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处理铝炉渣来减少熔损的方法

时间:2008年08月06日浏览:235次收藏分享:

正确的处理铝炉渣,回收渣中的铝来降低熔损具有重要的意义。5t火焰反射炉熔炼铝合金的实践,介绍处理铝炉渣来减少熔损的方法。
  
  1 减少铝炉渣的措施:铝合金熔炼过程中,随着渣量增加,铝的熔损也增多,而渣量的多少与熔炼温度、炉料状态、生产工艺等因素有关。从以下几方面减少渣量:
  
  (1)合理的炉子几何尺寸及加料顺序;
  
  (2)严格控制熔炼温度,防止过热,火焰喷射应有一定的角度,以便快速熔化,缩短熔炼时间;
  
  (3)合适的熔剂量和精炼时间,搅拌要平稳,不破坏熔体表面氧化膜,适时对铝熔体覆盖;
  
  (4)对废杂铝分类、清洗,对比表面积大的细碎炉料用压力机打包;
  
  (5)扒渣前对渣处理;
  
  2 对炉渣的处理
  
  (1)扒渣前的处理:精炼后浮到熔体表面的渣,与熔体的浸润性较好,湿润角小于90o,渣中混有相当数量的熔体,这一部分熔体呈颗粒状分散在渣中,与渣粘附在一起。熔体温度低时两者的湿润性更好,若此时扒渣,随渣带出的熔体重量约是渣重量的60%。将炉渣量1‰~2‰的造渣剂均匀地撒地熔体表面,来减少渣中的含铝量。造渣剂与铝液的反应如下:Na2SiF6→2NaF SiF4;2NaF Al2O3→NaAlO2 NaAlOF2 ;4NaF 2Al2O3→3NaAlO2 NaAlF4 ;6NaF Al2O3→2AlF3 3Na2O 反应物AlF3与铝、氧发生放热反应,所释放的热量,使粘性熔渣成为松散粉末状的干性渣。这样,铝熔体与渣中氧化物的湿润性变小,使混在渣中的颗粒状铝滴脱离而出,回到熔体中。
  
  (2)出炉后的铝渣处理:应当指出,经过上述处理后扒出的渣仍混有铝滴。在扒渣时,首先将其扒入带有孔眼的铁箱内,使一部分粘附在渣上的铝熔体可渗漏出。扒渣完毕后,再将渣倒入准备好的坑内(经特殊处理),向渣中撒一些造渣剂,同时搅拌,使渣与造渣剂混匀,5~10min后从坑内将渣扒出。依靠造渣剂的快速升温作用使渣温达到950℃左右,渣中铝滴周围的氧化膜破裂,而铝滴借助自身重力逐渐汇集落到坑底。经过二次处理的渣就只含有较少量的铝粒了,将冷却后的渣存放在一定地方,从中拣选其中的铝粒。采用上述处理铝炉渣来回收的方法,简易可行。目前,在铝合金熔炼过程中熔损降到1.6%,有时可达到1.4%,如每年生产5000t铝合金,可将原来因熔损而造成的经济损失减少40万元,经济效益相当可观。一系列的改进,但它们均是间歇操作,小的改进并不能大幅度降低钛的价格。因此应开发新的、低成本的连续化工艺才能从根本上解决高生产成本这一问题。为此,研究人员进行了大量的实验和研究。当前研究的重点有以下几种方法:电化学还原法为了降低成本,人们对金属钛直接除氧进行了研究。国外有人用电化学的方法使钛中固溶氧的浓度降低到检出界限(500 ppm)以下。他们认为在电化学除氧的过程中,除氧剂钙在电解氯化钙熔盐时产生,O2-在阳极以CO2或CO的形式析出。这种新型高纯化方法,不仅用于钛的脱氧,而且适用于钇、钕等稀土金属,并且可使氧含量降低到10ppm。
  
  电化学的方法的工业化实验的流程是:首先将二氧化钛粉末用浇注或压力成形,烧结后作阴极,以石墨为阳极,以CaCl2为熔盐,在石墨或钛坩埚中进行电解。所加电压2.8V~3.2V,低于CaCl2的分解电压(3.2V~3.3V)。电解一定时间后,阴极由白色变为灰色,在SEM下观察,0.25μm的TiO2转变为12μm的海绵钛。以氯化钙为熔盐,最主要的原因是其价格低,并且对O2-具有一定的溶解度,使析出的钛不易被氧化;另外, CaCl2无毒,对环境无污染。
  
  与TiCl4熔盐电解相比,此方法所用原料是氧化物而不是易挥发的氯化物,所以制备过程可以简化,而且产品质量高;不会发生钛的各价离子间的氧化还原反应;阳极析出气体为纯氧气(惰性阳极)或CO、CO2的混合气体 (石墨阳极),易于控制,无污染。
  
  该法不仅促进了阴极附近的还原反应,同时使还原得到的钛脱氧。这种方法将氧化物的直接电解还原和电化学脱氧法相结合,是制备钛的一种新型方法,成为钛提取工艺中最引人注目的方法。根据2000年英国自然杂志发表论文的数据估算,采用该方法,每吨海绵钛降低生产成本13000美元左右,目前全球五六万吨的总产量如果改由该电化学方法生产,每年将节省7.7亿美元的生产成本。
  
  Armstrong法Amstrong等对Hunter法进行改进,使之成为连续化生产工艺。其流程是:首先将TiCl4气体注入过量熔融的钠中,过量的钠起冷却还原产物并携带产物进入分离工序的作用。除去钠和盐即可得到产品钛粉。产品中氧含量最低为0.2%,达到二级钛的标准。对工艺略加改进,可生产VTi、AlTi合金。与 Hunter法相比,该方法的具有连续化生产、投资少、产品应用范围广、副产物分解为钠和氯气可循

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