一种铝及铝合金用精炼剂 一、 技术领域
本发明属于冶金领域， 涉及一种铝及铝合金用的精炼剂， 尤其是铝熔体净化用精 炼剂。 二、 背景技术
铝液或铝合金液在电解、 熔炼、 转送过程中不可避免地吸收和携带气体和产生夹 杂物， 这将使铝液或者铝合金液的纯度降低， 影响质量。因此， 必须对铝液和铝合金液进行 精炼、 净化处理， 以排除这些气体和夹杂物， 提高铝液或铝合金液质量， 而在铝液或铝合金 液中加入精炼剂进行精炼和净化处理是常用的一种措施。在精炼过程中会产生一些废弃 物， 俗称 “铝灰” ， 铝灰中 80％以上的是金属铝和氧化铝。目前， 传统铝灰的处理方法是通过 铝灰复炼采用大锅炒灰的方法回收其中的铝， 整个炒灰过程中会产生大量的烟尘， 对于环 境和工人都是巨大的伤害。 并且这种方法只能回收铝灰中的铝， 而对于剩下的残铝灰， 其主 要成分是氧化铝和精炼剂成分， 往往做垃圾处理。 整个处理过程对环境的污染比较严重， 同 时回收出售的附加值也很低。而铝灰直接回槽利用则对铝电解槽的损害非常严重， 这种损 害主要是由于精炼剂中含有钾盐导致铝灰中也有钾盐， 而将含有钾盐的铝灰直接回槽， 会 对铝电解槽的阴极炭块造成严重腐蚀， 从而大大影响铝电解槽寿命。
目前， 常用的铝及铝合金精炼剂主要由 NaCl、 KCl、 MgCl2、 Na2SiF6、 Na3AlF6 等经 过脱水烘干后机械混合而成， 其在使用温度下仍为固体颗粒状混合物。如中国发明专利 CN101423909A 公开的一种合金用精炼剂， 其浸润、 粘附能力比较强， 能够较好地吸附铝液中 的氧化物等夹杂， 而且在其中加入氟盐后， 其精炼能力有明显提高 ； 但是使用此类精炼剂中 含有钾盐， 用其精炼产生的铝灰回槽利用对电解槽的腐蚀很严重， 铝灰利用价值低。
因此， 开发出一种不含钾盐的精炼剂来代替现有的含钾盐精炼剂， 从源头上控制 钾盐的加入， 实现铝灰的回槽利用， 更大程度上的利用铝灰， 不仅可以解决铝灰处理的环境 污染问题， 还可以变废为宝。 三、 发明内容
本发明的目的是提供一种无钾精炼剂， 应用于铝及铝合金的精炼和铝灰的回槽利 用， 解决现有精炼剂在精炼、 净化处理铝及铝合金后产生的铝灰由于含钾而严重腐蚀电解 槽导致铝灰不能回槽利用而的问题。 本发明提供的无钾精炼剂造渣性能好， 除气、 除杂能力 强， 成本低， 用该精炼剂精炼铝及铝合金后产生的铝灰可以实现回槽利用。
本发明是通过如下技术方案实现的 ： 该精炼剂主要由 NaCl、 Na2SiF6、 Na2SO4、 CaF2 和 C6Cl6 组成， 上述各组分按质量百分比的含量为， NaCl ： 30 ～ 85 ％、 Na2SiF6 ： 5 ～ 40 ％、 Na2SO4 ： 5 ～ 40 ％、 CaF2 ： 2 ～ 20 ％、 C6Cl6 ： 0.5 ～ 10 ％。其中， 选用 Na2SiF6 具有两方面的 作用， 第一， 发热作用， 首先 Na2SiF6 发生分解， Na2SiF6 ＝ SiF4 ↑ +2NaF ； 其次， 3SiF4+4Al ＝ 4AlF3 ↑ +3Si ； AlF3+2Al ＝ 3AlF ； 3AlF+3O2 ＝ Al2O3+AlF3 ↑， 这三个化学反应都是放 热反应， 升高熔渣温度， 使铝豆熔化后回流入液面下。第二， 精炼作用， 3Na2SiF6+2Al2O3 ＝2Na3AlF6+3SiO2+2AlF3， 生成的 Na3AlF6 既有吸附、 溶解 Al2O3 既有吸附、 溶解 AlSiSiO2 结合成 干性的粒状渣， 极易扒去。同时放热反应所产生的热量也能使附着在坩埚壁上的熔渣和非 金属夹杂物软化， 容易剥离除去。结， CaF2 能增大混合熔盐的表面张力， 使已吸附氧化物的 熔盐球状化， 便于与熔体分离， 减少固熔渣夹裹铝而造成的损耗， 而且由于熔剂 - 熔体表面 张力的提高， 加速了熔剂吸附夹杂的过程。
本发明还在于各组分按质量百分比的含量为， NaCl ： 50 ～ 70 ％、 Na2SiF6 ： 10 ～ 25％、 Na2SO4 ： 10 ～ 25％、 CaF2 ： 5 ～ 10％、 C6Cl6 ： 0.5 ～ 5％。
本发明还在于所述精炼剂的成分还包括 CaMg(CO3)2、 Na3AlF6、 Na2S2O3、 NaF 中的 一种或者多种。其中， 选择 Na3AlF6 具有如下的作用， 第一， 分离作用， Na3AlF6 的熔点高达 1000℃以上， 和铝液间的界面张力大， 从而能提高铝液和熔渣间的分离性 ； 第二， 精炼作用， Na3AlF6 能强烈地溶解 Al2O3， 有明显的精炼效果。 选择 NaF 具有如下的作用， 清渣剂中的 NaF 分别和铝液、 Al2O3 发生下列反应 ： 6NaF+Al ＝ Na3AlF6+3Na ； 4NaF+2Al2O3 ＝ 3NaAlO2+NaAlF4 ； 6NaF+Al2O3 ＝ 2AlF3+3Na2O， 上述反应均为发热反应， 反应产物中的 Na2AlF6 有精炼作用， Na 进入 Al-Si 合金中有变质作用， AlF3 能和 Al、 空气中的 O2 产生循环反应， 产生热量， 其余的 则进入炉渣中， 因此， NaF 也是一种作用明显的组成物， 但是， 铝液在二元系 NaF-AlF3 中的损 失随 NaF 的浓度增大而增大， 因此在清渣剂的组成中， 应尽量控制较低的 NaF。 本发明还在于所述 CaMg(CO3)2 的质量百分含量为 10 ～ 25％。
本发明还在于所述 Na3AlF6 的质量百分含量为 10 ～ 25％。
本发明还在于所述 Na2S2O3 的质量百分含量为 10 ～ 25％。
本发明还在于所述 NaF 的质量百分含量为 10 ～ 20％。
本发明的有益效果如下 ：
1、 本精炼剂不含钾盐， 因此使用该精炼剂产生的铝灰中不也不含钾盐， 从而将这 样的铝灰直接回槽利用， 不会腐蚀电解槽， 不会由于钾盐的存在而影响电解槽的使用寿命。
2、 本精炼剂的浸润、 粘附能力强， 可以很好地吸附铝液或者铝合金液中的夹杂物。
3、 本精炼剂不含钾， 成分简单、 配备方便， 并且与现有含钾精炼剂相比具有更好的 精炼效果。
四、 具体实施方式
下面结合本发明精炼剂的配方说明其具体实施方式 ：
实施例 1 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 54.5 ％、 Na2SiF6 ： 20 ％、 Na2SO4 ： 5 ％、 CaF2 ： 20 ％、 C6Cl6 ： 0.5％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 40 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 2 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 30 ％、 Na2SiF6 ： 30 ％、 Na2SO4 ： 20 ％、 CaF2 ： 19 ％、 C6Cl6 ： 1％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 45 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 3 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 40 ％、 Na2SiF6 ： 15 ％、 Na2SO4 ： 30 ％、 CaF2 ： 12 ％、 C6Cl6 ：3％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 50 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 4 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 35 ％、 Na2SiF6 ： 10 ％、 Na2SO4 ： 40 ％、 CaF2 ： 10 ％、 C6Cl6 ： 5％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 30 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 5 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 37％、 Na2SiF6 ： 40％、 Na2SO4 ： 10％、 CaF2 ： 5％、 C6Cl6 ： 8％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 35 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 6 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 68％、 Na2SiF6 ： 5％、 Na2SO4 ： 15％、 CaF2 ： 2％、 C6Cl6 ： 10％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 55 分钟， 冷却后制成精炼剂。
实施例 7 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 75％、 Na2SiF6 ： 8％、 Na2SO4 ： 8％、 CaF2 ： 4％、 C6Cl6 ： 5％， 将 以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 60 分钟， 冷 却后形成精炼剂。
实施例 8 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 85％、 Na2SiF6 ： 5％、 Na2SO4 ： 5％、 CaF2 ： 4％、 C6Cl6 ： 1％， 将 以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 55 分钟， 冷 却后制成精炼剂。
实施例 9 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 60％、 Na2SiF6 ： 15％、 Na2SO4 ： 15％、 CaF2 ： 9％、 C6Cl6 ： 1％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 40 分钟， 冷却后制成精炼剂。
实施例 10 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 70％、 Na2SiF6 ： 10％、 Na2SO4 ： 10％、 CaF2 ： 8％、 C6Cl6 ： 2％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 45 分钟， 冷却后制成精炼剂。
实施例 11 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 65％、 Na2SiF6 ： 10％、 Na2SO4 ： 15％、 CaF2 ： 7％、 C6Cl6 ： 3％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 45 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 12 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 55％、 Na2SiF6 ： 15％、 Na2SO4 ： 20％、 CaF2 ： 6％、 C6Cl6 ： 4％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 50 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 13 ：按质量百分比称取 NaCl ： 50％、 Na2SiF6 ： 15％、 Na2SO4 ： 25％、 CaF2 ： 5％、 C6Cl6 ： 5％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 50 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 14 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 60 ％、 Na2SiF6 ： 19 ％、 Na2SO4 ： 10 ％、 CaF2 ： 10 ％、 C6Cl6 ： 1％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 45 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 15 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 55 ％、 Na2SiF6 ： 18 ％、 Na2SO4 ： 15 ％、 CaF2 ： 10 ％、 C6Cl6 ： 2％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 45 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 16 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 50％、 Na2SiF6 ： 17％、 Na2SO4 ： 25％、 CaF2 ： 5％、 C6Cl6 ： 3％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 50 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。 实施例 17 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 55％、 Na2SiF6 ： 15％、 Na2SO4 ： 19％、 CaF2 ： 7％、 C6Cl6 ： 4％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 50 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 18 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 50％、 Na2SiF6 ： 20％、 Na2SO4 ： 17％、 CaF2 ： 8％、 C6Cl6 ： 5％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 50 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 19 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 58％、 Na2SiF6 ： 12％、 Na2SO4 ： 12％、 CaF2 ： 7％、 C6Cl6 ： 1％、 CaMg(CO3)2 ： 10％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 45 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 20 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 55％、 Na2SiF6 ： 10％、 Na2SO4 ： 10％、 CaF2 ： 5％、 C6Cl6 ： 2％、 CaMg(CO3)2 ： 18％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 45 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 21 ：
按质量两百分比称取 NaCl ： 40 ％、 Na2SiF6 ： 10 ％、 Na2SO4 ： 19 ％、 CaF2 ： 5 ％、 C6Cl6 ： 1％、 CaMg(CO3)2 ： 25％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶 水， 然后保温 50 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 22 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 58％、 Na2SiF6 ： 12％、 Na2SO4 ： 12％、 CaF2 ： 7％、 C6Cl6 ： 1％、 Na3AlF6 ： 10％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后 保温 45 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 23 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 55％、 Na2SiF6 ： 10％、 Na2SO4 ： 10％、 CaF2 ： 5％、 C6Cl6 ： 2％、 Na3AlF6 ： 18％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后 保温 40 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 24 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 40％、 Na2SiF6 ： 10％、 Na2SO4 ： 19％、 CaF2 ： 5％、 C6Cl6 ： 1％、 Na3AlF6 ： 25％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后 保温 50 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 25 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 58％、 Na2SiF6 ： 12％、 Na2SO4 ： 12％、 CaF2 ： 7％、 C6Cl6 ： 1％、 Na2S2O3 ： 10％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后 保温 45 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 26 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 55％、 Na2SiF6 ： 10％、 Na2SO4 ： 10％、 CaF2 ： 5％、 C6Cl6 ： 2％、 Na2S2O3 ： 18％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后 保温 50 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。 实施例 27 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 40％、 Na2SiF6 ： 19％、 Na2SO4 ： 10％、 CaF2 ： 5％、 C6Cl6 ： 1％、 Na2S2O3 ： 25％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后 保温 40 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 28 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 34％、 Na2SiF6 ： 10％、 Na2SO4 ： 10％、 CaF2 ： 5％、 C6Cl6 ： 1％、 CaMg(CO3)2 ： 10％、 Na3AlF6 ： 10％、 Na2S2O3 ： 10％、 NaF ： 10％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌 均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 60 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 29 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 54.5 ％、 Na2SiF6 ： 15 ％、 Na2SO4 ： 5 ％、 CaF2 ： 15 ％、 C6Cl6 ： 0.5％、 CaMg(CO3)2 ： 10％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结 晶水， 然后保温 45 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 30 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 30 ％、 Na2SiF6 ： 25 ％、 Na2SO4 ： 15 ％、 CaF2 ： 19 ％、 C6Cl6 ： 1％、 Na3AlF6 ： 10％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 55 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 31 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 40 ％、 Na2SiF6 ： 10 ％、 Na2SO4 ： 25 ％、 CaF2 ： 12 ％、 C6Cl6 ： 3％、 Na2S2O3 ： 10％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 55 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 32 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 35％、 Na2SiF6 ： 7％、 Na2SO4 ： 35％、 CaF2 ： 8％、 C6Cl6 ： 5％、 NaF ： 10％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保
温 60 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 33 ：
按质量两百分比称取 NaCl ： 32 ％、 Na2SiF6 ： 20 ％、 Na2SO4 ： 10 ％、 CaF2 ： 5 ％、 C6Cl6 ： 3％、 CaMg(CO3)2 ： 15％、 Na3AlF6 ： 15％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过 热熔化除去结晶水， 然后保温 55 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 34 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 50％、 Na2SiF6 ： 5％、 Na2SO4 ： 5％、 CaF2 ： 2％、 C6Cl6 ： 8％、 Na3AlF6 ： 15％、 Na2S2O3 ： 15％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除 去结晶水， 然后保温 50 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 35 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 55％、 Na2SiF6 ： 5％、 Na2SO4 ： 5％、 CaF2 ： 4％、 C6Cl6 ： 1％、 Na2S2O3 ： 15％、 NaF ： 15％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入坩埚中过热熔化除去结 晶水， 然后保温 55 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。
实施例 36 ：
按质量百分比称取 NaCl ： 30％、 Na2SiF6 ： 5％、 Na2SO4 ： 5％、 CaF2 ： 4％、 C6Cl6 ： 1％、 CaMg(CO3)2 ： 10％、 Na3AlF6 ： 20％、 Na2S2O3 ： 25％， 将以上几种物料进行混合， 搅拌均匀， 放入 坩埚中过热熔化除去结晶水， 然后保温 60 分钟， 冷却后加工制成精炼剂。8