一种由回收的ZL301铝合金制备重熔用铝锭的方法

本发明涉及再生铝回收除杂领域，特别涉及一种由回收的zl301铝合金制备重熔用铝锭的方法。

背景技术：

1、zl301合金属于中等强度铝合金，合金的比强度高、耐蚀性好zl301可用作潮湿空气或海水中的冲击负载部件，例如发动机箱。飞机起落架零件、船用舷窗等。zl301的切割性能非常好，工件表面具有高度的平滑度，表面抛光后光亮如镜，并且可以保持原有的光泽更长，被用作装饰部件。正是由于zl301合金在船舰、石油、汽车行业的广泛应用，每年产生大量的报废zl301合金。如何处理报废的zl301合金，回收金属铝及其他有价金属，提高有色金属资源利用率，已经成为冶金行业高质量发展的重要研究课题。

2、经过对回收的zl301进行成分检测，其镁含量约10％，铁含量约0.5％，锌含量约为0.12％，而用于重熔铝锭的铝合金中需要将其中的铁、锌、镁进行除杂处理。目前再生铝的处理通常采用高温熔剂法进行处理，但存在着熔剂和能源消耗量大，除杂效率差，难以同时有效去除熔体中铁镁锌三种杂质。

技术实现思路

1、本发明提供了一种由回收的zl301铝合金制备重熔用铝锭的方法，极大的去除废铝中的铁、镁、锌，制备出直接用于重熔铝锭的铝合金。

2、本发明实现方式：一种由回收的zl301铝合金制备重熔用铝锭的方法，包括如下步骤：s1，将回收的zl301放入到熔炼炉中加热至780℃-820℃，待完全熔化后扒渣，再将预热后的硼酸钠、氯化钠、氯化钾的混合盐加入到铝熔体中搅拌，保温30min-60min，获得初步净化后的铝熔体，所述混合盐中硼酸钠与氯化钠、氯化钾的比例为2:1:1，所述硼酸钠加入量为zl301质量的0.6％-0.8％；s2，将s1中获得的铝熔体放入真空蒸馏电阻炉进行真空蒸馏，蒸馏温度为973k-1373k，蒸馏时间为30min-60min，真空度为1pa-10pa，真空蒸馏后冷却获得除锌镁后的重熔铝锭。

3、在本发明中，将熔剂法除铁和真空蒸馏法除镁锌相结合，首先利用硼酸钠、氯化钠、氯化钾对铝液进行除铁，除铁率超过50.98％，最高可达64.7％；再利用真空蒸馏去除铝熔体中的锌和镁，除锌率和除镁率超过99％。本发明中，混合盐中硼酸钠、氯化钠与氯化钾的加入比例为2:1:1，此时，混合盐流动性好，熔点低，易于扒渣，且铝元素的损失降低。本发明获得的重熔铝锭符合gb/t1196-2017《重熔用铝锭》标准中牌号为al99重熔铝锭的要求。

4、优选的，所述步骤s1中的熔炼炉为真空蒸馏电阻炉。将步骤s1和步骤s2均在真空蒸馏电阻炉内进行，在铝熔体初步净化后可直接进行真空蒸馏处理，可避免铝熔体的转移，减少操作的流程。

5、优选的，步骤s1中，熔炼炉中的温度为800℃；所述硼酸钠的加入量为zl301质量的0.75％。当s1中熔炼温度为800℃，硼酸钠的加入量为zl301质量的0.75％时，除铁率最为稳定，且除铁率高，可达62.13％。

6、优选的，所述步骤s2中真空蒸馏温度为1373k，真空蒸馏时间为45min。当s2中真空蒸馏温度为1373k，真空蒸馏时间为45min时，除镁率和除锌率最高，除镁率可达99.93％，除锌率可达99.98％。

7、优选的，所述步骤s1中，硼酸钠、氯化钠、氯化钾的混合盐分次加入到熔炼炉内。将混合盐分次加入到铝液中，可使混合盐充分的与铝液接触，提高除铁效率。

8、本发明的有益效果：(1)本发明将熔剂法除铁和真空蒸馏除镁锌相结合，应用于zl301的回收重熔，能够解决大量的zl301的循环利用，制备出各元素含量达标的可以直接用于重熔的原铝锭，具有显著的经济和环境效益。(2)本发明设计的混合盐，氯化钠和氯化钾的质量比为1:1，接近nacl和kcl在最低共熔温度时的组成，流动性好，熔点低，易于扒渣，大幅降低出渣时铝的夹杂损失。(3)目前铝液除镁及除锌多采用氧化法或熔剂法，不仅消耗大量熔剂，导致生产环境恶化，而且铝的烧损十分严重。本发明除镁锌过程在密闭真空环境下进行，大幅降低了铝的烧损，且不需任何熔剂，不产生有害气体，环境十分友好。(4)本发明既可以在真空炉中完成除铁和除镁锌，也可以先在普通熔炼炉中先进行除铁，然后再在真空炉中除镁锌，可根据原料特点进行选择，完美对接现行再生铝冶炼工艺。(5)常用再生铝除杂几乎全程使用天然气等化石能源，这一方面是为了熔化熔剂和保持熔体温度，一方面构造还原气氛减少铝的烧损，化石能源消耗大。本发明除镁锌不使用化石能源，熔剂除铁及真空除镁锌全过程电耗小于5.65kw·h/kg，能源消耗低，满足再生铝行业“双碳”要求。

技术特征：

1.一种由回收的zl301铝合金制备重熔用铝锭的方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，将回收的zl301放入到熔炼炉中加热至780℃-820℃，待完全熔化成铝液后扒渣，再将预热后的硼酸钠、氯化钠、氯化钾的混合盐加入到铝液中搅拌，保温30min-60min，获得初步净化后的铝熔体，所述混合盐中硼酸钠与氯化钠、氯化钾的比例为2:1:1，所述硼酸钠加入量为zl301质量的0.6％-0.8％；s2，将步骤s1中获得的铝熔体放入真空蒸馏电阻炉进行真空蒸馏，蒸馏温度为973k-1373k，蒸馏时间为30min-60min，真空度为1pa-10pa，真空蒸馏后冷却获得重熔铝锭。

2.根据权利要求1所述的一种由回收的zl301铝合金制备重熔用铝锭的方法，其特征在于，所述步骤s1的熔炼炉为真空蒸馏电阻炉。

3.根据权利要求1所述的一种由回收的zl301铝合金制备重熔用铝锭的方法，其特征在于，步骤s1中，熔炼炉中的温度为800℃；所述硼酸钠的加入量为zl301质量的0.75％。

4.根据权利要求1所述的一种由回收的zl301铝合金制备重熔用铝锭的方法，其特征在于，所述步骤s2中真空蒸馏温度为1373k，真空蒸馏时间为45min。

5.根据权利要求1所述的一种由回收的zl301铝合金制备重熔用铝锭的方法，其特征在于，所述步骤s1中，硼酸钠、氯化钠、氯化钾的混合盐分次加入到熔炼炉内。

技术总结
本发明涉及一种由回收的ZL301铝合金制备重熔用铝锭的方法，包括如下步骤：S1，将回收的ZL301放入到熔炼炉中加热至780℃‑820℃，待完全熔化后扒渣，再将预热后的硼酸钠、氯化钠、氯化钾的混合物加入到铝熔体中搅拌，保温30‑60min，获得初步净化后的铝熔体，所述硼酸钠与氯化钠、氯化钾的比例为2:1:1，所述硼酸钠加入量为ZL301质量的0.60％‑0.80％；S2，将S1中获得的铝熔体放入真空蒸馏电阻炉进行真空蒸馏，蒸馏温度为973K‑1373K，蒸馏时间为30‑60min，真空度为1‑10Pa，真空蒸馏后冷却获得除锌镁后的铝锭。本发明利用硼化除铁和真空蒸馏除锌除镁，极大的去除回收的ZL301中的铁锌镁杂质，获得了可直接用于工业生产的重熔铝锭。

技术研发人员：伊家飞,陈飞鹏,孙敬会,何兵,曹阿林,卿培林,陈林,徐敬尧
受保护的技术使用者：百色学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/19