专利名称：一种电解铝液去除碱金属的方法
技术领域：
本发明涉及铝熔体净化处理技术领域，尤其涉及一种电解铝液去除碱金属的方法及一种氟化铝在电解铝液去除碱金属的应用。
背景技术：
铝电解生产的主要原材料包括了氧化铝、电解质、氟化盐、冰晶石等，使得电解铝液中难免含有大量的钠、镁、锂、钙等碱金属和碱土金属，以及非金属夹杂物(主要有氯化铝、电解质、氟化盐等)，目前多数铝电解企业生产的电解铝液中碱金属含量高达40 -80ppm,目前米用现有技术处理后的碱金属含量仍然>20ppm,由于钠等碱金属含量高会导致铝合金铸造过程易产生拉裂倾向，降低其后续的加工性能，因此，其所生产的铝合金铸锭，难以满足冷凝管用闻精细招管材、超薄闻精招板带材等闻精尖招合金加工材的品质要求， 严重影响其产品成品率和合格率，而欧洲相关产品标准要求碱金属含量〈lOppm，因此，攻克电解铝液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，生产高品质的铝合金铸锭以满足高精尖铝合金加工性能要求，是一直困扰我国铝行业提升铝加工产品附加值、实现产品结构优化升级的共性关键技术难题。目前，氯气是除碱金属生产高端铝合金坯料所必须的气体，但由于氯气有毒，对生产环境和人体造成危害，且对炉子的阀件、传输管道造成腐蚀，许多国家已禁止使用。国内部分铝板带厂为了提高产品质量引进了氯气除碱金属工艺方法，虽然提高了产品质量，但也存在严重的氯气泄露安全隐患。
发明内容
本发明的发明目的是解决现有电解铝液中含有大量碱金属的问题，提供一种能直接在线去除电解铝液中的碱金属，实现对熔铸前的铝熔体进行全面净化的电解铝液去除碱金属的方法及一种氟化铝在电解铝液去除碱金属的应用。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种电解铝液去除碱金属的方法，向电解铝液中充入混有氟化铝粉末的惰性气体，充气过程同时对电解铝液进行搅拌，所述氟化铝粉末的含量为根据除碱处理之前检测的电解铝液中碱金属浓度换算。为了保证电解铝液与氩气和氟化铝粉末的充分接触，本发明进一步优化，在向电解铝液中充气之前，先将惰性气体与氟化铝粉末混合均匀，氟化铝粉末在惰性气体中处于半悬浮状态。其中，所述惰性气体与氟化铝粉末先在混合室中进行一次混合，然后输送到气固混合通道，进行二次混合。为了达到喷射强度，本发明进一步优化，混有氟化铝粉末的惰性气体通过喷枪送至铝液之中。为了达到喷射强度且保证混合均匀，本发明进一步优化，混有氟化铝粉末的惰性气体通过喷枪传送至转子，并由转子送至铝液之中，所述转子同时对电解铝液进行搅拌。其中，所述电解铝液为放置于铝液保温包中的电解铝液。其中，所述惰性气体为氩 气。为了解决上述技术问题，本发明所采用的另一个技术方案是提供一种氟化铝在电解铝液去除碱金属的应用，所述氟化铝为氟化铝粉末。本发明的有益效果是，采取惰性气体加氟化铝的除碱金属工艺方法，能直接在线去除电解铝液中的碱金属，可实现铝熔体的碱金属含量<5ppm，好于欧洲相关产品标准的规定要求，能满足高精尖铝合金加工性能要求，满足生产高端铝加工材对高品质铝熔体的净化处理要求，而且可避免目前多数企业采用的氯气除碱金属技术存在的安全与环保隐患。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。氟化铝是一种不溶于水，不溶于酸和碱的无色或白色晶体，可以将其研磨成微细粉末。氟化铝性质很稳定，加热情况下可水解。可由三氯化铝与氢氟酸、氨水作用制得。将氟化铝应用在电解铝液去除碱金属中，氟化铝可以与碱金属发生置换反应，使碱金属变成氟化物随着惰性气体泡上浮到液面，由扒渣去除，同时其置换反应产生的铝直接融入电解铝液中，不会产生其它金属杂质。根据除碱处理之前检测的电解铝液中碱金属浓度可以换算需要氟化铝的用量。先将铝电解生产的铝液抽取到真空包中，再倒至专用的铝液保温包或坩锅，之后进行除碱金属处理，然后将铝液保温包吊至液压倾动平台倾倒至熔炼炉内，电解铝液去除碱金属的方法是通过向电解铝液中充入混有氟化铝(A1F3)粉末的惰性气体，惰性气体可以是氖气、氮气或氩气，本发明选用氩气，氩气的作用一是使作为氟化铝载体，氩气为惰性气体，在电解铝液不发生化学反应，二是氩气可以有效的将氟化铝分散到电解铝液中，扩大了氟化铝与电解铝液的接触面积，实现氟化铝与电解铝液中碱金属的充分反应，三是在高速转子的切割下，氩气形成微小气泡均匀扩散到铝液中，将碱金属与氟化铝粉末产生反应的产物吸附上浮到铝液表面，达到有效去除碱金属的目的。具体步骤包括先将氩气和氟化铝粉末按一定比例在混合室中进行充分混合，确保氟化铝粉末处于半悬浮状态，通过定量给料装置输送到气固混合通道，进行二次混合，充分有效的混合对于保证电解铝液与氟化铝粉末的接触至关重要，然后通过喷枪传送至转子，由转子将之送至铝液之中，所述转子转动同时对电解铝液进行搅拌，搅拌使电解铝液与氟化铝粉末的接触更充分，碱金属与氟化铝微粒发生置换反应，同时生成非金属夹杂，即金属氟化物一起被氩气气泡带到铝液表面。实施例I使用一个8吨电解铝液保温包,取样检测,其碱金属浓度为21ppm，向电解铝液中充入混有氟化铝粉末的氩气，充气过程同时对电解铝液进行搅拌，在15分钟内对电解铝液进行除碱处理，去除碱金属过程之后，再次取样检测，其碱金属含量降低到2ppm，以上检测方法采用直读光谱仪分析。实施例2
使用一个8吨坩锅,取样检测,其碱金属浓度为40ppm，向电解铝液中充入混有氟化铝粉末的氩气，充气过程同时对电解铝液进行搅拌，在15分钟内对电解铝液进行除碱处理，去除碱金属过程之后，再次取样检测，其碱金属含量降低到5ppm，以上检测方法采用直读光谱仪分析。有上述实施例可得，本发明采取氩气加氟化铝的除碱金属工艺方法，能直接在线去除电解铝液中的碱金属，可实现铝熔体的碱金属含量<5ppm，好于欧洲相关产品标准的规定要求，能满足高精尖 铝合金加工的相应性能要求，满足生产高端铝加工材对高品质铝熔体的净化处理要求，而且可避免目前多数企业采用的氯气除碱金属技术存在的安全与环保隐患。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种电解铝液去除碱金属的方法，其特征在于，向电解铝液中充入混有氟化铝粉末的惰性气体，充气过程同时对电解铝液进行搅拌，所述氟化铝粉末的含量为根据除碱处理之前检测的电解铝液中碱金属浓度换算。
2.根据权利要求I所述电解铝液去除碱金属的方法，其特征在于，在向电解铝液中充气之前，先将惰性气体与氟化铝粉末混合均匀，氟化铝粉末在惰性气体中处于半悬浮状态。
3.根据权利要求2所述电解铝液去除碱金属的方法，其特征在于，所述惰性气体与氟化铝粉末先在混合室中进行一次混合，然后输送到气固混合通道，进行二次混合。
4.根据权利要求I所述电解铝液去除碱金属的方法，其特征在于，混有氟化铝粉末的惰性气体通过喷枪送至铝液之中。
5.根据权利要求4所述电解铝液去除碱金属的方法，其特征在于，混有氟化铝粉末的惰性气体通过喷枪传送至转子，并由转子送至铝液之中，所述转子同时对电解铝液进行搅拌。
6.根据权利要求I所述电解铝液去除碱金属的方法，其特征在于，所述电解铝液为放置于铝液保温包中的电解铝液。
7.根据权利要求I至6任意一项所述电解铝液去除碱金属的方法，其特征在于，所述惰性气体为IS气。
8.一种氟化铝在电解铝液去除碱金属的应用，其特征在于，所述氟化铝为氟化铝粉末。
全文摘要
一种电解铝液去除碱金属的方法，向电解铝液中充入混有氟化铝粉末的惰性气体，充气过程同时对电解铝液进行搅拌，所述氟化铝粉末的含量为根据除碱处理之前检测的电解铝液中碱金属浓度换算。本发明的有益效果是，采取惰性气体加氟化铝的除碱金属工艺方法，能直接在线去除电解铝液中的碱金属，可实现铝熔体的碱金属含量<5ppm，好于欧洲相关产品标准的规定要求，能满足高精尖铝合金加工性能要求，满足生产高端铝加工材对高品质铝熔体的净化处理要求，而且可避免目前多数企业采用的氯气除碱金属技术存在的安全与环保隐患。
文档编号C22B21/06GK102719856SQ201210223948
公开日2012年10月10日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者冯东升, 周策, 张流锋, 林光磊, 王天育, 陈伟 申请人:福建省南平铝业有限公司