[发明专利]铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝及铝合金铝灰的循环利用方法，尤其是一种铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的方法。

背景技术

铝及铝合金铝灰(以下简称铝灰)的主要成分是金属铝、氧化铝及铁、硅、镁的氧化物和钾、钠、钙、镁等金属的卤化物，其中金属铝和氧化铝占绝大多数。目前，传统铸造铝灰的处理方法是采用大锅炒灰的方法回收其中的铝，整个炒灰过程中会产生大量的烟尘。这种方法只能回收铝灰中的铝，对于含量也较高的氧化铝，采用冲洗、过滤等方法回收后出售。整个处理过程对环境的污染比较严重。

一般的铝灰如果采用电解的方法回收的话，必须经过提前处理(处理时也会环境造成相当大的污染)，否则会对电解生产产生不利影响，严重影响电解生产的进行。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种不需对铝灰进行处理，既节省处理的费用，又避免环境的污染，工艺流程简便的铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种铝及铝合金灰直接用于电解生产循环利用的方法，包括以下步骤：

1)、熔配铝合金时，当铝合金温度升至760～780℃，按照熔配铝合金总重量的0.1～0.2％用制氮机加入造渣剂；

2)、加入造渣剂后，保温静置10～15分钟，然后进行扒渣；

3)、将步骤2)所扒出铝灰运至渣场自然降温；

4)、铝灰温度降至常温时对其进行收集；

5)、将步骤4)收集的铝灰运至电解车间，按照每台电解槽每次加入5kg，每隔45分钟加入一次的方法将铝灰加入到电解槽中，并进行搅拌，加速铝灰在电解槽中的熔融电解，每台电解槽每天加入量控制在150kg～200kg；

6)、将电解槽产出铝运至熔炼炉进行合金熔配，熔配合金所产生铝灰继续进行循环再利用。

所述步骤1)中的造渣剂包括以下重量份的成分：MgF₂ 12～15份、NaF 25～30份、Na₃AlF₆18～22份、Na₂CO₃ 15～20份、Na₂SiF₆ 12～15份、NaAlF₄ 12～15份。

所述步骤5)中根据每台电解槽每天加入铝灰量对电解槽技术进行相应调整，由于该铝灰中含钠盐(NaF)较多，故需加入较多的氟化铝，以降低电解质的分子比，使电解槽内NaF与AlF₃的分子比保持在2.3～2.5；该铝灰中还含有较多的氧化铝，故应延长加料间隔2～3秒，减少氧化铝的投入量，防止形成炉底沉淀或结壳从而破坏电解槽的物料平衡；同时该铝灰中还含有较多的金属铝，因此每日的出铝量加大50～100kg，以稳定电解槽的热量平衡。

本发明通过在铝及铝合金的熔炼精炼过程中上述清渣剂，所产生的铝灰不需经过处理直接返回电解槽进行电解循环利用。采用这种清渣剂不仅保证了清渣效果，而且其中对电解生产有不利影响的元素种类和含量都非常低。经使用该清渣剂所产生的铝灰在加入电解槽前不需对铝灰进行处理，既节省了处理的费用，又避免了环境的污染；对该铝灰进行电解不仅全部回收了铝灰中的金属铝，而且也回收了铝灰中的氧化铝，而且对电解生产的平稳顺利运行也不会产生大的影响。最后电解产生的铝可以进行合金的熔配，其微量元素的含量都在可控范围内。

铝灰中的主要元素成分在电解槽中发生以下物理化学反应：

(1)Al₂O₃：参与铝电解的总反应，即Al₂O₃电解生成Al，同时炭阳极参与电化学反应生成CO₂。总反应式为：

2Al₂O₃+3C＝＝4Al+3CO₂

(2)Na、F、Al：

为了改善电解质的物理化学性质，在铝电解的熔盐体系Na₃AlF₆-Al₂O₃系中添加AlF₃，成为Na₃AlF₆-AlF₃-Al₂O₃三元体系。上述三种元素加入到体系之中，与熔盐体系内已经具有的元素离子相同，不会作为杂质元素影响正常的电化学反应过程以及改变原铝的化学成分。