WO1996016192A1

WO1996016192A1 - Composition for covering aluminum melt and method of preparing the same

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Publication number: WO1996016192A1
Application number: PCT/CN1995/000090
Authority: WO
Inventors: Zongjiang Zhang
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Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1995-11-17
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 1997-05-18
Also published as: AU3866495A; US5762722A; CN1036076C; CN1123334A

Description

熔铝覆盖剂及其制造方法技术领域

本发明涉及一种熔铝覆盖剂及其制造方法，尤其涉及一种高效熔铝覆盖剂，它可用于 4吕碎屑、铝箔等铝废料的重熔回收。本发明还涉及这种覆盖剂的制迻方法。

背景技术

金属铝及其合金由于其独特的性能，在国民经济各领域及人们的日常生活中已得到了广泛的应用，而且随着经济的发展，世界各国对铝的需求是在逐年增加。但是，一方面在铝加工过程中会产生大量的废料，如车、铣等加工产生的碎屑，另一方面，由于工业设备的废弃及人们日常生活用品的消耗也会产生许多铝废料，为了重新利用这部分铝废料，通常将它们回炉重新熔炼，以进行回收。然而，由于铝是一种较活泼、易氣化的金属，在其回炉重新熔炼过程中容易因氡化而引起实收率的降低，从而造成資源的浪费。为了昉止 4吕废料在重新熔炼过程中的氡化，人们通常在熔炼过程中向铝废料表面覆盖一层昉护剂，也称为覆盖剂。常用的熔铝覆盖剂为 KC1： NaCl= l： 1 (重量比）的混合物。原苏联专利 SU 571522 (1974年 7月 19 日公布）公开： T一种处理^合金碎屑的方法，它在底层助剂（预热至 800—1000°C，钙、钡的氯化物）上放置压实的碎屑，碎屑上用一层熔融铝覆盖，再用 100— 300mm厚的氯化钠一氯化钾一冰晶石低共熔混合物覆盖，以起到防止铝合金氡化的作用。原西德专利 DE 2821353(1977年 6月 2日公布）公开了一种从铝碎屑回收铝的方法，它将碎屑浸入铝熔体中，再在碎屑层上覆盖一种组合物： 40— 55wt. %NaCl, 40- 55wt. %KC1和 3 — 15wt. %的1^、 Ba、Mg或 Ca的碳酸盐、硼酸盐或氳化物。这两种方法虽然可以提高铝或铝合金的实收率，但是它们的一个共同特点就是都要将铝或其合金的碎屑浸入熔融铝中，这一方面要多消耗能量，另一方面在某些情况下，.尤其是回收铝合金的情况下，要预先制备与待回收 4吕合金成分相同的熔融铝合金是有困难的。造成这种情况的主要原因是现在所用的復盖剂在碎屑熔化之前所起的保护作用太弱，如果不加入熔融铝而直接将铝碎屑加热熔化（也就是常说的空炉投料），铝碎屑在熔化之前就会发生剧烈氡化，造成实收率的降低。

发明内容

i^[，本发明的一个目的就是提供一种熔铝覆盖剂，由于这种覆盖剂在铝碎屑熔化之前也能对其起到很好的保护作用，因而能够提高铝的实收率，甚至在空炉投料时也能得到较高的实收率，从而产生较大的经济效益。

本发明的第二个目的是提供一种制造这种熔覆盖剂的方法。根据本发明的熔^覆盖剂的成分包括：氯化钾、氯化钠、氯化锂、氟化钾、硫駿氨钠。

根据本发明的一种优逸方案，覆盖剂中的氟化钾是含两个结晶水的二水合物，和 /或硫駿氳钠是含一个结晶水的一水合物。

应该理解，本发明的熔 s覆盖剂除以上組分外，还可包括少量本领域公知的常规添加剂，例如用于含镁的铝合金的覆盖剂可包括少量氯化钡、氯化镁，用于含锌的铝合金的覆盖剂可包括少量的氯化锌，为了加强^和渣的分离，还可向覆盖剂中加入少量冰晶石和氟化钙等。

根据本发明的一种实施方案，该熔铝復盖剂的各組分重量份配比为：氯化钾 20—65，氯化钠 20— 65，氯化锂 1—20，氟化钾 0. 3— 5，硫酸氨钠 0. 2—3。

根据本发明的另一种实施方案，该熔^覆盖剂的各組分重量份配比为：氯化钾 40— 55，氯化钠 30—45，氯化锂 3— 20，氟化钾 1. 5—5，硫駿氨钠 0. 5— 3。

根据本发明的一种优逸方案，该熔铝覆盖剂的各組分重量份配比为：氯化钾 48—52，氯化钠 38—42，氯化锂 5—7，氟化钾 2— 3 ,琰駿氲钠 1— 1. 5。

本发明熔铝覆盖剂可通过以下方法来制备，该方法包括：（1 ) 按重量份配比分別称取该类型復盖剂的各种組分：氯化钾、氯化钠、氯化锂、氣化钾、硫駿氬钠；（2)在低于 300°C的温度下将氯化钾、氯化钠、氯化锂三秤組分； ^干；（3)4^烘干后的三种组分粉碎，优逸地过筛至 80目以下的粉末，并相互混合均匀；（4)将氟化钾組分粉碎并与步骤（3)制得的混合物混合均； (5) 硫酸氬钠粉碎，优选地至 80目以下的粒度，再与由步骤（ 4)制成的混合物混合均匀。

根据本发明的一种方案，熔铝覆盖剂也可以由以下方法来制备，该方法包括：（1)按重量份配比分别称取该类型覆盖剂的各种组分：氯化钾、氯化钠、氯化锂、氟化钾、硫酸氳钠；（2)在低于 300° C的温度下将氯化钾、氯化钠、氯化锂三种組分烘干；（3) 烘干后的三种組分粉碎，优选地过筛至 80目以下的粉末，并相互混合均匀；（4)将氟化钾溶于水，配成水溶液，优逸地是氣化钾的饱和水溶液，通过喷牀、搅拌等方式与步骤（3)制得的混合物混合均匀； (5) 硫駿氬钠溶于水，配成水溶液，优逸为饱和水溶液，再与由步骤（4)制成的混合物混合均匀。该方法中，步骤（5)也可以是：硫酸氨钠粉碎，再与由步骤（4)制得的混合物混合均勻。

根据本发明的一种变化方案，在制得氯化钾、氯化钠、氯化锂三种組分的均匀混合物之后，先加入粉碎过的硫酸氳钠，混合均匀后，再加入粉碎的氣化钾组分，然后混匀，制成本发明的熔铝覆盖剂。

根据本发明的再一种变化方案，在制得氯化钾、氯化钠、氯化锂种組分的均混合物之后，先加入硫酸氬钠的水溶液，优逸为饱和水溶液，混合均匀，再加入氟化钾水溶液，优逸为氣化钾的饱和水溶液，通过喷淋，搅拌与前四种組分的混合物混合均匀，制成本发明的熔铝覆盖剂。该方案中，可将氣化钾粉碎后直接加入，而不需将其配成水溶液。

与现有的熔铝覆盖剂相比，本发明的熔吕覆盖剂在氯化钾和氯化钠的基础上，添加了氯化锂、氟化钾和硫駿氳钠，这一方面降低了覆盖剂的熔点，使其在较低温度下形成液相，起到防止吕碎屑发生氡化的作用，另一方面，由于其在加热升温过程中能生成大量保护性气体，且与 A1₂0₃反应在铝或其合金表面形成一层保护膜，能有效地将 ^或其合金与空气隔绝，昉止其氡化，因此本发明的熔铝覆盖剂能起到很好的保护作用，提高熔炼铝金属的实收率，甚至在空炉投料时能得到较高的实收率，从而产生较好的经济致益。而且本发明的熔铝覆盖剂原料来源充足，制達工艺单，成本较低，可在金属铝或其合金的熔炼过程中广泛使用。

本发明的最佳实施方式

下面结合实施例，对本发明的熔铝覆盖剂及其制造方法进行详细说明。其中所用氯化钾、氟化钠、氯化锂、氟化钾、硫酸氲钠、冰晶石均为工业纯颗粒原料。

实施例 1

用台称称取氯化钾 40公斤，氯化钠 30公斤，氯化锂 3公斤，分别放置烘箱中，在 120。C下烘干 4小时。取出后分别用球磨机研麿，再在一台球磨机中混合均勻。

然后称取 1. 5公斤二水氟化钾，在硬塑容器中用塑料棒捣碎，形成一种细颗粒和溶液的混合物，将这种混合物加到由上述步骤制得的混合物中搅拌均匀。

最后称取 0· 5公斤无水砥駿氳钠在硬塑容器中用塑料棒捣碎，再加到上面的四种组分的混合物中，搅拌均匀。如此配制的 75公斤高效熔铝覆盖剂（1号样）呈松散、粉末状。

实施例 2

用台称称取氯化钾 48公斤，氯化钠 38公斤，氯化锂 5公斤，分别放置烘箱中，在 200°C下烘干 3小时，取出后分别用球磨机研麿，再过 80目筛，然后在球磨机中混匀。

称取 2公斤二水氟化钾，置于塑料容器中，再向其中加入 0. 58公斤水，捣碎并欖拌使氟化钾基本溶解，再喷淋在氯化钾、氯化钠、氯化锂的混合粉末上，并搅拌使它们互相混匀。

最后称取 1公斤一水硫酸氳钠，置于塑料容器中，加入 3， 5公斤水，捣碎并搅拌使硫酸氨钠基本溶解，再喷淋至氯化钾、氯化钠、氯化锂、氣化钾四种組分的混合物中，搅拌均勾。如此制备的 94 公斤（水重量不计）高效熔铝覆盖剂（2号样）呈松散、潮湿的粉末状。

实施例 3

用台称称取氯化钾 50公斤，氯化钠 40公斤，氯化锂 6. 3公斤，分别放置烘箱中，在 230°C烘千 2小时，取出后装入一台球磨机中粉碎并混合均匀，然后过 80目筛。

称取 2. 5公斤无水氟化钾，置于塑料容器中加入 0· 75公斤水，捣碎并攬拌使氟化钾基本溶解，再喷淋在氯化钾、氯化钠、氯化锂的混合粉末上，并搅拌使它们相互混匀。

最后称取 1. 2公斤一水硫駿氳钠，在硬塑容器中用塑料棒其捣碎，再加入到由上述步骤制成的混合物中，搅拌均匀。如此制备的 100公斤（水重量不计）高效熔 S覆盖剂（3号样）呈松散、潮湿的粉末状。

实例 4

用台称称取 55公斤氯化钾， 45公斤氯化钠， 20公斤氯化锂，分别放置烘箱中，在 120°C下烘干 4小时，取出后分别在球磨机中粉碎，再过 80目筛，然后混合在一起搅拌均匀。

称取无水硫酸氳钠 3公斤，在硬塑容器中用塑料棒捣碎，与氯化钾、氯化钠、氣化锂三种組分的混合物搅拌混合均匀。

最后称取 5公斤二水氟化钾，置于硬塑料容器中，用塑料棒捣碎，使之成为一种細颗粒与溶液的混合物，再加入到氯化钾、氯化钠、氯化锂、硫酸氨钠四种組分的混合物中，并搅拌使它们相互混合均匀。由此制得的 128公斤熔 4吕覆盖剂（4号样）呈松散的粉末状。

实例 5

用台称称取 52公斤氣化钾， 42公斤氟化钠， 7公斤氯化锂，分别装入烘箱，在 200°C下烘千 3小时，取出后装入一台球磨机中粉碎并混合均匀，再用 80目筛子过筛。

称取一水硫駿氳钠 1. 5公斤，置于塑料容器中，加入 5. 1公斤水，捣碎并搅拌，使硫駿氨钠基本溶解，再喷淋至氯化钾、氯化钠、氯化锂三种組分的混合物上，并搅拌均匀。

最后称取 3公斤二水氟化钾，置于塑料容器中，加入 0. 9公斤水，捣碎并搅拌，使氟化钾基本溶解，再将其喷淋至氯化钾、氯化 4内、氯化锂、疏駿氳钠四种組分的混合物上，并搅拌混合均匀，如此制得的 105. 5公斤（水重量不计）高效熔铝覆盖剂（5号样）呈松散、潮湿的粉末状。

实施例 6

用台称称取氯化钾 28公斤，氟化钠 68公斤，氯化锂 16公斤，分别放置烘箱中，在 200。C下烘千 3小时，取出后装入一台球磨机中粉碎并混合均匀。

称取 0. 5公斤无水氟化钾，置于硬塑容^中用塑料棒捣碎，再与上述步骤制得的混合物混合搅拌均匀。

最后称取 0. 3公斤无水硫駿氳钠，在硬塑容器中用塑料棒捣碎，再加到由上述步骤制成的混合物中，搅拌均匀。如此制备了 112. 8公斤熔铝覆盖剂（6号样），呈松的粉末状。

实施例 7

用台称称取氯化钾 58公斤，氯化钠 25公斤，氯化锂 8公斤，分别置于烘箱中，在 120°C下烘千 4小时，取出后分别在球麿机中粉碎，再过 80目，然后混合在一起搅拌均匀。

称取 0. 4公斤一水硫駿氬钠，在硬塑容器中用塑料棒 ^其捣碎，再加入到由上述步驟制得的混合物中，搅拌均匀。

最后称取无水氣化钾 0. 6公斤，置于塑料容器中，再加入 0. 4 公斤水，捣碎并搅拌使氟化钾完全溶解，再喷淋在由上述步骤制得的混合物中，并搅拌使它们相互混匀。如此制得 92. 0公斤（水重量不计）熔铝覆盖剂（7号样），呈松散、潮湿的粉末状。

实施例 8

用台称称取 41公斤氯化钾， 57公斤氯化钠， 1. 2公斤氯化锂，分别装入烘箱中，在 230。C下烘干 2小时，取出后装入一台球麿机中粉碎并混合均匀，然后过 80目筛。

称取 1公斤无水硫酸氳钠，装入塑料容^中，加入 3. 5公斤水，捣碎并搅拌使硫駿氨钠基本溶解，再喷在由上述步骤制得的混合物中，并搅拌均匀。

聂后称取 1. 5公斤二水氣化钾，在硬塑容^中用塑料搅拌捣碎，使其为一种细颗粒与溶液的混合物（即为过饱和溶液），再加入到由前述步骤制得的混合物中，搅拌均匀。如此制得 101. 7公斤 (水重量不计）熔铝復盖剂，呈松散，潮湿的粉末状。本实施例涉及由实施例 1一 5制得的熔铝覆盖剂在实验室所做的熔 S试验中的效果。

试验所用铝原料为废 4吕箔，厚度为 0. 007mm, 是轧制后 6天的铝箔。加热炉为 7. 5KVA的井式电阻炉（直径 250mm，深 370mm) ,所用石墨坩埚直径 I90mm，深 ²⁷0mm，容铝量为 6公斤。

实验时，先将坩埚放入热炉内，升温至 910°C，恒温一段时间后，打开炉门，向坩埚内投洒本发明覆盖剂 74克（铺底用），马上将 2000克铝箔装入坩埚，接着在铝箔上铺洒本发明覆盖剂 126克 (覆盖用），盖上炉门，熔炼 25分钟后回收铝锭，使用各实施例的覆盖剂实收铝锭的数量列于表 1。

从表 1 可以看出，使用本发明的覆盖剂，铝的实收率均在 98%左右，表现出极好的效果。

实施例 10

本实施例涉及实施例 2制得的熔覆盖剂在工业熔炉工艺中的使用效果。在 300公斤的电加热熔 4吕炉中进行试验，在炉温为 850°C时，先向炉底均勻铺洒本发明熔铝覆盖剂（2号样） 7公斤（占投料量的 3. 5% ) , 然后一次性投入 Al—Zn—Mg合金铣面屑 200公斤，最后 ^ 11公斤（占投料量的 5. 5%)熔^復盖剂（2号样）均勻覆盖在孝吕屑表面。关闭炉门，熔化 3小时。实收铝合金锭 184公斤，实收率达 92%。

对比例 1

本实例首先制备了 100公斤氯化钾一氯化钠一冰晶石三种組分的常规熔铝覆盖剂，各組分的重量份配比为：氯化钾 57份，氯化钠 38份，冰晶石 5份。称取 57公斤氯化钾和 38公斤氯化钠，在烘箱中于 120°C下烘千 4小时，取出后于球磨机中粉碎混匀，再过 80 目筛。将 5公斤冰晶石粉碎后，与氯化钾、氯化钠混合物混匀，制得了对比例 1熔铝覆盖剂（6号样）。

下面这种覆盖剂在工业熔炉中试验，观察其使用效果。

使用与实施例 7相同的 300公斤的电加热熔铝炉，在炉温为 850°C时，先向炉底均匀铺洒熔覆盖剂（6号样） 8公斤（占投料量的 4% ) ,然后一次性投入 Al—Zn—Mg合金铣面屑 200公斤，最后将 12公斤（占投料量的 6%)熔铝覆盖剂（6号样）均匀覆盖在吕屑表面。关闭炉门，升温熔化 3小时。实收铝合金锭 64公斤，实收率仅为 32%。

从对比实施例 1和实施例 7的结果可以看出，与现有技术的熔铝覆盖剂相比，本发明的熔铝復盖剂在空炉投料时，熔炼铝（或其合金）的实收率显著提高，说明了本发明熔铝覆盖剂的极佳效果。

应该明白，实施例 9阐述的只是本发明覆盖剂的一种使用方法，当熔炼是将压实的铝碎屑浸入熔融铝中来进行时，可在压实的铝碎屑上涂上本发明覆盖剂，稍徵烘千后，再浸入熔融铝中熔炼。

本发明熔铝復盖剂在使用时，.用量为投入熔炼炉中铝料的约 1 一 15% (重量），优逸 7— 9% (重量）。本发明熔铝覆盖剂所包括的常蚬添加剂、如氯化钡、氯化镁、氯化锫、冰晶石和氟化钙等可以作为制备本发明的覆盖剂的最后步骤加入到前述的熔 s覆盖剂之中。由于本发明覆盖剂容易吸湿、潮解，因此最好在配制成以后马上使用，否则，最好能装入塑料袋中密封保存，以备用。

以上结合实施例对本发明进行了详细叙述，但这些实施例只是用来说明本发明，从任何意义上都不是为了限定本发明，本发明的范围由下面的权利要求所限定。本领域熟练技术人员很容易对本发明进行某些变化，替换或改进，例如，制备本发明覆盖剂时，可以先加入氟化钾，也可以先加入硫酸氨钠，氟化钾和疏酸氳钠可以都以颗粒形式加入、也可以都以溶液形式加入、或者一种以颗粒形式加入，一种以溶液形式加入，但它们都落在本发明范围之内。

Claims

权利要求

1. 一种熔铝覆盖剂，它包括氯化钾、氯化钠、氯化锂、氟化钾、硫駿氨钠。

2. 根据权利要求 1的熔铝覆盖剂，其中氟化钾是含两个结晶水的二水合物，和 /或硫駿氳钠是含一个结晶水的一水合物。

3. 根据权利要求 1或 2的熔 S覆盖剂，其特征是该覆盖剂各組分的重量份配比为：氯化钾 20— 65，氣化钠 20—65，氯化锂 1一 20，氟化钾 0. 3—5，硫駿氢钠 0. 2—3。

4. 根据权利要求 3的熔铝覆盖剂，其特征是该覆盖剂各組分的重量份配比为：氯化钾 40— 55，氯化钠 30—45，氯化锂 3— 20，氟化钾 1. 5— 5，硫駿氢钠 0. 5— 3。

5. 根据权利要求 4的熔铝覆盖剂，其特征是该覆盖剂各組分的重量份配比为：氯化钾 48— 52，氯化钠 38— 42，氯化锂 5— 7，氟化钾 2— 3，硫酸氲钠 1— 1. 5。

6. 一种包括氯化钾、氯化钠、氯化锂、氟化钾、硫駿氲 4内的熔铝復盖剂的制迻方法，包括以下步骤：

(1)按重量份配比分别称取该类型覆盖剂的各种組分：氯化钾、氯化钠、氯化锂、氟化钾、硫酸氢钠；

(2)在低于 300。C的温度下将氯化钾、氯化钠、氯化锂三种組分烘千；

(3)将烘千后的三种組分粉碎，并相互混合均匀；

( 4) 氟化钾粉碎后与由步骤（3)制得的粉末混合物混合均匀；

(5) 将硫酸氳钠粉碎后，与由步骤（4)制得的混合物混合均匀。

7. 根据权利要求 6的制造熔 S覆盖剂的方法，其中步骤（3) 为：将烘千后的三种組分粉碎，过筛成 80目以下的粉末，并相互混合均匀。

8. 根据权利要求 6或 7的制造熔铝覆盖剂的方法，其中步骤 (4)为：将氟化钾粉碎并溶于水中配成溶液，再与由步骤（3)制得的粉末混合物混合均匀。

9. 根据权利要求 8的制迨熔铝覆盖剂的方法，其中步骤（5) 为：将硫酸氬钠粉碎并溶于水配成水溶液，再与由步骤（4)制得的混合物混合均匀，。

10. 根据权利要求 6或 7的制迻熔铝覆盖剂的方法，其中步骤

(5)为：将疏酸氲钠粉碎并溶于水配成水溶液，再与由步骤（4)制得的混合物混合均匀。

11. 根据权利要求 10的制迻熔铝覆盖剂的方法，其中步驟（4) 为：将氟化钾粉碎并溶于水中配成溶液，再与由步骤（3)制得的粉末混合物混合均匀。

12. 一种包括氯化钾、氯化钠、氯化锂、氟化钾、硫駿氨钠的熔铝覆盖剂的制達方法，包括以下步骤：

(1)按重量份配比分别称取该类型覆盖剂的各种組分：氯化钾、氯化 4 、氯化锂、氣化钾、疏駿氲钠；

(2)在低于 300 的温度下将氟化钾、氯化钠、氯化锂三种组分烘千；

(3)将烘千后的三种组分粉碎，并相互混合均匀；

(4)将硫駿氬钠粉碎，并与由步骤（3)制得的粉末混合物混合均匀；

(5)将氣化钾粉碎，并与由步骤（4)制得的混合物混合均匀。

13. 根据权利要求 12所述的熔铝覆盖剂的制造方法，其中步骤（3)为：将烘千后的三种組分粉碎，过 ^成 80目以下的粉末，并相互混合均匀。

14. 根据权利要求 12或 13所述的制造熔铝覆盖剂的方法，其中步骤（5)为：将氟化钾粉碎并溶于水中配成溶液，再与由步骤 (4)制得的混合物混合均匀。

15. 根据权利要求 14所述的制造熔铝覆盖剂的方法，其中步骤（4)为：硫駿氨钠粉碎并溶于水配成水溶液，并与由步骤（3) 制得的粉末混合物混合均匀。

16. 根据权利要求 12或 13所述的制造熔铝覆盖剂的方法，其中步骤（4)为：将硫駿氨钠粉碎并溶于水配成水溶液，并与由步骤 (3)制得的粉末混合物混合均匀。

17. 根据权利要求 16所述的制造熔铝覆盖剂的方法，其中步骤（5)为：将氟化钾粉碎并溶于水中配成溶液，再与由步骤（4)制得的混合物混合均匀。