[发明专利]低含量铝基合金分离浓缩与提纯工艺及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝基合金分离浓缩与提纯工艺及系统，尤其涉及一种通过对低含量铝基合金浓缩分离和提纯，可同时获得高纯度铝金属和高含量铝基合金的低含量铝基合金分离浓缩与提纯的工艺及系统。

背景技术

在国家标准(《铝中间合金锭》YS/T282-2000)中以及美国ASTM标准体系中(灰色手册：《铝中间合金国际牌号和化学成分》)，用于合金成分调整的铝基中间合金要求合金有效成分含量较高，例如铝钛中间合金要求钛含量不低于2.5％；铝锆中间合金要求锆含量不低于2.7％。

目前生产铝基中间合金的方法主要是熔配兑掺法、热还原法和电解法。熔配兑掺法即将纯铝金属和添加金属按照一定比例熔化后配制铝基中间合金方法，是传统方法，工艺成熟，但其存在以下缺点：(1)、需要重新熔化纯铝金属添加相应的合金元素，以及在对掺合金化过程中，产生铝及掺配合金成分金属的二次烧损，造成资源浪费、二次污染和二次能源消耗；(2)、掺配法合金化过程会因铝及合金元素的熔点不同，合金元素在铝中的溶解度不同，易于形成成分的偏析，导致产品成分均匀性差；(3)、某些易挥发、易烧损掺配合金元素的实收率低；(4)、整个工艺流程复杂、生产成本高。

热还原法可以生产含量较高的铝基中间合金，但是由于高温氧化，容易产生氧化夹杂，导致铝基合金品质较低。

电解法生产铝基合金是较先进的工艺方法，但是由于受到电解工艺条件、铝基合金浓度等条件限制，有效合金成分的含量偏低，一般含量为0.5％-2.0％，不能满足中间合金的成分控制要求，难以直接用于生产符合国家标准要求的铝基中间合金。

另外，用于特殊用途的高纯度铝金属，例如纯度在99.9％以上的铝金属，需要使用偏析法、三层电解液法、或者苛刻和严格的电解工艺条件才能够生产出来，工艺复杂，成本高。

综上所述，现有中间合金生产方法能耗高、污染大、资源消耗量大、工艺复杂、成本高、产品质量达不到使用要求。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种低含量铝基合金分离浓缩与提纯系统。

本发明的第二个目的在于提供一种将低含量有效合金成分的铝合金通过分离浓缩和提纯的方式，在生产出高合金成分含量的铝基中间合金的同时，获得较高纯度的金属铝，提高铝及铝合金产品附加值的一种低含量铝基合金分离浓缩与提纯工艺。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：一种低含量铝基合金分离浓缩与提纯系统，其包括有如下装置：熔化搅拌炉、浓缩分离筒、溢溜槽、高含量铝基合金铸造装置、高纯度铝金属铸造装置，所述浓缩分离筒包括：低含量铝基合金液管、高含量铝基合金液管、高纯度铝金属液管、加热装置、控温器和控流装置，所述低含量铝基合金液管、所述高含量铝基合金液管和所述高纯度铝金属液管连接构成三通管结构，其中所述熔化搅拌炉的出口与所述低含量铝基合金液管相连，所述高含量铝基合金铸造装置与所述高含量铝基合金液管相连，所述溢溜槽的两端分别与所述高纯度铝金属液管和所述高纯度铝金属铸造装置相连，所述加热装置安装在所述高纯度铝金属液管上，所述控温器和所述控流装置安装在所述高含量铝基合金液管上，所述熔化搅拌炉出口处铝熔体液面要平于或高于所述溢溜槽中铝熔体液面。

其还包括有二级铝金属铸造装置、二级溢溜槽和二级浓缩分离筒，所述二级浓缩分离筒包括：二级低含量铝基合金液管、二级高含量铝基合金液管、二级铝金属液管、二级加热装置、二级控温器和二级控流装置，所述二级低含量铝基合金液管、所述二级高含量铝基合金液管和所述二级铝金属液管连接构成三通管结构，所述二级低含量铝基合金液管与所述高含量铝基合金液管相连，所述二级高含量铝基合金液管与所述高含量铝基合金铸造装置相连，所述二级溢溜槽的两端分别与所述二级铝金属液管和所述二级铝金属铸造装置相连，所述二级加热装置安装在所述二级铝金属液管上，所述二级控温器和所述二级控流装置安装在所述二级高含量铝基合金液管上。

在所述高纯度铝金属液管和所述高含量铝基合金液管的管壁外侧分别安装有离心分离器。

在所述二级铝金属液管和所述二级高含量铝基合金液管的管壁外侧分别安装有二级离心分离器。

所述加热装置为感应加热器或电阻加热器。

所述二级加热装置为感应加热器或电阻加热器。

所述控温器由加热器和冷却器构成，所述冷却器为水循环冷却。

所述二级控温器由加热器和冷却器构成，所述冷却器为水循环冷却。

所述离心分离器为磁力离心泵。

所述二级离心分离器为磁力离心泵。