[发明专利]一种含锌废杂铝合金的脱锌冶炼方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种含锌废杂铝合金的脱锌冶炼方法，属于一种有色金属冶金方法。

二、背景技术

再生铝工业极大的缓解了目前我国铝资源性产品缺乏的局面。再生铝工业以废杂铝为原料，其中的锌含量一般不大于20％。含锌废杂铝脱锌精炼的传统冶炼方法一般采取氧化精炼法。该法是借助于选择性氧化，将氧亲和力比铝大的杂质生成氧化物转入渣中而与熔体分离。在生产过程中废杂铝合金熔体通常需要有覆盖熔剂。覆盖熔剂的加入量为废铝的20％～40％。生产温度一般在1000℃～1100℃。铝的实收率为84～86％。生产过程中有一定的废气产生。同时由于废铝合金中含有大量的气体杂质，因此在精炼时需要进行脱气精炼，常用的方法有通气脱气精炼和盐类脱气精炼两种。通入氮、氯、氢气进行脱气精炼，其原理是由于溶于合金液中的氢气扩散到鼓入气体的小气泡中，从而造成脱气。盐类脱气精炼的主要原理是加入的盐类熔剂在铝合金熔化温度下分解产生气体，使溶于合金液中的氢气扩散到产生的气体中，从而达到脱气的目的。

本发明采用真空低压锌挥发的方法来冶炼废杂铝，在700～800℃的低温下，真空度保持在15～35Pa，使铝中的锌含量降至0.1％以下，铝的回收率达到98％；并可将蒸发的锌回收，回收后锌的纯度大于99.8％，锌的回收率达到97％。同时铝合金含氢量可从0.42cm²/100g降到0.06cm²/100g。与传统方法相比，此方法的能耗低，回收率高，生产过程中没有废气产生，对环境无污染。由于真空环境下铝不易被氧化，因而不需要熔剂覆盖，同时本方法将除锌工艺与除气工艺合并，通过一次真空蒸馏使得铝合金中的含锌量和含气量均达到要求。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种含锌废杂铝合金的脱锌冶炼方法，以含锌废杂铝为原料，采用真空蒸馏方法，控制蒸馏温度为700～800℃内，真空度为15～30Pa，蒸馏时间为30～50min，得到铝产品和锌产品，同时铝合金含氢量可从0.42cm²/100g降到0.06cm²/100g。铝产品中的锌含量小于0.1％，回收率达到98％；锌产品中含铝量小于0.1％，回收率达到97％。

发明的技术方案

本发明的工艺路线：本发明采用的技术路线：含锌废杂铝原料→真空炉→挥发→再生铝和再生锌

本发明是通过以下技术方案来实现的。

将含锌废杂铝原料放入石墨坩埚中并放置在真空炉内，升温熔化，控制真空炉内的温度为700～800℃，压力为15～30Pa，冶炼时间30～50min；在真空炉中锌挥发，铝不挥发，挥发的锌在冷凝器中冷凝，不挥发的铝留在石墨坩埚内。

实现含锌废杂铝脱锌冶炼的基本原理是在低压条件下，锌的蒸汽压和铝的蒸汽压的比值大。低压挥发时，铝不挥发，形成液相；锌挥发形成气相，冷凝后形成液体，从而使铝与锌分离。由于在低压条件下，真空炉中没有氧及氧化气氛，金属均为单质，不会被氧化，同时由于炉内的压力为15～30Pa，因此金属熔体可以达到较好的脱气效果。

与公知技术相比本发明具有的优点及积极效果

本发明以含锌废杂铝为原料，可以简单有效地实现铝的冶炼提纯，得到含锌小于0.1％的铝和含铝小于0.1％的锌，回收率分别达到98％和97％以上。同时将传统工艺中脱气精炼与脱金属杂质精炼合并，将气体杂质和杂质锌一次性脱除。

四、具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明。

实施例1：含锌废杂铝原料的主要成分重量百分比为Zn 8.28wt％，Al 73.28wt％，分别在700℃、750℃和800℃下在真空炉内蒸馏30min，控制炉内论压力为15～30Pa，得到再生锌中的铝含量分别为，0.03％，0.04％，0.057％，得到的再生铝中的锌含量分别为，0.97％，0.084％，0.077％，得到的铝合金中的氢含量均在0.06cm²/100g以下。

实施例2：含锌废杂铝原料的主要成分重量百分比为Zn 9.21wt％，Al 70.31wt％，分别在30min、40min和50min下在真空炉内蒸馏，蒸馏温度控制在750℃下，保持炉内的压力为15～30Pa，得到再生锌中的铝含量分别为，0.022％，0.027％，0.079％，得到的再生铝中的锌含量分别为，0.1％，0.09％，0.079％，得到的铝合金中的氢含量均在0.06cm²/100g以下。