[发明专利]一种铝及铝熔体绿色除碱金属的方法

说明书

本发明涉及一种铝及铝熔体绿色除碱金属的方法，该方法包括下述步骤：S1、将高纯氧气与惰性气体按比例进行混合形成混合气体。S2、将步骤S1中混合气体通入熔炉或精炼设备内，并进行充分混合，以形成弥散混合气。S3、扩散在铝熔体中的氧与铝熔体中的碱金属产生氧化反应，伴随气泡上浮到铝液面上，达到去除目的。本发明采用高纯度氧和惰性气体形成混合气体，并经过精炼设备搅拌形成弥散混合气，将弥散混合气引入铝熔体内，能直接在线去除铝及铝熔体中的碱金属，实现铝熔体中碱金属含量＜5ppm。反应产物及铝渣无氟无氯，绿色环保，除满足生产高端铝材对高品质铝熔体的净化处理要求外，同时避免目前多数企业采用的含氟、氯除碱金属的技术存在的环保问题。

技术领域

本发明涉及铝熔体净化处理技术领域，尤其涉及一种铝及铝熔体绿色除碱金属的方法。

背景技术

电解铝生产时使用了大量含钠、锂、钙元素的原材料，使得电解铝熔体中难免含有大量的钠、锂、钙等碱金属和碱土金属元素，上述碱金属或碱土金属的含量高达40-80ppm，即便企业采用常规的生产过程处理，然而碱金属或碱土金属含量仍然可达20ppm以上，那么含量为20ppm以上的碱金属元素仍保留在原铝锭内，并遗传到后续的铝加工产品内。以铝合金为例，若铝合金内碱金属Ca≥7ppm，Na≥3ppmL的含量时，钠等碱金属含量高会导致铝合金铸造过程易产生拉裂，挤压、轧制或锻造时产品易开裂，降低了后续铝合金产品的加工性能，使铝熔铸、压铸等行业不得不花费大量精力去除铝及铝合金内的碱金属。

目前，针对铝合金材料制备过程中除碱金属的技术多为采用含氟、氯的盐或气体作为精炼剂，通过喷射含有氯氟的化学品熔剂精炼或氮氯或者氩氯混合气体或四氯化碳吹入的方法将含氟、氯的精炼介质以惰性气体为介质，引入铝熔体中，使之与碱金属反应，进而做到去除碱金属的效果。但是，除碱金属过程中的含氯尾气及含氟废渣，对人体、设备、厂房、大气、土壤等造成严重危害，成为环境污染的重要因素。随着铝渣成为固废、含氟铝灰成为危废，铝加工行业必须改变现有含氟、氯的除碱金属精炼方法。

为了攻克铝及铝合金在线除碱金属技术瓶颈，有效降低熔铸前的铝熔体碱金属含量的同时能够绿色环保地生产高品质铝合金铸锭以满足高精尖铝合金加工性能要求，是实现产品结构优化升级的关键。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种铝及铝熔体绿色除碱金属的方法，其解决了熔铸前的铝熔体碱金属含量的高以及除碱金属过程中的含氯尾气及含氟废渣，对人体、设备、厂房、大气、土壤等造成严重危害的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种铝及铝熔体绿色除碱金属的方法，该方法包括下述步骤：

S1、将高纯氧气与惰性气体按比例进行混合形成混合气体；

在所述步骤S1中，所述高纯氧气的纯度不小于99.99％，所述惰性气体为氮气或氩气，所述惰性气体的纯度不小于99.99％；

S2、将步骤S1中所述混合气体通入熔炉或精炼设备内，并进行充分混合，使步骤S1中的混合气体形成分散开的微小气泡，以形成弥散混合气；

S3、将步骤S2中所述弥散混合气进入铝熔体中，并在铝熔体中均匀地扩散，所述铝熔体的碱金属与所述弥散混合气体中的氧发生氧化反应，以形成氧化物，浮出铝熔体表面。

可选地，在所述步骤S1中，所述高纯氧气与所述惰性气体按体积比例混合；

其中，所述步骤S1中所述混合气体的所述高纯氧气在所述混合气体的体积含量为1％-20％。

可选地，所述高纯氧气的体积含量根据所述铝熔体中碱金属的含量分级设定，且所述高纯氧气的体积含量在1％-20％之间调节。