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處理鋁爐渣來減少熔損的方法

時間:2008-08-06瀏覽:290次收藏

正確的處理鋁爐渣,回收渣中的鋁來降低熔損具有重要的意義。5t火焰反射爐熔煉鋁合金的實踐,介紹處理鋁爐渣來減少熔損的方法。
  
  1 減少鋁爐渣的措施:鋁合金熔煉過程中,隨著渣量增加,鋁的熔損也增多,而渣量的多少與熔煉溫度、爐料狀態、生產工藝等因素有關。從以下幾方面減少渣量:
  
  (1)合理的爐子幾何尺寸及加料順序;
  
  (2)嚴格控制熔煉溫度,防止過熱,火焰噴射應有一定的角度,以便快速熔化,縮短熔煉時間;
  
  (3)合適的熔劑量和精煉時間,攪拌要平穩,不破壞熔體表面氧化膜,適時對鋁熔體覆蓋;
  
  (4)對廢雜鋁分類、清洗,對比表面積大的細碎爐料用壓力機打包;
  
  (5)扒渣前對渣處理;
  
  2 對爐渣的處理
  
  (1)扒渣前的處理:精煉后浮到熔體表面的渣,與熔體的浸潤性較好,濕潤角小于90o,渣中混有相當數量的熔體,這一部分熔體呈顆粒狀分散在渣中,與渣粘附在一起。熔體溫度低時兩者的濕潤性更好,若此時扒渣,隨渣帶出的熔體重量約是渣重量的60%。將爐渣量1‰~2‰的造渣劑均勻地撒地熔體表面,來減少渣中的含鋁量。造渣劑與鋁液的反應如下:Na2SiF6→2NaF SiF4;2NaF Al2O3→NaAlO2 NaAlOF2 ;4NaF 2Al2O3→3NaAlO2 NaAlF4 ;6NaF Al2O3→2AlF3 3Na2O 反應物AlF3與鋁、氧發生放熱反應,所釋放的熱量,使粘性熔渣成為松散粉末狀的干性渣。這樣,鋁熔體與渣中氧化物的濕潤性變小,使混在渣中的顆粒狀鋁滴脫離而出,回到熔體中。
  
  (2)出爐后的鋁渣處理:應當指出,經過上述處理后扒出的渣仍混有鋁滴。在扒渣時,首先將其扒入帶有孔眼的鐵箱內,使一部分粘附在渣上的鋁熔體可滲漏出。扒渣完畢后,再將渣倒入準備好的坑內(經特殊處理),向渣中撒一些造渣劑,同時攪拌,使渣與造渣劑混勻,5~10min后從坑內將渣扒出。依靠造渣劑的快速升溫作用使渣溫達到950℃左右,渣中鋁滴周圍的氧化膜破裂,而鋁滴借助自身重力逐漸匯集落到坑底。經過二次處理的渣就只含有較少量的鋁粒了,將冷卻后的渣存放在一定地方,從中揀選其中的鋁粒。采用上述處理鋁爐渣來回收的方法,簡易可行。目前,在鋁合金熔煉過程中熔損降到1.6%,有時可達到1.4%,如每年生產5000t鋁合金,可將原來因熔損而造成的經濟損失減少40萬元,經濟效益相當可觀。一系列的改進,但它們均是間歇操作,小的改進并不能大幅度降低鈦的價格。因此應開發新的、低成本的連續化工藝才能從根本上解決高生產成本這一問題。為此,研究人員進行了大量的實驗和研究。當前研究的重點有以下幾種方法:電化學還原法為了降低成本,人們對金屬鈦直接除氧進行了研究。國外有人用電化學的方法使鈦中固溶氧的濃度降低到檢出界限(500 ppm)以下。他們認為在電化學除氧的過程中,除氧劑鈣在電解氯化鈣熔鹽時產生,O2-在陽極以CO2或CO的形式析出。這種新型高純化方法,不僅用于鈦的脫氧,而且適用于釔、釹等稀土金屬,并且可使氧含量降低到10ppm。
  
  電化學的方法的工業化實驗的流程是:首先將二氧化鈦粉末用澆注或壓力成形,燒結后作陰極,以石墨為陽極,以CaCl2為熔鹽,在石墨或鈦坩堝中進行電解。所加電壓2.8V~3.2V,低于CaCl2的分解電壓(3.2V~3.3V)。電解一定時間后,陰極由白色變為灰色,在SEM下觀察,0.25μm的TiO2轉變為12μm的海綿鈦。以氯化鈣為熔鹽,最主要的原因是其價格低,并且對O2-具有一定的溶解度,使析出的鈦不易被氧化;另外, CaCl2無毒,對環境無污染。
  
  與TiCl4熔鹽電解相比,此方法所用原料是氧化物而不是易揮發的氯化物,所以制備過程可以簡化,而且產品質量高;不會發生鈦的各價離子間的氧化還原反應;陽極析出氣體為純氧氣(惰性陽極)或CO、CO2的混合氣體 (石墨陽極),易于控制,無污染。
  
  該法不僅促進了陰極附近的還原反應,同時使還原得到的鈦脫氧。這種方法將氧化物的直接電解還原和電化學脫氧法相結合,是制備鈦的一種新型方法,成為鈦提取工藝中最引人注目的方法。根據2000年英國自然雜志發表論文的數據估算,采用該方法,每噸海綿鈦降低生產成本13000美元左右,目前全球五六萬噸的總產量如果改由該電化學方法生產,每年將節省7.7億美元的生產成本。
  
  Armstrong法Amstrong等對Hunter法進行改進,使之成為連續化生產工藝。其流程是:首先將TiCl4氣體注入過量熔融的鈉中,過量的鈉起冷卻還原產物并攜帶產物進入分離工序的作用。除去鈉和鹽即可得到產品鈦粉。產品中氧含量最低為0.2%,達到二級鈦的標準。對工藝略加改進,可生產VTi、AlTi合金。與 Hunter法相比,該方法的具有連續化生產、投資少、產品應用范圍廣、副產物分解為鈉和氯氣可循

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