[发明专利]一种废杂铝熔体再生除铁的方法

说明书

本发明属于有色金属再生回收除杂技术领域，具体是一种废杂铝熔体再生除铁方法及其装置；本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种废杂铝熔体除铁方法，利用本方法开发的设备/装置可实现废铝再生熔体除铁和连续浇注/生产，并解决过滤中过滤装置的堵塞问题，提高废杂铝熔体质量，对废杂铝来说，还使再生后的铝合金性能达到铝合金新料标准；本发明中所用装置主要由前室、过滤室和后室组成。所述前室为设置有旋转喷吹装置的腔室，所述旋转喷吹装置的用于废杂铝合滤室进行过滤后排入后室；所述前室、过滤室和后室的连接和排列方式只要能够保证铝熔体能够顺利通过过滤室进行过滤后排入后室即可。

技术领域

本发明属于有色金属再生回收除杂技术领域，具体是一种废杂铝熔体再生除铁方法。

背景技术

生产再生铝的综合能耗仅为电解铝的5%，CO₂排放量则可减少90%以上，节能减排和环境效益十分明显；而且近年来，随着我国城镇化进程加快和经济发展，我国再生铝工业得到飞速发展。目前利用废铝再生生产高性能产品的最大的技术障碍是无法取得合适的化学成分，这事因为废铝原料的回收过程大都有失规范，即在回收过程中基本上未对不同铝合金的原料进行有效分类，纵使是进口的废铝原料，同样是混杂严重的不同化学成分原料的混合体。尤其是，随着再生铝循环次数增加，再生铝中集聚了含量较高的非铝元素，如铁的含量通常达到0.8%，甚至超过1%。铁在铝中固溶度非常低，一旦超过了固溶的极限便在铸造铝合金中与铝形成质脆的针状或片状的富铁相，并且这种相的形成会严重割裂基体，成为应力集中源，使材料的抗拉和屈服强度降低、伸长率下降，还会影响材料的加工性能和外观。此外，粗大的针片状铁相在凝固的早期形成，阻碍了液体金属在补缩通道里流动，造成铸造缺陷，导致铸件的质量下降，甚至报废。

传统减小和消除铁相有害作用的工艺方法有：中和元素法、过热法、自然沉降法、复合净化法和离心法。这些方法能部分去除熔体中的富铁相，但降低铝合金中铁含量的效果却很差。中和法是向铝熔体中加入含金属锰、铬的中间合金或盐时，锰与铁、硅、铝形成较大的块状或球状颗粒，改善了富铁相的形貌，但不能有效的去除铝合金中的铁的含量。申请号201110251505.1的发明专利提出了一种除铁剂，该除铁剂由NaCl、ZnCl、硼砂和WH-FE2除铁剂组成。申请号201110251522.5的发明专利提出了一种高效除铁剂，它由氟化钙、硫化钠、硼砂和高氯酸钾，它的除铁原理是硼能将对纯铝导电性有害的杂质如Ti、V、Zr、Cr从固溶态转化为对导电性危害较小的析出态，这些析出物会因自身的密度远大于铝液而沉降到坩埚底部。申请号201210136012.8的发明专利提出了一种废铝回收用除铁剂及除铁方法，它由氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠、冰晶石等组成。申请号201310521916.7的发明提出了一种再生铝强磁除铁装置及方法。该装置系由表面用耐热石棉包裹的具有水冷系统的强磁铁的搅拌装置，在搅拌的过程中用磁性吸附除去杂质铁。申请号201410000098.0的发明专利提出了废铝再生中去除铁和硅杂质的方法，其除铁剂主要由硫化钙、活性炭、硫磺、氧化钙和填充料组成。对于沉降法，当熔体降低到一定温度时，其中的富铁相以较小的针状或枝状颗粒从铝熔体中析出。它们在铝熔体中运动时受到的黏滞力较大，所以难靠重力或其他外力将其分离。电磁净化是利用熔体和夹杂的导电性的差异来实现的，在电磁力的作用下两者的运动规律不同，使富铁相富集在过滤器壁上而被出去，该方法具有高效、可连续处理金属熔体的特点，但目前还处于研究阶段。

总之，现有的废杂铝熔体除铁方法和装置/设备不能很好地满足我国废铝再生工业迅速发展，特别是废杂铝再生的要求，有必要研究和开发新的、经济的、效果更佳的废杂铝熔体除铁方法和装置，高效的回收废杂铝炉料，对节约资源，降低铝合金铸件成本，延长铝合金生命周期也具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种废杂铝熔体除铁方法，利用本方法开发的设备/装置可实现废铝再生熔体除铁和连续浇注/生产，并解决过滤中过滤装置的堵塞问题，提高废杂铝熔体质量，对废杂铝来说，还使再生后的铝合金性能达到铝合金新料标准。

为实现此目的，本发明的技术方案如下：