一種新型的含硼化合物的鋁合金除鐵熔劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明設(shè)計(jì)一種鋁合金除鐵熔劑，其特征在于，由下列組成物及重量百分比組成：10-20%氯化鈉(NaCl)、10-20%氯化鉀(KCl)、10-20%冰晶石(Na3AlF6)、10-20%氟化鈉(NaF)、30-40%硼酸(H3BO3)和/或碳化硼(B4C)。本發(fā)明提供的凈化熔劑具有可連續(xù)除鐵、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，能有效去除鋁熔體中的鐵元素。在使用時(shí)，熔劑中的硼化物會和雜質(zhì)鐵元素反應(yīng)形成高熔點(diǎn)的硼鐵化合物，并被熔渣捕獲而進(jìn)入到熔渣中，能有效降低鋁合金中的鐵含量。本熔劑適合鋁合金的熔煉要求，具有極佳的粘度和表面張力，熔劑與鋁的分離性好。熔劑的化學(xué)穩(wěn)定性好，有害氣體量少，符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。而且熔劑加入方便、操作工藝簡便、成本低廉。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種有色冶金【技術(shù)領(lǐng)域】的熔劑，采用含硼化物的熔劑對鋁合金熔 體進(jìn)行凈化，尤其是能夠起到去除雜質(zhì)鐵的一種新型的含硼化合物的鋁合金除鐵熔劑。 一種新型的含硼化合物的鋁合金除鐵熔劑

【背景技術(shù)】
[0002] 鋁及其合金密度小、耐腐蝕，具有一定強(qiáng)度，塑性好，可進(jìn)行各種加工，廣泛應(yīng)用于 建筑、電子、機(jī)械制造、航空航天和石油化工等各個(gè)工業(yè)部門。目前，原鋁生產(chǎn)成本越來越 高，因此廢鋁回收利用成了目前鋁工業(yè)的重要發(fā)展方向。廢鋁回收生產(chǎn)的過程中存在一個(gè) 重要的問題：廢料中雜質(zhì)種類繁多，其中雜質(zhì)鐵是一個(gè)嚴(yán)峻的問題，因?yàn)殇X合金標(biāo)準(zhǔn)要求對 鐵元素的限制含量極低。而且雜質(zhì)鐵極難被凈化去除，它會在廢鋁的循環(huán)生產(chǎn)過程中不斷 積累，達(dá)到很高的含量，對后續(xù)生產(chǎn)造成困難。所以開發(fā)高效的除鐵技術(shù)對廢鋁的循環(huán)利用 意義重大。富鐵相呈粗大針片狀，在鋁合金中穿過α-Al晶體，降低了合金所謂塑性及抗拉 強(qiáng)度值。目前，用于消除鐵相危害的方法主要是通過加入合金元素（Mn、Cr等）改變凝固組 織中針狀相的形態(tài)，但是這種方法的使用受限于臨界鐵含量，對各種鋁合金來說，不僅臨界 鐵含量不一致，而且最佳的Mn/Fe比值也不一致，因此無法很好地控制合金元素的加入量； 而加入的合金元素本身也是一種嚴(yán)格受限的有害雜質(zhì)；此外加入合金元素雖然可以改善鐵 相的形態(tài)，但增加了富鐵化合物相的總量，不斷累積的效果將使鋁廢料的再生更加困難。因 此，急需開發(fā)一種高效的除鐵方法，從根本上解決雜質(zhì)鐵帶來的問題。
[0003] 經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，文獻(xiàn)《電磁分離降低鋁硅合金中鐵含量》（李天曉， 許振明，張雪萍，孫寶德，周堯和。上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，35(5):664飛67)中介紹了利 用電磁分離方法去除鋁硅合金熔體中初生富鐵相，以降低合金中的鐵含量。它利用外加電 磁場作用下由于富鐵相的電導(dǎo)率遠(yuǎn)小于鋁熔體的電導(dǎo)率而產(chǎn)生的擠壓力來分離出鋁熔體 中的鐵相雜質(zhì)，但必須要在加入合金元素（如：Mn、Zr等）使得富鐵相在熔體中預(yù)先析出的 基礎(chǔ)上，才能順利用電磁場加以去除，而且除鐵后的鐵含量依舊達(dá)到0. 41 %，去除效果不理 想。專利ZL 200610069093. 9《鋁合金除鐵熔劑》提出了含硼化合物的除鐵熔劑，但是經(jīng)過 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)幾個(gè)問題：一是熔劑的粘度較大，試驗(yàn)后容易粘附在坩堝上，影響坩堝的使用，并 且除鐵效果明顯下降；二是除鐵劑氧化硼（B 203)和/或硼酸鈉（Na2B407)在熔融后密度增 大，很難上浮，容易沉到坩堝底部，這樣就不利于浮渣的撈取。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有鋁合金除鐵技術(shù)的缺點(diǎn)，改進(jìn)現(xiàn)有硼化物除鐵凈化熔 劑的不足，提供一種新型的含硼化合物的鋁合金除鐵熔劑。使其中的除鐵組分能夠有效地 與鋁熔體中的雜質(zhì)鐵反應(yīng)，生成高熔點(diǎn)的化合物并被捕獲而形成密度小的熔渣，并上浮到 鋁熔體的上部，很容易地被去除，而且使用方便、操作工藝簡單、成本低廉。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種鋁合金除鐵熔劑，其特征在于，由下列 組成物及重量百分比組成：10-20%氯化鈉（NaCl)、10-20%氯化鉀（KCl)、10-20%冰晶石 (Na3AlF6)、10-20%氟化鈉（NaF)、30-40%硼酸（Η3Β0 3)和/或碳化硼（B4C)。其特征在于， 優(yōu)選地由下列組成物及重量百分比組成：包括組分質(zhì)量百分比為：15-20%氯化鈉（NaCl)、 15-20% 氯化鉀（KC1)、10-15% 冰晶石（Na3AlF6)、15-20% 氟化鈉（NaF)、30-35% 硼酸（Η3Β03) 和/或碳化硼（B4C)。一種鋁合金除鐵熔劑制備方法，其特征在于，將各種原材料分別放入不 銹鋼容器中，然后放入烘箱，升溫至250-300°C，保溫2-4小時(shí)，然后取出待用；按鋁合金除 鐵熔劑配方的重量百分比準(zhǔn)確稱取各個(gè)組分，放入球磨機(jī)，球磨機(jī)在250轉(zhuǎn)/分的速度下， 球磨混合1-2小時(shí)，取出混合好的熔劑并封裝于密閉容器中。
[0006] 使用中，只需加入鋁合金熔體重量1%-2%的本熔劑即可達(dá)到顯著的除鐵效果。具 體方法為：熔劑在使用前，需在l〇〇°C烘約1-2小時(shí)。然后在含雜質(zhì)鐵的鋁合金熔體保溫一 段時(shí)間后，采用噴粉裝置將熔劑隨氣體（N 2或Ar)噴射入熔體內(nèi)，靜置30-60分鐘，撈出表面 浮渣，即可用于鑄造。
[0007] 本發(fā)明提供的凈化熔劑具有可連續(xù)除鐵、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，能有效去除鋁熔體中 的鐵元素。在使用時(shí)，熔劑中的硼化物會和雜質(zhì)鐵元素反應(yīng)形成高熔點(diǎn)的硼鐵化合物，并被 熔渣捕獲而進(jìn)入到熔渣中，能有效降低鋁合金中的鐵含量。本熔劑適合鋁合金的熔煉要求， 具有極佳的粘度和表面張力，熔劑與鋁的分離性好。熔劑的化學(xué)穩(wěn)定性好，有害氣體量少， 符合工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)及廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)。而且熔劑加入方便、操作工藝簡便、成本低廉。

【具體實(shí)施方式】
[0008] 以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明。
[0009] 實(shí)施例1 : 將氯化鈉（NaCl)、氯化鉀（KC1)、冰晶石（Na3AlF6)、氟化鈉（NaF)、硼酸（Η 3Β03)分別放 入不銹鋼容器中，放入烘箱，升溫至250°C，保溫3小時(shí)，然后取出待用。按熔劑配方準(zhǔn)確稱 取各個(gè)組分，氯化鈉（NaCl)20千克、氯化鉀（KC1)20千克、冰晶石（Na 3AlF6)10千克、氟化鈉 (NaF) 10千克、硼酸（Η3Β03) 40千克，放入球磨機(jī)中，球磨機(jī)在250轉(zhuǎn)/分的速度下，球磨混 合1. 5小時(shí)，取出混合好的熔劑并封裝于密閉容器中。
[0010] 使用前，熔劑在100°C烘約1小時(shí)，在鋁合金熔解爐中按照鋁合金溶液重量的1%加 入本發(fā)明的除鐵熔劑，然后精煉后靜置沉降40分鐘。當(dāng)用于原來含鐵量1. 0%的鋁合金，則 其含鐵量從1. 0%降到了 0. 54%。
[0011] 實(shí)施例2: 將氯化鈉（NaCl)、氯化鉀（KC1)、冰晶石（Na3AlF6)、氟化鈉（NaF)、硼酸（Η 3Β03)分別放 入不銹鋼容器中，放入烘箱，升溫至300°C，保溫4小時(shí)，然后取出待用。按熔劑配方準(zhǔn)確稱 取各個(gè)組分，氯化鈉（NaCl)20千克、氯化鉀（KC1)20千克、冰晶石（Na 3AlF6)15千克、氟化鈉 (NaF) 15千克、硼酸（Η3Β03) 30千克，放入球磨機(jī)中，球磨機(jī)在250轉(zhuǎn)/分的速度下，球磨混 合2小時(shí)，取出混合好的熔劑并封裝于密閉容器中。
[0012] 使用前，熔劑在l〇〇°C烘約1小時(shí)，在鋁合金熔解爐中按照鋁合金溶液重量的2%加 入本發(fā)明的除鐵熔劑，然后精煉后靜置沉降30分鐘。當(dāng)用于原來含鐵量0. 5%的鋁合金，則 其含鐵量從〇. 5%降到了 0. 24%。
[0013] 實(shí)施例3: 將氯化鈉（NaCl)、氯化鉀（KC1)、冰晶石（Na3AlF6)、氟化鈉（NaF)、硼酸（Η 3Β03)、碳化硼
【權(quán)利要求】
1. 一種鋁合金除鐵熔劑，其特征在于，由下列組成物及重量百分比組成：10-20%氯化 鈉（NaCl)、10-20% 氯化鉀（KC1)、10-20% 冰晶石（Na3AlF6)、10-20% 氟化鈉（NaF)、30-40% 硼 酸（Η3Β03)和/或碳化硼（B4C)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金除鐵熔劑，其特征在于，優(yōu)選地由下列組成物及重量 百分比組成：包括組分質(zhì)量百分比為：15-20%氯化鈉（NaCl)、15-20%氯化鉀（KC1)、10-15% 冰晶石（Na 3AlF6)、15-20% 氟化鈉（NaF)、30-35% 硼酸（H3B03)和 / 或碳化硼（B4C)。
3. -種鋁合金除鐵熔劑制備方法，其特征在于，將各種原材料分別放入不銹鋼容器中， 然后放入烘箱，升溫至250-300°C，保溫2-4小時(shí)，然后取出待用；按鋁合金除鐵熔劑配方的 重量百分比準(zhǔn)確稱取各個(gè)組分，放入球磨機(jī)，球磨機(jī)在250轉(zhuǎn)/分的速度下，球磨混合1-2 小時(shí)，取出混合好的熔劑并封裝于密閉容器中。
【文檔編號】C22C21/00GK104060118SQ201310094143
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】高建衛(wèi) 申請人:高建衛(wèi)