CN108315561A - 一种高效溶剂法去除废铝中铁元素 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高效溶剂法去除废铝中铁元素，包括以下操作步骤：（1）将收集的废铝清洗干净后，表面喷洒改性液后，采用破碎机将废铝破碎成碎片；（2）然后将步骤（1）制得的废铝碎片加入至反应釜中，加热至废铝完全熔化后，向其中加入废铝碎片质量2.2‑2.8%的除铁剂，混合搅拌均匀后，停止加热，等到反应釜中的温度下降90‑100℃后，以25‑28℃/min的升温速度使反应釜中的温度升至降温前的温度，重复上述降温、升温步骤3‑4次后，然后进行吹气精炼，制得去除铁元素的铝溶液。本发明提供的一种去除废铝中铁元素的高效溶剂法，操作简单，成本低廉，在操作的过程中，无毒害气体和物质生成，绿色环保，除铁效率高，可有效的提升制得的废铝制品的品质。
Description
技术领域
本发明属于废铝加工技术领域，具体涉及一种高效溶剂法去除废铝中铁元素。
背景技术
废旧铝合金的再生利用工艺过程是非常复杂的，一方面废铝原料的合金种类繁多，同时废铝原料不可避免地混入其他金属元素与非金属夹杂物，恶化了铝合金熔炼质量；致使废铝再生铝合金中夹杂元素含量超出国标要求的范围，造成铝合金制品的性能无法满足加工与使用要求。因此，废铝再生的关键环节在于熔炼过程的夹杂元素排除，以及非金属夹杂物的分离，使熔体的主要合金元素及杂质元素含量合乎要求，以确保制品具有优良的品质。但是现有技术中，针对废铝中铁元素的去除，去除率较低，去铁效果较差，导致制得的铝锭的品质较差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种高效溶剂法去除废铝中铁元素。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种高效溶剂法去除废铝中铁元素，包括以下操作步骤：
（1）将收集的废铝清洗干净后，表面喷洒改性液后，采用破碎机将废铝破碎成碎片，其中改性液由以下重量份的组分制成：碳酰肼1-3份、十二烷基羟丙基磺基甜菜碱18-20份、水110-130份；
（2）然后将步骤（1）制得的废铝碎片加入至反应釜中，加热至废铝完全熔化后，向其中加入废铝碎片质量2.2-2.8%的除铁剂，混合搅拌均匀后，停止加热，等到反应釜中的温度下降90-100℃后，以25-28℃/min的升温速度使反应釜中的温度升至降温前的温度，重复上述降温、升温步骤3-4次后，然后进行吹气精炼，制得去除铁元素的铝溶液，其中去铁剂由以下重量份的组分制成：硼砂28-33份、氯化锆4-8份、氟硼酸钾1-2份。
具体地，上述步骤（1）中，废铝清洗的具体步骤为：采用清水清洗一遍后，再采用质量分数为5-7%直链烷基苯磺酸钠溶液对其清洗两遍，最后再采用清水清洗一遍。
具体地，上述步骤（2）中，铝合金熔化的温度720-740℃。
具体地，上述步骤（2）中，硼砂的纯度为99.8%，平均粒径大小为300-350目。
具体地，上述步骤（2）中，吹气精炼时所用气体为氮气，氮气的压力为0.1-0.3MPa。
由以上的技术方案可知，本发明的优异效果是：
本发明提供的一种去除废铝中铁元素的高效溶剂法，操作简单，成本低廉，在操作的过程中，无毒害气体和物质生成，绿色环保，除铁效率高，可有效的提升制得的废铝制品的品质。步骤（1）中的改性液，可有效的防止废铝在破碎的过程中，废铝的切割面再次生成氧化铝，进而影响废铝的溶解效果；十二烷基羟丙基磺基甜菜碱可提升废铝的破碎效果，可防止废铝碎片发生凝结的现象；上述步骤（2）中的除铁剂，氟硼酸钾可作为硼砂与铁反应的催化剂，可有效的促进铁硼化合物的生成；氯化锆加入后，一部分的氯化锆可与铝发生化学反应，生成锆单质和氯化铝气体，其中锆单质可有效的增强制得的铝的各项性能，生成的氯化铝升华后有利于铁的析出；一部分氯化锆可直接升华，带出大量的铁元素；降温、升温操作，有利于升华气体的析出，同时也有利于反应产物上浮。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验条件。
实施例1
一种高效溶剂法去除废铝中铁元素，包括以下操作步骤：
（1）将收集的废铝清洗干净后，表面喷洒改性液后，采用破碎机将废铝破碎成碎片，其中改性液由以下重量份的组分制成：碳酰肼1份、十二烷基羟丙基磺基甜菜碱18份、水110份；
（2）然后将步骤（1）制得的废铝碎片加入至反应釜中，加热至废铝完全熔化后，向其中加入废铝碎片质量2.2%的除铁剂，混合搅拌均匀后，停止加热，等到反应釜中的温度下降90℃后，以25℃/min的升温速度使反应釜中的温度升至降温前的温度，重复上述降温、升温步骤3次后，然后进行吹气精炼，制得去除铁元素的铝溶液，其中去铁剂由以下重量份的组分制成：硼砂28份、氯化锆4份、氟硼酸钾1份。
具体地，上述步骤（1）中，废铝清洗的具体步骤为：采用清水清洗一遍后，再采用质量分数为5%直链烷基苯磺酸钠溶液对其清洗两遍，最后再采用清水清洗一遍。
具体地，上述步骤（2）中，铝合金熔化的温度720℃。
具体地，上述步骤（2）中，硼砂的纯度为99.8%，平均粒径大小为300目。
具体地，上述步骤（2）中，吹气精炼时所用气体为氮气，氮气的压力为0.1MPa。
实施例2
一种高效溶剂法去除废铝中铁元素，包括以下操作步骤：
（1）将收集的废铝清洗干净后，表面喷洒改性液后，采用破碎机将废铝破碎成碎片，其中改性液由以下重量份的组分制成：碳酰肼2份、十二烷基羟丙基磺基甜菜碱19份、水120份；
（2）然后将步骤（1）制得的废铝碎片加入至反应釜中，加热至废铝完全熔化后，向其中加入废铝碎片质量2.4%的除铁剂，混合搅拌均匀后，停止加热，等到反应釜中的温度下降95℃后，以27℃/min的升温速度使反应釜中的温度升至降温前的温度，重复上述降温、升温步骤3次后，然后进行吹气精炼，制得去除铁元素的铝溶液，其中去铁剂由以下重量份的组分制成：硼砂30份、氯化锆6份、氟硼酸钾2份。
具体地，上述步骤（1）中，废铝清洗的具体步骤为：采用清水清洗一遍后，再采用质量分数为6%直链烷基苯磺酸钠溶液对其清洗两遍，最后再采用清水清洗一遍。
具体地，上述步骤（2）中，铝合金熔化的温度730℃。
具体地，上述步骤（2）中，硼砂的纯度为99.8%，平均粒径大小为330目。
具体地，上述步骤（2）中，吹气精炼时所用气体为氮气，氮气的压力为0.2MPa。
实施例3
一种高效溶剂法去除废铝中铁元素，包括以下操作步骤：
（1）将收集的废铝清洗干净后，表面喷洒改性液后，采用破碎机将废铝破碎成碎片，其中改性液由以下重量份的组分制成：碳酰肼3份、十二烷基羟丙基磺基甜菜碱20份、水130份；
（2）然后将步骤（1）制得的废铝碎片加入至反应釜中，加热至废铝完全熔化后，向其中加入废铝碎片质量2.8%的除铁剂，混合搅拌均匀后，停止加热，等到反应釜中的温度下降100℃后，以28℃/min的升温速度使反应釜中的温度升至降温前的温度，重复上述降温、升温步骤4次后，然后进行吹气精炼，制得去除铁元素的铝溶液，其中去铁剂由以下重量份的组分制成：硼砂33份、氯化锆8份、氟硼酸钾2份。
具体地，上述步骤（1）中，废铝清洗的具体步骤为：采用清水清洗一遍后，再采用质量分数为5-7%直链烷基苯磺酸钠溶液对其清洗两遍，最后再采用清水清洗一遍。
具体地，上述步骤（2）中，铝合金熔化的温度740℃。
具体地，上述步骤（2）中，硼砂的纯度为99.8%，平均粒径大小为350目。
具体地，上述步骤（2）中，吹气精炼时所用气体为氮气，氮气的压力为0.3MPa。
对比例1
步骤（2）中的除铁剂不添加氟硼酸钾，其余操作步骤与实施例1完全相同。
对比例2
步骤（2）中的氯化锆为氯化锰，其余的操作步骤与实施例2完全相同。
铝液中的含铁量用SPECTROLAB型分光仪测试，分别测试各实施例和对比例除铁前后铝液中的含铁量，试验结果如表1所示：
表1 除铁效果验证
| 项目 | 除铁前含Fe量，% | 除铁后含铁量，% |
| 实施例1 | 0.857 | 0.311 |
| 对比例1 | 0.862 | 0.624 |
| 实施例2 | 0.859 | 0.303 |
| 对比例2 | 0.861 | 0.558 |
| 实施例3 | 0.858 | 0.301 |
由表1可知，本发明提供的去除废铝液中铁元素的方法，去铁效果显著。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改变、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种高效溶剂法去除废铝中铁元素，其特征在于，包括以下操作步骤：
（1）将收集的废铝清洗干净后，表面喷洒改性液后，采用破碎机将废铝破碎成碎片，其中改性液由以下重量份的组分制成：碳酰肼1-3份、十二烷基羟丙基磺基甜菜碱18-20份、水110-130份；
（2）然后将步骤（1）制得的废铝碎片加入至反应釜中，加热至废铝完全熔化后，向其中加入废铝碎片质量2.2-2.8%的除铁剂，混合搅拌均匀后，停止加热，等到反应釜中的温度下降90-100℃后，以25-28℃/min的升温速度使反应釜中的温度升至降温前的温度，重复上述降温、升温步骤3-4次后，然后进行吹气精炼，制得去除铁元素的铝溶液，其中去铁剂由以下重量份的组分制成：硼砂28-33份、氯化锆4-8份、氟硼酸钾1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种高效溶剂法去除废铝中铁元素，其特征在于，上述步骤（1）中，废铝清洗的具体步骤为：采用清水清洗一遍后，再采用质量分数为5-7%直链烷基苯磺酸钠溶液对其清洗两遍，最后再采用清水清洗一遍。
3.根据权利要求1所述的一种高效溶剂法去除废铝中铁元素，其特征在于，上述步骤（2）中，铝合金熔化的温度720-740℃。
4.根据权利要求1所述的一种高效溶剂法去除废铝中铁元素，其特征在于，上述步骤（2）中，硼砂的纯度为99.8%，平均粒径大小为300-350目。
5.根据权利要求1所述的一种高效溶剂法去除废铝中铁元素，其特征在于，上述步骤（2）中，吹气精炼时所用气体为氮气，氮气的压力为0.1-0.3MPa。
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- 2017-12-30 CN CN201711489390.3A patent/CN108315561A/zh active Pending
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