[发明专利]一种处理低钒钛铝废料并制备高品质铝的装置及方法

说明书

本发明公开了一种处理低钒钛铝废料并制备高品质铝装置及方法，包括真空系统、熔料系统、低沸点杂质回收系统、提纯系统、集成控制系统和机架，经本装置处理后，能在提纯系统中得到高品质铝产品，解决了铝废料被降级使用的问题，利用本装置制备高品质铝，主要是利用低钒、钛废铝中各杂质元素在固‑液‑气相间的分配比不同的原理，不外加氯盐、氟盐等试剂，实现低钒、钛铝废料的绿色回收利用，本发明装置将真空挥发脱除低沸点杂质和结晶提纯废料中的主金属铝合为一体，提高了铝废料的杂质脱除效率，避免了传统铝废料过程中化学试剂的添加，以及三废物质、有毒物质的排放，对环境友好。

技术领域

本发明属于有色金属再生回收除杂领域，涉及一种处理低钒钛铝废料并制备高品质铝的装置及方法。

背景技术

铝及铝合金因其具有强度高，密度小，导热、导电率高，耐腐蚀性好等性能被应用于国民经济的各个领域，铝也因具有轻质、生态、节能、可循环等特点被称为“21世纪的金属”和“绿色金属”。我国一般采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产铝，但我国用于生产氧化铝的铝土矿一直供应不足，可利用资源的质量也在逐年下降，资源对外依赖性较高，限制了我国铝工业的发展。因此，回收利用再生铝资源非常迫切。

使用铝废料回收再生铝的能耗仅占传统铝生产方法的5%，同时每生产1吨再生铝可以节水10.05吨，少排放二氧化碳0.8吨、二氧化硫0.6吨，减少固体材料使用11吨，污染物排放较电解铝减少97%以上。在碳达峰、碳中和的发展战略下，提高废铝利用，发展再生铝将是国家早日实现碳达峰和碳中和的重要举措。我国是铝生产和消费的大国，生产量及消费量均占世界第一，但再生铝产业发展较为迟缓。美国、日本等发达国家对再生铝的利用率已超过60%，而我国只有22%，发展潜力非常大。

但由于废铝及铝合金成分复杂，缺乏针对不同废料的独特处理工艺，难以重新炼制成纯铝，很多优质的铝废料被降级使用，铝产品的回收价值大大降低，造成废铝资源的浪费。因此，铝及铝合金制品的保级/升级回收也成为我国再生铝产业升级和高质量发展的重要课题之一。

铝的再生利用过程中，对废铝进行细分与提纯是一个重要环节。如文献（任贤魏.浅谈再生铝回收及利用技术[J]. 铝加工, 2015 (6): 51-57.）提到的：目前，多采用NaCl、NaF、KCl及Na₃AlF₆等氯盐和氟盐进行废铝熔体提纯，也有的采用Cl₂，或C₂Cl进行处理。但使用这些含氯物质、含氟物质进行废铝的处理，其本身及生产过程的副产物 AlCl₃ 、HCl和Cl等会对人体、环境及设备都造成严重损害。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种处理低钒、钛铝废料并制备高品质铝装置，装置包括熔料系统、真空系统、提纯系统，低钒、钛铝废料经本装置处理后，能在提纯系统中得到高品质铝产品，解决了铝废料被降级使用的问题。

本装置的技术方案如下：一种处理低钒钛铝废料并制备高品质铝的装置，包括真空系统、熔料系统、低沸点杂质回收系统、提纯系统、集成控制系统和机架；

所述真空系统包括真空泵、真空测量装置和压力控制装置，压力控制装置包括进气阀门、出气阀门和惰性气体，所述真空泵通过管道与熔料系统连通，真空泵用于提供真空环境，且在连通的管道上分别安装真空测量装置、出气阀门，其中出气阀门比真空测量装置更靠近熔料系统，真空测量装置用于显示过程中熔料系统中炉内的压力，压力控制装置用于在提纯过程中控制炉内压力的稳定性；