好的产物置入烘烤箱内，在200-250℃下烘烤1-3小时后制得精炼剂；第四步：经过质量检验合格后密封包装备用。本发明还提供了一种用于废铝熔炼的多效复合精炼剂的使用方法，包括如下步骤：s1、在230℃下，将多效复合精炼熔剂干燥2小时；s2、加热铝合金至熔化且达到720-760℃时，将质量为废铝合金质量0.5-2％的多效复合精炼熔剂加入铝合金液中并搅拌混合，并静置20-30分钟；s3、对加入熔剂的废铝熔体进行吹氩气或氮气精炼，当杂质上浮到废铝熔体表面时扒渣，随后静置30-40分钟后铝液出炉浇注，完成整个使用过程。该多效复合精炼熔剂的使用效果如下表：杂质气渣(vol％)fe(ppm)si(ppm)mg(ppm)cr(ppm)精炼前1.5302400430035001600精炼后0.06710831425737731以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12