一種高溫電解鋁液熔鑄前的預凈化方法及產品的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種電解鋁液熔鑄前的預凈化方法及產品，將電解鋁液運送到預凈化工位后，對精煉包內電解鋁液的溫度、成分及雜質含量進行取樣測定，同時向取樣后的電解鋁液中加入堿金屬精煉劑進行初步處理，之后根據取樣測定結果對加入堿金屬精煉劑后的電解鋁液進行分別處理。本發明還提供了上述方法制備得到的電解鋁液。其中的鈉含量低于15ppm。
【專利說明】一種高溫電解鋁液熔鑄前的預凈化方法及產品
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋁加工熔鑄生產工藝【技術領域】，特別是涉及使用電解鋁液進行熔鑄前的凈化方法。
【背景技術】
[0002]現代鋁加工工業的特點是設備高度自動化，生產規模大型化，大多采用短流程工藝、減少工藝廢料同時提高成品率，采用先進的加工技術改善產品性能，通過各種手段降低生產成本。歐美等大型鋁業公司采用大型集約化生產，直接利用電解鋁液鑄成大型扁錠，生產銷售高附加值的鋁板帶箔材已經非常普遍。例如，美國Hannibal鋁板帶廠日產大扁錠680噸，全部采用附近Ormet電解鋁廠和BensRun廢鋁回收廠送來的鋁液。德國的杜塞多夫鋁廠規模更大，電解鋁廠裝備7個IOOt的混合爐，澆鑄熱連軋用坯錠。從鋁冶煉企業產品的進一步延伸與拓展開始，將電解鋁液直接鑄成鋁及鋁合金錠坯或其它產品，對促進我國電解鋁企業與鋁加工企業之間的集約化生產。
[0003]目前，國內使用電解鋁液為主要入爐原料的鋁熔鑄工藝生產基本上采用電解鋁液從電解槽取出后，檢驗檢測化學成分和溫度合格后直接運輸到熔鑄車間入爐進行熔鑄生產。由于電解鋁液含有硅、鐵、鈉、鈣、磷、硼、鈦、釩、鋅等金屬雜質和氧化鋁、氟化鋁、碳、碳化鋁、氮化鋁等非金屬夾雜物，氣體含量高。據相關研究發現:鋁熔體中的氫與雜質存在某種共生共存的相互作用關系，只有重視凈化才能保證鋁熔體品質。因此用電解鋁液配料生產鋁合金坯錠時，必須對鋁熔體采取更加嚴格的凈化處理工藝，以確保鋁熔體的純潔度。同時由于主要入爐原料電解鋁液的高溫特性，造成熔體內的氫含量較高，這些特點造成了電解鋁液很難用于生產優質高合金鋁合金產品，即使常規鋁合金的質量偶爾也難保證。因此對電解鋁液進行熔鑄前的預凈化是很有必要的。
[0004]在上述工藝方法中，對于入爐主要原料電解鋁液的預處理沒有引起足夠的重視，分析原因有三:一是由于熔.煉爐生產周期較長，入爐原料的品質對于生產工作者來說不是第一要素；二是鋁加工熔鑄的技術發展歷史造成國內從事該行業的專業人員參差不齊，且處于技術的更替革新階段；三是電解鋁液作為主要入爐原料是近幾年才被應用，對于預凈化方法的研究較少。
【發明內容】
[0005]本發明解決的技術問題是提供一種電解鋁液熔鑄前進行預凈化的方法。
[0006]針對現有技術存在的問題，本發明提供一種通過解決入爐原料的電解鋁液的純凈度問題以及合理調度的問題得到的一種電解鋁液的預凈化方法。具體來說，首先依據熔鑄生產的產品對熔體清潔度的要求，再根據為熔鑄生產提供的電解鋁液的成分及溫度特點，以適當的容器、噴吹集成設備、扒渣系統設備、加蓋保溫設備、以及操作平臺和地軌車等為基本設備，為熔鑄生產提供較純凈的入爐電解鋁液的預凈化處理工藝。
[0007]具體來說，本發明通過如下技術方案實現的。[0008]一種電解鋁液熔鑄前的預凈化方法，其特征在于，將電解鋁液運送到預凈化工位后，對精煉包內電解鋁液的溫度、成分及雜質含量進行取樣測定，同時向取樣后的電解鋁液中加入堿金屬精煉劑進行初步處理，之后根據取樣測定結果對加入堿金屬精煉劑后的電解鋁液進行分別處理。
[0009]其中，所述加入堿金屬精煉劑進行初步處理后的電解鋁液中的鈉含量小于15ppm。
[0010]其中，所述取樣測定結果的溫度為760°C?810°C時，將經過堿金屬精煉劑的電解鋁液進行扒渣后直接運送到熔鑄工位進行熔鑄。
[0011]其中，所述取樣測定結果的溫度大于810°C時，將經過堿金屬精煉劑處理后的電解鋁液進行噴吹氣體除氣除渣；將除氣出渣后的電解鋁液進行扒渣，后靜置5-15min后將其運送到熔鑄工位進行熔鑄。
[0012]其中，所述在運送到熔鑄工位前對電解鋁液的溫度、成分含量進行測定。
[0013]其中，所述堿金屬主要為鈉。
[0014]其中,所述的氣體為氮氣或以氮氣為載體的氣體。
[0015]其中，所述將電解鋁液運送到預處理工位的運送方式為直連順接或倒運。
[0016]其中，所述將預處理后的電解鋁液運送到熔鑄工位的方式是同跨布置和異跨布置。
[0017]其中，所述的堿金屬精煉劑為除鈉劑。
[0018]其中，所述除鈉劑的主要成為KCl、MgCl2、BaCl2和CaCl2。
[0019]其中，所述除鈉劑的加入量為每噸電解鋁液加入除鈉劑0.25kg?0.75kg。
[0020]本發明還提供一種上述預凈化方法制備的電解鋁液。
[0021]其中，該電解鋁液中鈉的含量在15ppm以下，溫度為780V?800°C
[0022]本發明的有益效果如下:
[0023]I)凈化后的電解鋁液純凈度增加，使熔煉過程中的扒渣次數和渣量都能有效地降低，如此帶來的就是冶煉時間的縮短和熱量損失的減少。
[0024]2)經過預凈化處理后的電解鋁液可以增加入爐的液體料比例，如把固液比從3:7變為2:8(在熔鑄過程中加入的固體為鋁錠(純度較高)，加入鋁錠的目的是提高純度和降低溫度)，其經濟效益和節能效果是顯而易見。由于入爐原料的固液比從3:7變為2:8，使經濟效益的原料成本降低約29元/噸鋁合金。同時節能效果的單位產品能耗減少118.41MJ，折合天然氣約為3.4m3/噸鋁合金。由于減少了其降溫作用的鋁錠，相比較未經本發明預凈化處理的電解鋁液，鋁錠的成分穩定，雜質含量低，而本發明經過凈化的電解鋁液既保證了合適的入爐溫度、穩定的化學成分及純凈度，同時減少了鋁錠熔化的能量消耗和熔損。因此凈化的電解鋁液增加入爐的液體料比例，顯而易見地直接降低熔鑄生產成本，有效利用的電解鋁液的蘊含能量。
[0025]3)預凈化工序增加的堿金屬處理可以有效減少后續工序的精煉凈化的負擔；為熔體質量的提聞提供保障。
[0026]4)凈化后的電解鋁液保證了入爐原料的品質，完全可以實現以電解鋁液作為主要入爐原料生產優質高合金坯錠的要求。
[0027]5)增加的高溫電解鋁液的預凈化工序有利于保證熔鑄生產的合理調度，起到緩沖作用。[0028]6)對于入爐電解鋁液的質量檢測，為將來的科學管理及準確的生產自控系統提供初始數據的支撐。
[0029]本發明是對鋁加工熔鑄車間的生產進行分解細化了生產工序，其有益效果不但包括保證電解鋁液的質量能夠節能降耗、節約成本、減少后部精煉工序負擔、合理調度生產，對能源的合理利用，而且有利于熔鑄生產對生產的物質流和能源流的跟蹤、控制，為高度的信息化生產提供生產實際的可控性的參數，對于保證熔鑄產品的性能，提高產品的穩定性及成品率起到關鍵作用。為保證熔鑄生產需要的入爐電解鋁液的成分及溫度等初始條件的穩定性，入爐電解鋁液再入爐前經過預凈化是最優選擇。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1為電解鋁液預凈化工藝布置示意圖。
[0031]圖2為電解鋁液預凈化工藝流程圖。
[0032]圖1 中:
[0033]01—電解鋁液進入熔鑄車間；02—處理后電解鋁液入爐熔鑄；
[0034]03—招渣處理；04—氮氣供應；05—添加堿金屬精煉劑。
[0035]001—初級處理工位；002—吹氮工位；003—扒渣工位。
【具體實施方式】
[0036]為了充分說明本發明解決技術問題所實施使用的技術方案。下面對本發明做詳細說明，但本發明的技術方案和保護范圍并不僅僅限于此。
[0037]在一種具體的實施方式中，本發明是通過以下的方式來實現的，即包括以下主要
工藝工序:
[0038]1、針對電解鋁液不同的進入熔鑄車間形式采取的承接工藝
[0039]前部工序的承接包括直連順接和倒運兩種方式，其中直連順接為電解車間直接使用地軌車運輸真空罐到預凈化所在跨間，倒運為電解車間和熔鑄車間的電解鋁液運輸限定為汽車運輸。
[0040]2、主要針對堿金屬的初級處理工序
[0041]主要依據產品性能要求，有效利用電解鋁液的高溫對精煉劑作用，對堿金屬(主要是Na和Mg等)進行初級處理，以及對高溫電解鋁液進行必要的降溫處理。首先要進行倒罐操作，在此過程中根據電解車間提供的電解鋁液參數，分步人工添加堿金屬精煉劑到電解鋁液精煉包內進行堿金屬凈化處理，然后對電解鋁液進行一步檢測，通過檢測數據確定基本處理工序。
[0042]所使用精煉劑也叫元素清除劑，要根據生產合金種類確定，例如生產鋁鎂合金時，可以采用2號熔劑或除鈉劑對于金屬鈉進行精煉，其反應機理為MgCl2+2Na — 2NaCl+Mg,產生的氯化鈉密度分別為2.165g/cm3,需要銜接噴出的惰性氣體將其從鋁液內帶出到液面。通常電解鋁液的堿金屬含量在50ppm左右，經過熔劑的初級處理后的理想目標是控制堿金屬含量在15ppm以下，減少或取消鋁熔體爐內精煉工序的堿金屬處理，使后期鋁熔體經過必要的爐外處理就能達到產品質量要求，有效利用電解鋁液的高溫，減少精煉工序的能耗損失。[0043]3、噴吹氮氣除氣除渣凈化工序
[0044]為減少鋁液氣體及夾雜物含量，對經過初級處理的電解鋁液噴吹N2或以N2為載體噴吹熔劑，進行除氣除渣處理，主要根據電解鋁液的溫度和成分組成確定噴吹方式、強度、時間。噴吹氮氣除氣除渣凈化主要是應用冶金動力學的原理實現電解鋁液的凈化，其中除氣原理是利用分壓差脫氣，當向熔體中通入純凈的氮氣，因為氮氣內的最初氫分壓約為0，而熔體中溶解氫的平衡分壓遠遠大于0，在熔體與氮氣的氣泡間存在較大的分壓差。這樣熔體中的氫就會很快地向氣泡中擴散，進入氣泡中復合成分子狀態排出。這一過程一直進行到氣泡內氫分壓與熔體中氫平衡分壓相等，即處于新的平衡狀態時為止。除渣主要是利用吸附除渣原理，利用前步工序精煉劑的表面作用，當氮氣或精煉劑在熔體中與氧化物夾雜相遇時，雜質被精煉劑吸附在氣體上浮的驅動力作用下移動到熔體表面，從而改變了雜質顆粒的物理性質，隨精煉劑一起被除去。
[0045]4、扒渣靜置工序
[0046]對噴吹處理后的電解鋁液盡快運送到扒渣工位，進行初期的扒渣處理，完成扒渣后靜置5?15min，這樣能達到最好的除氣效果，同時也保證了減少固體夾雜物入爐影響熔體純凈度。主要內容包括扒渣方式、操作形式及工具的應用。對完成預處理的電解鋁液進行質量二級檢測等待入爐，設置基本的密閉保溫裝置，適當采取保溫及防止鋁液氧化的措施。主要用于熔鑄車間生產的自動化控制。
[0047]5、熔鑄生產銜接
[0048]后部工序的銜接包括與熔化爐的同跨布置和異跨布置，依據熔鑄車間的熔煉保溫爐組的數量來決定。
[0049]為了更好的說明本發明預處理方法，發明人繪制了基本工藝布置示意圖(圖1)和工藝流程圖(圖2)，同時該凈化工藝的主要配套設備選擇也是關鍵因素，首先是選擇合理的電解鋁液精煉包，一般要 求其容量為20-30t，方便扒渣取樣的結構形式，之后針對該精煉包特點選擇地軌車的形式，要求車上自帶穩固電解鋁液精煉包且能傾翻其到適宜扒渣的角度的液壓裝置。選擇適合的升降式電動機械扒渣工具，減少人為操作造成的不穩定性。
[0050]下面結合附圖1和圖2對本發明的技術方案進行說明。
[0051](I)凈化準備
[0052]在圖1中用向下大箭頭01表示電解鋁液按照直連順接方式進入熔鑄車間，向左大箭頭01表示電解鋁液按照倒運方式進入熔鑄車間。電解鋁液進入熔鑄車間計量后直接到圖1中001工位或者經過并罐到電解鋁液精煉包中，即進行圖2中的第一步工藝過程(計量、并罐步驟)。
[0053](2)初級處理
[0054]在進入圖2中的第二個過程前要進行測溫檢測分析，其目的是通過快速分析的結果確定要進行的電解鋁液凈化的工序選擇，在分析的過程中根據電解車間提供的化學成分或者該步驟測定成分分析結果進行圖1中的001工序操作；即圖2中的第二步工藝過程(初級凈化)。該過程中要進行圖1中05的添加堿金屬精煉劑的初級處理以及降溫的工藝過程。
[0055](3)噴吹氮氣
[0056]經過了圖1中001的初級處理后電解鋁液如圖2中顯示的有三種工藝路線選擇，分別是(一)順接圖1中的002工序；(二)跨越到圖1中的003工序；(三)直接到004工序等待吊裝到熔煉爐進行熔鑄。優選通過順接到圖1中的002工序進行圖2中的第三步工藝過程(吹氮凈化)，利用圖1中04的氮氣工藝系統進行噴出氮氣，進行電解鋁液的除氣除渣的凈化工藝。
[0057]4)扒渣、靜置
[0058]經過了充分的除氣除渣的電解鋁液應快速通過軌道車運送到圖1中的003工位，即圖2的扒渣凈化工位，進行扒渣作業，扒除的鋁渣進入圖1中的03系統，進行鋁渣處理回收金屬，經過扒渣的電解鋁液靜置5?15min后方可進入后續工序。該電解鋁液的預凈化過程即為圖2中的第四步工藝過程(扒渣靜置)。經過以上的凈化工藝后的電解鋁液要進行測溫、取樣，測定鋁液成分，并存儲基本參數，以備熔鑄車間整體自控系統的調用。該工藝過程即為圖2中的第五步(測溫取樣)。
[0059]5)熔鑄生產銜接
[0060]對完成預 凈化處理的電解鋁液要進入到熔化爐進行熔鑄生產，該工序的鏈接有兩種形式:(I)如圖1中的向下的大箭頭02銜接，即預處理設施采用與熔化爐同跨布置；(2)如圖2中的向右的大箭頭02銜接為預處理設施采用與熔化爐異跨布置，此種方式需要對凈化的電解鋁液整體進行一次倒運到熔煉跨。優選為與熔化爐同跨布置的方式進行銜接。當采用同跨布置時，可以采用該跨內的吊車直接吊起凈化處理過電解鋁液的精煉包，運行到熔化爐工位兌入電解鋁液。而采用異跨布置時，則需要設置連接兩跨的電動平車把凈化處理過電解鋁液的精煉包由預處理工位運輸到向熔化爐兌電解鋁液的工位所在跨間，然后重復同跨布置操作，向熔化爐內兌電解鋁液。
[0061]實施例
[0062]下面通過具體實施例對本發明實現的具體方式。
[0063]下面對實施例中使用的各種原料的來源和測定方法進行說明如下:
[0064]電解鋁液成分含量的分析方法:金屬元素光譜分析法，德國斯派克落地式只讀光譜儀，型號為:LMX06。
[0065]2 號熔劑(除鈉熔劑):主要成分為 KCl-40%、MgCl2_46%、BaCl2_8% 和 CaCl2- ( 8%，生產廠家為哈爾濱東盛金屬材料有限公司。
[0066]實施例1
[0067]( I)凈化準備步驟
[0068]將電解車間產生的電解鋁液直接用真空包運送到預凈化工位，每真空包電解液的質量為lot，共運3真空包，運送到預凈化工位后，將3真空包的電解鋁液加入到容量為30t電解鋁液精煉包中，對精煉包中的電解鋁液的成分進行取樣測定，測定結果溫度760°C。
[0069](2)堿金屬處理步驟
[0070]向步驟(I)取樣后的電解鋁液加入2號熔劑15kg，保持lOmin。
[0071](3)扒渣靜置步驟
[0072]將步驟(2 )經過堿金屬處理后的電解鋁液通過軌道車快速運送到扒渣靜置工位進行扒渣作業，扒除的鋁渣進行處理回收金屬。扒渣后的電解鋁液靜置15min后，取樣測定電解鋁液的溫度為780°C，金屬Na的含量為lOppm，同時測定其他成分S1、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti的含量，將測定結果記錄并儲存以備熔鑄車間整體自控系統的調用進行精確的自動化控制。[0073](4)熔鑄生產銜接
[0074]因為采用了熔化爐同跨布置方式，可將步驟(3)扒渣后的電解鋁液通過車間內吊車直接吊運到熔煉工位，直接加入到熔煉爐內，采用該跨內的吊車直接吊起凈化處理過電解鋁液的精煉包，運行到熔化爐工位兌入電解鋁液。之后進入熔鑄工序進行熔鑄。
[0075]實施例2
[0076]( I)凈化準備步驟
[0077]將電解車間產生的電解鋁液在電解車間直接導入精煉包后運輸到預凈化工位，精煉包的容量為30t電解鋁液精煉包中，其中電解鋁液為30t，對精煉包中的電解鋁液的成分進行取樣測定，測定結果溫度810°C。
[0078](2)堿金屬處理步驟
[0079]向步驟(I)取樣后的電解鋁液加入2號熔劑21kg，保持IOmin。
[0080](3)扒渣靜置步驟
[0081 ] 將步驟(2 )經過堿金屬處理后的電解鋁液通過軌道車快速運送到扒渣靜置工位進行扒渣作業，扒除的鋁渣進行處理回收金屬。扒渣后的電解鋁液靜置5min后，取樣測定電解鋁液的溫度為780°C，金屬Na的含量為8ppm，同時測定其他成分S1、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti的含量，將測定結果記錄并儲存以備熔鑄車間整體自控系統的調用進行精確的自動化控制。
[0082](4)熔鑄生產銜接
.[0083]因為采用了熔化爐同跨布置方式，可將步驟(3)扒渣后的電解鋁液通過車間內吊車直接吊運到熔煉工位，直接加入到熔煉爐內，通過設置連接兩跨的電動平車將凈化處理過電解鋁液的精煉包從預處理工位運輸到向熔化爐兌入電解鋁液的工位所在跨間，然后采用該跨內的吊車直接吊起凈化處理過電解鋁液的精煉包，運行到熔化爐工位兌入電解鋁液，后進入熔鑄工序進行熔鑄。
[0084]實施例3
[0085]( I)凈化準備步驟
[0086]將電解車間產生的電解鋁液直接用真空包運送到預凈化工位，每真空包電解液的質量為lot，共運3真空包，運送到預凈化工位后，將3真空包的電解鋁液加入到容量為30t電解鋁液精煉包中，對精煉包中的電解鋁液的成分進行取樣測定，測定結果溫度920°C。
[0087](2)堿金屬處理步驟
[0088]向步驟(I)取樣后的電解鋁液加入2號熔劑20kg，保持8min。
[0089](3)鼓吹氮氣步驟
[0090]將步驟(2)加入堿金屬精煉劑的電解鋁液通入純凈氮氣，對氮氣的純度N2≥99.996%, O2 < 3ppm、H20 < 2ppm，氮氣的流量選取30m3/h，利用電解鋁液的高溫利于氣泡和夾雜上浮的特性，氮氣泡上浮過程中利用分壓差吸收電解液內的氫氣盡可能達到理想的除氣效果，同時保證電解鋁液內的夾雜上浮到表面被精煉劑吸附，通入氮氣時間為15min后停止進入下一步驟。
[0091](4)扒渣靜置步驟
[0092]將步驟(3 )經過氮氣處理的電解鋁液通過軌道車快速運送到扒渣靜置工位進行扒渣作業，扒除的鋁渣進行處理回收金屬。扒渣后的電解鋁液靜置15min后，取樣測定電解鋁液的溫度為780°C，金屬Na的含量為8ppm，同時測定其他成分S1、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、
Ti的含量，將測定結果記錄并儲存以備熔鑄車間整體自控系統的調用進行精確的自動化控制。
[0093](5)熔鑄生產銜接
[0094]因為采用了熔化爐同跨布置方式，可將步驟(4)扒渣后的電解鋁液通過車間內吊車直接吊運到熔煉工位，直接加入到熔煉爐內，采用該跨內的吊車直接吊起凈化處理過電解鋁液的精煉包，運行到熔化爐工位兌入電解鋁液。進入熔鑄工序進行熔鑄。
[0095]實施例4
[0096]( I)凈化準備步驟
[0097]將電解車間產生的電解鋁液直接用真空包運送到預凈化工位，每真空包電解液的質量為10t，共運3真空包，運送到預凈化工位后，將3真空包的電解鋁液加入到容量為30t電解鋁液精煉包中，對精煉包中的電解鋁液的成分進行取樣測定，測定結果溫度850°C。
[0098](2)堿金屬處理步驟
[0099]向步驟(I)取樣后的電解鋁液加入2號熔劑18kg，保持IOmin。
[0100](3)鼓吹氮氣步驟
[0101]將步驟(2)加入堿金屬精煉劑的電解鋁液通入純凈氮氣，對氮氣的純度N2≥99.996%, O2 < 3ppm、H20 < 2ppm，氮氣的流量選取20m3/h，利用電解鋁液的高溫利于氣泡和夾雜上浮的特性，氮氣泡上浮過程中利用分壓差吸收電解液內的氫氣盡可能達到理想的除氣效果，同時保證電解鋁液內的夾雜上浮到表面被精煉劑吸附，通入氮氣時間為5min后停止進入下一步驟。
[0102](4)扒渣靜置步驟
[0103]將步驟(3 )經過氮氣處理的電解鋁液通過軌道車快速運送到扒渣靜置工位進行扒渣作業，扒除的鋁渣進行處理回收金屬。扒渣后的電解鋁液靜置5后，取樣測定電解鋁液的溫度為790°C，金屬Na的含量為lOppm，同時測定其他成分S1、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti的含量，將測定結果記錄并儲存以備熔鑄車間整體自控系統的調用進行精確的自動化控制。
[0104](5)熔鑄生產銜接
[0105]因為采用了熔化爐同跨布置方式，可將步驟(4)扒渣后的電解鋁液通過車間內吊車直接吊運到熔煉工位，直接加入到熔煉爐內，通過設置連接兩跨的電動平車將凈化處理過電解鋁液的精煉包從預處理工位運輸到向熔化爐兌入電解鋁液的工位所在跨間，然后采用該跨內的吊車直接吊起凈化處理過電解鋁液的精煉包，運行到熔化爐工位兌入電解鋁液，后進入熔鑄工序進行熔鑄。
[0106]實施例5
[0107](I)凈化準備步驟
[0108]將電解車間產生的電解鋁液直接用真空包運送到預凈化工位，每真空包電解液的質量為lot，共運2真空包，運送到預凈化工位后，將2真空包的電解鋁液加入到容量為30t電解鋁液精煉包中，對精煉包中的電解鋁液的成分進行取樣測定，測定結果溫度890°C)。
[0109](2)堿金屬處理步驟
[0110]向步驟(I)取樣后的電解鋁液加入2號熔劑20kg，保持5min。
[0111](3)鼓吹氮氣步驟[0112]將步驟(2)加入堿金屬精煉劑的電解鋁液通入純凈氮氣，對氮氣的純度N2≥99.996%，O2 < 3ppm、H2O < 2ppm，氮氣的流量選取25m3/h，利用電解鋁液的高溫利于氣泡和夾雜上浮的特性，氮氣泡上浮過程中利用分壓差吸收電解液內的氫氣盡可能達到理想的除氣效果，同時保證電解鋁液內的夾雜上浮到表面被精煉劑吸附，通入氮氣時間為IOmin)后停止進入下一步驟。
[0113](4)扒渣靜置步驟
[0114]將步驟(3 )經過氮氣處理的電解鋁液通過軌道車快速運送到扒渣靜置工位進行扒渣作業，扒除的鋁渣進行處理回收金屬。扒渣后的電解鋁液靜置IOmin后，取樣測定電解鋁液的溫度為800°C，金屬Na的含量為lOppm，同時測定其他成分包括S1、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti的含量，將測定結果記錄并儲存以備熔鑄車間整體自控系統的調用進行精確的自動化控制。
[0115](5)熔鑄生產銜接
[0116]因為采用了熔化爐同跨布置方式，可將步驟(4)扒渣后的電解鋁液通過車間內吊車直接吊運到熔煉工位，直接加入到熔煉爐內，采用該跨內的吊車直接吊起凈化處理過電解鋁液的精煉包，運行到熔化爐工位兌入電解鋁液。進入熔鑄工序進行熔鑄。
[0117]通過上述實施例可以看出，本發明的方法預凈化后的電解鋁液中鈉含量均低于15ppm，甚至達到了 IOppm以下。處理后的溫度在800°C以下，降低了大量能量消耗。通過后續步驟中的熔鑄過程整個過程衡量，本發明實施例中的總的能量消耗與傳統不通過預凈化工序的電解鋁液直接進行熔鑄，在熔鑄過程中進行除渣除雜，除去堿金屬等步驟，最終制備招合金，共節約耗能折合天然氣至少約為3.4m3/噸招合金。
[0118]最后，需要注意的是:以上列舉的僅是本發明的具體實施例子，當然本領域的技術人員可以對本發明進行改動和變型，倘若這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，均應認為是本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種電解鋁液熔鑄前的預凈化方法，其特征在于，將電解鋁液運送到預凈化工位后，對精煉包內電解鋁液的溫度、成分及雜質含量進行取樣測定，同時向取樣后的電解鋁液中加入堿金屬精煉劑進行初步處理，之后根據取樣測定結果對加入堿金屬精煉劑后的電解鋁液進行分別處理。
2.如權利要求1所述的預凈化方法，其中所述加入堿金屬精煉劑進行初步處理后的電解招液中的鈉含量小于15ppm。
3.如權利要求1或2所述的預凈化方法，其中所述取樣測定結果的溫度為760V?810°C時，將經過堿金屬精煉劑的電解鋁液進行扒渣后直接運送到熔鑄工位進行熔鑄。
4.如權利要求1-3任一項所述預凈化方法，其中所述取樣測定結果的溫度大于810°C時，將經過堿金屬精煉劑處理后的電解鋁液進行噴吹氣體除氣除渣；將除氣除渣后的電解鋁液進行扒渣，后靜置5-15min后將其運送到熔鑄工位進行熔鑄。
5.如權利要求1-4任一項所述預凈化方法，其中所述在運送到熔鑄工位前對電解鋁液的溫度、成分含量進行測定。
6.如權利要求1-5任一項所述預凈化方法，其中所述堿金屬主要為鈉。
7.如權利 要求3-6任一項所述預凈化方法，其中所述的氣體為氮氣或以氮氣為載體的氣體。
8.如權利要求1-7任一項所述預凈化方法，其中所述將電解鋁液運送到預處理工位的運送方式為直連順接或倒運。
9.如權利要求1-8任一項所述預凈化方法，其中所述將預處理后的電解鋁液運送到熔鑄工位的方式是同跨布置和異跨布置。
10.如權利要求1-9所述預凈化方法，其中所述的堿金屬精煉劑為除鈉熔劑。
11.如權利要求10所述預凈化方法，其中所述除鈉劑的主要成為KC1、MgCl2,BaCl2和CaCl2。
12.如權利要求10或11所述預凈化方法，其中所述除鈉劑的加入量為每噸電解鋁液加入除鈉劑0.25kg?0.75kg。
13.—種權利要求1-12任一項所述的預凈化方法制備的電解鋁液。
14.如權利要求13所述電解鋁液，其特征在于，其中鈉的含量在15ppm以下，溫度為780O?800O。
【文檔編號】C22B21/06GK103436919SQ201310369477
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】謝曉會, 冀中年, 趙海東 申請人:中冶東方工程技術有限公司