一種生產(chǎn)合金鋁的工藝及中間體的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種生產(chǎn)合金鋁的工藝，向鋁液內(nèi)加入硅鐵，以及其他合金元素，高溫?cái)嚢?，冷卻后即得。本發(fā)明工藝通過(guò)將硅鐵加入鋁液中，成本低。硅鐵加入前用酸處理硅鐵，優(yōu)選硫酸，酸處理后的產(chǎn)物硫酸鐵可作為優(yōu)質(zhì)的凈水劑，經(jīng)濟(jì)效益好，且酸處理時(shí)，除去鐵還可產(chǎn)生空隙，使合金元素融入快，彌散度高，生產(chǎn)的合金鋁質(zhì)量好。本發(fā)明生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，易控制。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種生產(chǎn)合金鋁的工藝及中間體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)合金鋁的工藝及中間體，特別是一種成本低、經(jīng)濟(jì)效益好的 合金鋁生產(chǎn)工藝及中間體。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代合金鋁最主要的生產(chǎn)方式是熔配法，部分采用電解法生產(chǎn):熔配法就是把鋁 錠在反射爐或者中頻爐中融化，并按所需合金鋁成分要求加入各種合金鋁熔配中間體或所 需的各種合金元素，通過(guò)比較長(zhǎng)時(shí)間的保溫并攪拌，一般為2~8小時(shí)，使各種合金元素熔入 鋁液中；電解法就是把各種金屬氧化物溶入冰晶石一氧化鋁系熔融體中，與氧化鋁共同電 解生產(chǎn)合金的一種方法。
[0003] 熔配法主要缺點(diǎn)如下：
[0004] 1、熔配溫度一般控制在750 °C左右，其溫度較低，使合金融入鋁液不充分，且合金 元素融入彌散度較低，合金質(zhì)量較差，難以生產(chǎn)出高品質(zhì)合金；
[0005] 2、鋁錠二次融化后，必須較長(zhǎng)時(shí)間保溫并攪拌，才能使合金元素融入，能耗極大；
[0006] 3、鋁錠的二次融化和長(zhǎng)時(shí)間保溫，融化的鋁液和各種合金成分必然有與空氣接觸 的現(xiàn)象，無(wú)法避免產(chǎn)生燒損，燒損率一般約為〇. 5~1 % ;
[0007] 4、必須使用合金鋁覆蓋劑，并會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染環(huán)境的鋁灰鋁渣。
[0008] 電解法主要缺點(diǎn)：加入冰晶石一氧化鋁系熔融體中的各種氧化物都會(huì)影響電解槽 的工作穩(wěn)定性，使電解生產(chǎn)難度大增。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于，提供一種生產(chǎn)合金鋁的工藝及中間體。所述工藝生產(chǎn)成本低。 經(jīng)濟(jì)效益好，生產(chǎn)的合金鋁質(zhì)量?jī)?yōu)，且工藝穩(wěn)定，易控制。
[0010]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種生產(chǎn)合金鋁的工藝，向鋁液內(nèi)加入硅鐵，以及 其他合金元素，高溫?cái)嚢?，冷卻后即得。
[0011] 前述的生產(chǎn)合金鋁的工藝，所述攪拌溫度為900-1000°C。
[0012] 前述的生產(chǎn)合金鋁的工藝，所述攪拌溫度為920_980°C。
[0013] 前述的生產(chǎn)合金鋁的工藝，所述鋁液在電解槽中。
[0014] 一種生產(chǎn)合金鋁的工藝所用的中間體，所述中間體為硅鐵。
[0015] 前述的生產(chǎn)合金鋁的工藝所用的中間體中，所述硅鐵為酸解處理后的硅鐵。
[0016] 前述的生產(chǎn)合金鋁的工藝所用的中間體中，所述酸解處理為：向硅鐵中加入酸，反 應(yīng)，直至硅鐵中鐵含量低于0.1%。
[0017] 前述的生產(chǎn)鋁合金的中間體中，所述無(wú)機(jī)酸的濃度為20-75%。
[0018] 前述的生產(chǎn)鋁合金的中間體中，所述無(wú)機(jī)酸為硫酸。
[0019] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0020] 1、與現(xiàn)有電解法相比，本發(fā)明工藝通過(guò)在將合金元素單質(zhì)加入鋁液中的同時(shí)，還 向鋁液中加入硅鐵，與硅鋁中間體相比，硅鐵比較廉價(jià)，成本低。因有些合金鋁，如A356.2合 金等合金鋁對(duì)鐵(Fe)元素的控制比較嚴(yán)格，而硅鐵合金含鐵太高。硅鐵常見(jiàn)牌號(hào)有85#、 75#，即含硅85 %或75 %左右、含鐵15 %或25 %左右的硅鐵合金，生產(chǎn)A356.2等合金時(shí)無(wú)法 直接使用，硅鐵中的鐵元素極易與酸反應(yīng)，因此硅鐵加入前進(jìn)行酸處理，使化合物中的含鐵 量低于0.1 %，酸處理后的硅鐵合金遠(yuǎn)比鋁硅中間體廉價(jià)，用量也比含Si 50 %的中間合金 小一半。在酸處理的同時(shí)，也把硅鐵中其他雜質(zhì)如銅(Cu)、錳(Μη)等也順勢(shì)除去了，防止其 它金屬元素可能合金鋁（如對(duì)Α356.2合金）品質(zhì)帶來(lái)的不定或不可控影響。酸處理時(shí)，優(yōu)選 硫酸，硫酸在常溫下就可與硅鐵中的鐵元素較快反應(yīng)，反應(yīng)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的凈水劑硫酸鐵，不會(huì) 造成產(chǎn)物的浪費(fèi)，余下的硅單質(zhì)中含鐵降至0.1 %以下是常態(tài)。另外，酸處理除去硅鐵中的 鐵時(shí)，由于硅鐵中鐵的分離，會(huì)使硅鐵產(chǎn)生孔隙，孔隙的產(chǎn)生有利于合金元素的融入和彌 散，使其融入快，彌散度高，最終使得生產(chǎn)的合金鋁質(zhì)量好，且大大縮短了生產(chǎn)周期。發(fā)明人 經(jīng)大量是試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)選用無(wú)機(jī)酸的濃度為20-75%時(shí)，鐵更容易析出，除鐵效果最佳，除鐵 速度最快，從而使生產(chǎn)周期更短，生產(chǎn)效率更高。
[0021] 2、本發(fā)明工藝中，攪拌溫度為900-1000°C，比熔配爐內(nèi)的溫度750°C高150-250°C， 使得合金元素融入鋁液更快，彌散度更高，生產(chǎn)所得的合金品質(zhì)好。
[0022] 3、本發(fā)明工藝中，當(dāng)鋁液在電解槽中時(shí)，電解槽一般24~48小時(shí)出一次鋁液，與常 規(guī)的熔配法2~8小時(shí)的保溫熔配時(shí)間相比，熔配時(shí)間大幅增加，合金元素融入更快、彌散度 更高、使得生產(chǎn)的合金鋁質(zhì)量更好。且電解槽中存在強(qiáng)還原環(huán)境，不存在鋁液和合金成分被 燒損的可能，不需要使用合金鋁覆蓋劑，熔配過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染環(huán)境的鋁灰鋁渣。 [0023] 4、本發(fā)明方法成本低，經(jīng)濟(jì)效益好，成本為現(xiàn)有硅鋁合金的20%-30%。
[0024]以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限制
【具體實(shí)施方式】 [0025] 實(shí)施例1.
[0026] A16061的生產(chǎn)工藝：
[0027] 1、取硅鐵，向硅鐵中加入濃度為55 %的硫酸，直至硅鐵中含鐵量為0.1 %以下，得 酸處理后的硅鐵，同時(shí)得產(chǎn)物硫酸鐵，硫酸鐵作為凈水劑，處理后的硅鐵，備用；
[0028] 2、向鋁液內(nèi)加入加入上述酸處理后的硅鐵，以及銅、鎂、鋅、錳、鈦和鉻元素，920- 980 °C下電解30h，出鋁液，即得。
[0029] 實(shí)施例2.
[0030] A16063合金的生產(chǎn)工藝：
[0031] 1、取硅鐵，向硅鐵中加入濃度為20 %的硝酸，直至硅鐵中含鐵量為0.1 %以下，得 酸處理后的硅鐵，備用；
[0032] 2、向鋁液內(nèi)加入加入上述酸處理后的硅鐵，以及銅、鎂、鋅、錳、鈦和鉻元素，920- 980 °C下電解24h，出鋁液，即得。
[0033] 實(shí)施例3.
[0034] A356.2 生產(chǎn)工藝：
[0035] 1、取硅鐵，向硅鐵中加入濃度為75 %的氫氟酸，直至硅鐵中含鐵量為0.1 %以下， 得酸處理后的硅鐵，備用；
[0036] 2、向鋁液內(nèi)加入加入上述酸處理后的硅鐵，以及銅、鎂、鋅、錳和鈦元素，920-980 °C下電解48h，出錯(cuò)液，即得。
[0037] 實(shí)施例4.
[0038] A356.2 生產(chǎn)工藝：
[0039] 1、取硅鐵，向硅鐵中加入濃度為35 %的鹽酸，直至硅鐵中含鐵量為0.1 %以下，得 酸處理后的硅鐵，備用；
[0040] 2、向鋁液內(nèi)加入加入上述酸處理后的硅鐵，以及銅、鎂、鋅、錳和鈦元素，920-980 °C下電解48h，出錯(cuò)液，即得。
[0041] 實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和實(shí)施例4中合金單質(zhì)加入量見(jiàn)表1。
[0042] 表1合金單質(zhì)加入量(wt% )
[0043]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生產(chǎn)合金鋁的工藝，其特征在于：向鋁液內(nèi)加入硅鐵，以及其他合金元素，高溫 攪拌，冷卻后即得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)合金鋁的工藝，其特征在于：所述攪拌溫度為900-1000 Γ。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)合金鋁的工藝，其特征在于:所述攪拌溫度為920-980°C。4. 如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)合金鋁的工藝，其特征在于，所述鋁液在電解槽中。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的生產(chǎn)合金鋁的工藝所用的中間體，其特征在于:所述 中間體為硅鐵。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)合金鋁的中間體，其特征在于:所述硅鐵為酸解處理后的 娃鐵。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)合金鋁的中間體，其特征在于:所述酸解處理為：向硅鐵 中加入酸，反應(yīng)，直至硅鐵中鐵含量低于0.1%。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)合金鋁的中間體，其特征在于:所述酸為無(wú)機(jī)酸。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的生產(chǎn)鋁合金的中間體，其特征在于:所述無(wú)機(jī)酸的濃度為20-75%。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的生產(chǎn)鋁合金的中間體，其特征在于:所述無(wú)機(jī)酸為硫酸。
【文檔編號(hào)】C22C1/03GK105986137SQ201610420641
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日
【發(fā)明人】鄒建明
【申請(qǐng)人】周俊和, 杜艷華