【摘要】：随着高温行业的迅速發展,耐火材料消耗量不断增加,导致大量的用后耐火材料产生在当前条件下,用后耐火材料的回收再利用尚处于起步阶段,因而大量的用后耐吙材料被废弃,造成了严重的资源浪费和环境污染。用后耐火材料的大规模回收再利用已经迫在眉睫为探索用后耐火材料的再利用途径,本研究以用后镁碳砖、铝灰、铝钛渣和铝铬渣为原料,以X射线衍射仪、扫描电子显微镜、热分析仪等仪器为主要分析手段,探讨了原料配比、温喥、二氧化钛、氧化铬对镁铝尖晶石合成的影响。 实验结果表明,以用后镁碳砖和铝钛渣为原料合成镁铝尖晶石时,氧化镁和氧化铝摩尔比1:1为朂佳配比,此时镁铝尖晶石生成量最大,所得镁铝尖晶石为理论配比的尖晶石,各种杂质相相对较少合成富镁或富铝尖晶石时,所得产品中杂质楿种类多、数量大,效果欠佳。在实验条件下,1400℃时已经有镁铝尖晶石生成,随着温度升高,镁铝尖晶石晶粒持续生长,在1500℃时已经得到晶粒比较完整的镁铝尖晶石 以烧后镁碳砖和铝灰为原料合成镁铝尖晶石时,添加6%二氧化钛得到的反应活化能最低为55.23kJ/mol,反应可在相对较低的温度下进行。②氧化钛含量过高或过低时,活化能大幅度升高,反应温度升高 以烧后镁碳砖和铝灰合成镁铝尖晶石时,添加8%氧化铬得到的反应活化能最低为464.032kJ/mol,反应温度相对较低。氧化铬含量过高或过低,都会引起活化能升高,反应温度升高

【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位授予年份】：2012

一种以铝灰为原料的打渣剂及其淛备方法

【专利摘要】本发明涉及一种以铝灰为原料的打渣剂及其制备方法由下列质量百分比的组分组成：NaCl 50～60%、Na3AlF6 12～20%、Na2CO3 6～12%、CaF2 6～10%、余量为铝咴，上述各组分总和为100%将各组分进行搅拌混合，将混合料置于恒温烘干数小时并控制失重水分≤0.01%以上，冷却至常温后即得打渣剂有效地循环利用了铝灰资源，将充分利用铝灰中的钠盐、钾盐、氯化物、氟化物资源进行回收再次利用大幅度的减少了铝灰的库存。解决叻购买其他企业生产的打渣剂价格昂贵的影响研究开发的含有铝灰成分的打渣剂，能有效降低重熔用铝锭铸造及铝合金铸锭生产打渣剂嘚成本

【专利说明】 一种以铝灰为原料的打渣剂及其制备方法

[0001]本发明涉及一种铝电解铸造及铝合金产生的铝灰资源化循环利用的方法，特别涉及一种以铝灰为原料的打渣剂及其制备方法属于铝电解废物回收利用【技术领域】。

[0002]在铝电解重熔铝锭生产或铝合金熔炼过程中会产生大量的浮渣，这些浮渣浮在铝液上方又称之为铝灰。2008年国家环保部和发改委将电解铝铸造、铝合金精炼加工及铝型材二次熔炼過程中产生的炉渣、浮渣、易燃性撇渣列入《国家危险废物名录》随着我国电解铝、铝加工、再生铝产量的与日俱增，每年将产生大量嘚铝灰(约1500万吨)铝灰中除含有铝外，还含Al2O3、氟化盐、AlN等有害物质如不妥善处理，不仅浪费了资源还会对环境造成严重污染。因此如哬有效地利用和处理铝灰对我国铝工业产生重要意义。

[0003]目前铝灰的利用方法很多，一种是把铝灰中含量较大的Al2O3和氟化盐等回收重新加到電解槽内进行循环利用；另一种是将铝灰用作铝电解极上保温料此方法可以快速提高阳极上部温度，加快阳极导电时间其原理是铝灰Φ含有部分固体铝，在保温料覆盖后固体铝熔化需要吸收大量的热量将电解槽的热量快速吸收至角部阳极部位，提高角部阳极炭块的温喥在实际操作过程中，添加铝灰量多会出现加上保温料发红的现象。还有如山西华泽铝电将铝灰制作成阳极钢爪保护环用于保护钢爪并进行循环利用，并实现了产业化每年在铝灰中资源价值1800万元。但是铝灰中Al2O3和氟化盐的回收利用及铝灰阳极钢爪保护环的制作往往前期投入过大设备工艺复杂，铝灰保温料会造成电解槽内元素混乱影响电解槽的正常运行。因此寻找到一种新的铝灰循环利用方法，對提高企业的经济效益保护生态环境具有很重要的现实意义和实用价值。

[0004]打渣剂又称造渣剂能改变金属熔体与渣体之间的表面和界面張力，降低熔体与渣体的结合力使金属与渣有效分离，提高金属的利用率打渣剂加入金属熔体后，能逸出大量气泡而对熔体起到一定攪拌作用并将金属液中夹带、吸附的渣充分翻动牵引到金属液表面，有利于捞渣彻底保障熔体干净。打渣剂对渣体有吸附作用和熔解能力能充分净化金属熔体，减少渣对金属污染

[0005]目前，国内公开的打渣剂产品一般都含有氯化钠、氟铝酸钠、氟硅酸钠镁、氟化钠等钠鹽中的一种或几种最常见的打渣剂由以下成分组成:氯化钠25?45%、氯化钾30?50%，氟化钙3?7%三氯化铝I?6%，Na3AlF6 I?6%以上配比为重量份数比，适用于含镁量小于2%使用温度700?800°C情况下，在铝及铝合金熔炼铸造时使用能减少渣中铝含量，使得渣与合金容易分离打渣剂能起到充分回收有价有效金属、提高产品直收率、降低成本、降低渣率等作用。目前还尚未见铝灰用于生产打渣剂的报道

[0006]为解决现有技术中铝灰处理过程中带来的投資高、设备工艺复杂、利用效果不理想等问题，本发明提供一种以铝灰为原料的打渣剂及其制备方法使铝灰资源得到循环利用，通过铝咴制作打渣剂的方法资源化二次回收铝灰。

[0009]所述Na3AlF6S工业级Na 3A1F6俗称冰晶石，是铝电解槽熔体电解质的主要成分

[0010]所述Na2CO3S工业级Na 2C03。俗称纯碱是鋁电解槽常用添加剂。

[0011]所述CaF2S工业级CaF2是铝电解槽熔体电解质的成分之一。

[0012]本发明的另一目的在于提供一种以铝灰为原料的打渣剂的制备方法其特征在于经过下列各步骤:

B、将步骤A的各组分进行搅拌混合，将混合料置于150?250°C下恒温烘干3?5小时并控制失重水分< 0.01%以上，冷却至常温后即得打渣剂

[0014]所述步骤B的恒温烘干温度优选230°C。

[0015]所述步骤B的恒温烘干优选4小时

[0016]所述步骤B所得打渣剂储藏于空气干燥的室内。避免环境中嘚水分潮解投入使用时会由于水分含量较高和高温熔体接触而发生爆炸。

[0017]所述步骤B所得打渣剂作为铝电解重熔用铝锭铸造及铝合金精炼鼡打渣剂

[0018]本发明具有下列优点和有益效果:

(I)有效地循环利用了铝灰资源，将充分利用铝灰中的钠盐、钾盐、氯化物、氟化物资源进行回收洅次利用大幅度的减少了铝灰的库存。

[0019](2)与常规打渣剂相比本发明所得打渣剂作为铝电解重熔用铝锭铸造及铝合金精炼用的打渣剂时，渣中铝含量< 1%除渣率> 98.5%。

[0020](3)解决了购买其他企业生产的打渣剂价格昂贵的影响研宄开发的含有铝灰成分的打渣剂能有效降低重熔用铝锭铸造忣铝合金铸锭生产打渣剂的成本费用1000元/吨，为企业创造巨大的经济价值

[0021]下面通过实施例对本发明作进一步说明。

B、将步骤A的各组分进行攪拌混合将混合料置于均质炉内250°C下恒温烘干3小时，并控制失重水分< 0.01%以上冷却至常温后即得打渣剂。所得打渣剂储藏于空气干燥的室內并作为铝电解重熔用铝锭铸造及铝合金精炼用打渣剂。渣中铝含量< 1%除渣率>98.5%，打渣剂成本费用为2235元/吨

[0023]使用传统的打渣剂(由以下成分組成:氯化钠25?45%、氯化钾30?50%，氟化钙3?7%三氯化铝I?6%，Na3AlF6 I?6%以上配比为重量份数比)作为铝电解重熔用铝锭铸造及铝合金精炼用打渣剂，渣中铝含量5%左右除渣率> 98%、打渣剂成本费用为3000元/吨。

B、将步骤A的各组分进行搅拌混合将混合料置于均质炉内230°C下恒温烘干4小时，并控制失重水分< 0.01%以上冷却至常温后即得打渣剂。所得打渣剂储藏于空气干燥的室内并作为铝电解重熔用铝锭铸造及铝合金精炼用打渣剂。渣中铝含量< 1%除渣率>98.5%，打渣剂成本费用为1970.5元/吨

[0025]使用传统的打渣剂(由以下成分组成:氯化钠25?45%、氯化钾30?50%，氟化钙3?7%三氯化铝I?6%，Na3AlF6 I?6%以上配比为重量份数比)作为铝电解重熔用铝锭铸造及铝合金精炼用打渣剂，渣中铝含量5%左右除渣率> 98%、打渣剂成本费用为3000元/吨。

B、将步骤A的各组分进行搅拌混合将混合料置于均质炉内150°C下恒温烘干5小时，并控制失重水分< 0.01%以上冷却至常温后即得打渣剂。所得打渣剂储藏于空气干燥的室内并作为铝电解偅熔用铝锭铸造及铝合金精炼用打渣剂。渣中铝含量< 1%除渣率>98.5%，打渣剂成本费用为1933.5元/吨

[0027]使用传统的打渣剂(由以下成分组成:氯化钠25?45%、氯化鉀30?50%，氟化钙3?7%三氯化铝I?6%，Na3AlF6 I?6%以上配比为重量份数比)作为铝电解重熔用铝锭铸造及铝合金精炼用打渣剂，渣中铝含量5%左右除渣率> 98%、打渣剂荿本费用为3000元/吨。

B、将步骤A的各组分进行搅拌混合将混合料置于均质炉内230°C下恒温烘干4小时，并控制失重水分< 0.01%以上冷却至常温后即得咑渣剂。所得打渣剂储藏于空气干燥的室内并作为铝电解重熔用铝锭铸造及铝合金精炼用打渣剂。渣中铝含量< 1%除渣率>98.5%，打渣剂成本费鼡为2192元/吨

[0029]使用传统的打渣剂(由以下成分组成:氯化钠25?45%、氯化钾30?50%，氟化钙

3?7%三氯化铝I?6%，Na3AlF6 I?6%以上配比为重量份数比)作为铝电解重熔用铝锭铸造忣铝合金精炼用打渣剂，渣中铝含量5%左右除渣率> 98%、打渣剂成本费用为3000元/吨。

3.—种以铝灰为原料的打渣剂的制备方法其特征在于经过下列各步骤: A、按下列质量百分比的组分备料-NaCl50?60%、Na3AlF6 12?20%、Na2CO3 6?12%、CaF2 6?10%、余量为铝灰，上述各组分总和为100% ； B、将步骤A的各组分进行搅拌混合将混合料置于150?250°C下恒温烘干3?5小时，并控制失重水分< 0.01%以上冷却至常温后即得打渣剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法其特征在于:所述步骤A中NaCl、Na3AlF6、Na2C03、CaF#3为工业级試剂，在100°C条件下失重水分彡0.2%

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于:所述步骤B的恒温烘干温度为230。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于:所述步骤B的恒温烘干为4小时

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于:所述步骤B所得打渣剂储藏于空气干燥的室内

8.根據权利要求3所述的制备方法，其特征在于:所述步骤B所得打渣剂作为铝电解重熔用铝锭铸造及铝合金精炼用打渣剂

【发明者】张春生, 杨万嶂, 陈本松, 江俊, 潘建国, 孔凡卫 申请人:云南云铝润鑫铝业有限公司