鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金領域，涉及一種鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]鋁性質很活潑。鋁液或鋁合金液在電解、熔煉、轉送過程中容易吸收氣體形成夾渣、氧化膜、氣孔、疏松等其他缺陷，從而降低鋁液或者鋁合金液的純度，降低產品的純度、腐蝕性能等產品質量，同時也影響鋁及鋁合金的加工工藝性能。因此，鋁及鋁合金在熔煉過程中需要使用覆蓋劑來防止金屬熔體的氧化燒損和吸氣，提高鋁或者鋁合金的純度及產品質量。
[0003]目前對覆蓋劑的研究較少，且存在以下主要問題:1、覆蓋劑不能產生保護性氣體對鋁熔體(即為鋁液或者鋁合金液)進行主動保護。2、覆蓋劑不能在鋁液或者鋁合金液表面形成很致密的保護膜，因此保護效果不好。3、覆蓋劑除水不徹底，覆蓋劑中的水分容易與鋁反應導致鋁液中氣體含量增加，4、目前覆蓋劑一般都不具備除渣能力。

【發明內容】

[0004]基于此，有必要提供一種提高鋁或者鋁合金的純度及產品質量的鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑及其制備方法。
[0005]一種鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑，按質量百分比計，包括以下組分:總量30-65%的KCl和MgCl2、15-55 %的NaCl、2-20 %的CaF2、5-20 %的六氟鋁酸鹽以及2-10 %的六氟硅酸土卜
ΠΤΤ.0
[0006]上述鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑，在鋁熔體(即包括鋁液或者鋁合金液)上覆蓋效果好，有效地避免了鋁熔體的氧化及對氣體的吸收；覆蓋劑與溫度較高的鋁熔體接觸時產生保護性氣體，有效地將鋁及鋁合金熔體與空氣、氫氣隔絕，防止其氧化或起泡，能夠除氣除渣；六氟鋁酸鹽能夠減緩保護性氣體的產生速度，有利于保護性氣體的長時間產生，使得保護性氣體的保護時間延長，同時六氟鋁酸鹽能溶解氧化鋁等夾雜物，凈化鋁液或者鋁合金液。因而上述鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑能提高熔煉鋁或鋁合金的收率和純度，進而提高產品質量和經濟效益。
[0007]在其中一個實施例中，所述六氟硅酸鹽為Na2SiFjP K2SiF6中的一種或兩種。
[0008]在其中一個實施例中，所述六氟鋁酸鹽為K3A1F#P Na3AlF6中的一種或兩種。
[0009]在其中一個實施例中，按質量百分比計，包括以下組分:總量55%的KCl和MgCl2、20 % 的 NaCl、5 % 的 CaF2' 15 % 的 K3AlF6 以及 5 % 的 Na 2SiF6。
[0010]一種鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑的制備方法，包括以下步驟:
[0011]制備混合物A和混合物B，其中，按在鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑中的質量百分比計，所述混合物A包括總量30-65 %的KCl和MgCl2、15-55 %的NaCl以及2-20 %的CaF2,所述混合物B包括5-20%的六氟鋁酸鹽以及2-10%的六氟硅酸鹽；
[0012]將所述混合物A和所述混合物B混勻，得到所述鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑。
[0013]在其中一個實施例中，所述六氟硅酸鹽為Na2SiF#P K2SiF6中的一種或兩種。
[0014]在其中一個實施例中，所述六氟鋁酸鹽為K3A1F#P Na3AlF6中的一種或兩種。
[0015]在其中一個實施例中，按在鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑中的質量百分比計，所述混合物A包括總量55 %的KCl和MgCl2、20 %的NaCl以及5 %的CaF2,所述混合物B包括15 %的 K3AlF6以及 5% 的 Na 2SiF6。
[0016]在其中一個實施例中，所述制備混合物A的步驟具體為:將總量30-65%的KCl和MgCl2,15-55 %的NaCl以及2_20 %的CaF2混合，熔化徹底除去水分，冷卻粉碎得到所述混合物A。
[0017]在其中一個實施例中，制備所述混合物B的原料為含有吸附水或結晶水的六氟鋁酸鹽或/和六氟硅酸鹽，所述制備混合物B的步驟具體為:將含有吸附水或/和結晶水的六氟鋁酸鹽和六氟硅酸鹽混合，熔化徹底除去水分，冷卻粉碎得到所述混合物B。
【附圖說明】
[0018]圖1為一實施方式的鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑的制備方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。
[0020]一實施方式的鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑，按質量百分比計，包括以下組分:總量30-65 % 的 KCl 和 MgCl2、15-55 % 的 NaCl、2-20 % 的 CaF2、5-20 % 的六氟鋁酸鹽以及 2-10 %的六氟硅酸鹽。
[0021]其中，KCl、MgCl2、NaCl和CaFjg夠形成熔點低(700°C )，表面張力很小的多元相，
使覆蓋劑在鋁熔體上覆蓋效果好，有效地避免了鋁熔體的氧化及對氣體的吸收。
[0022]其中，六氟硅酸鹽在溫度高于300°C時發生高溫分解，產生氟化硅氣體。鋁及鋁合金的熔煉的溫度在300°C以上，因此上述覆蓋劑與溫度較高的鋁熔體接觸時，六氟硅酸鹽產生氟化硅氣體，氟化硅氣體作為保護性氣體有效地將鋁及鋁合金熔體與空氣、氫氣隔絕，防止其氧化或起泡，因而能夠除氣除渣。
[0023]優選的，KCl和1%(:12的總量中，KCl和MgCl 2的摩爾比為1:1。其中，KCl和MgCl 2可由原料光鹵石提供，光鹵石的成分為鉀、鎂的鹵化物礦物，化學式為KCl.MgCl2.6H20。
[0024]優選的，六氟硅酸鹽為Na2SiF#PK2SiF6中的一種或兩種。更優選的，六氟硅酸鹽為Na2SiF6。其中，六氟硅酸鹽可由原料鉀冰晶石和鈉冰晶石中的一種或兩種提供。
[0025]其中，六氟鋁酸鹽能夠減緩六氟硅酸鹽產生保護性氣體的產生速度，有利于保護性氣體的長時間產生，使得保護性氣體的保護時間延長，同時六氟鋁酸鹽能溶解氧化鋁等夾雜物。
[0026]優選的，六氟鋁酸鹽為K3AlF6 (鉀冰晶石的主要成分)和Na3AlF6 (鈉冰晶石的主要成分)中的一種或兩種。更優選的，六氟鋁酸鹽為k3aif6。
[0027]優選的，鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑，按質量百分比計，包括以下組分:總量55%的KCl 和 MgCl2' 20 % 的 NaCl、5 % 的 CaF2、15 % 的 K3AlF6 以及 5 % 的 Na 2SiF6。
[0028]上述鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑，在鋁熔體上覆蓋效果好，有效地避免了鋁熔體的氧化及對氣體的吸收；覆蓋劑與溫度較高的鋁熔體接觸時產生保護性氣體，有效地將鋁及鋁合金熔體與空氣、氫氣隔絕，防止其氧化或起泡，能夠除氣除渣；六氟鋁酸鹽能夠減緩保護性氣體的產生速度，有利于保護性氣體的長時間產生，使得保護性氣體的保護時間延長，同時六氟鋁酸鹽能溶解氧化鋁等夾雜物，凈化鋁液或鋁合金液。因而上述鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑能提高熔煉鋁或鋁合金的收率和純度，進而提高產品質量和經濟效益。
[0029]參照圖1，本發明還提供了一實施方式的鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑的制備方法，包括以下步驟:
[0030]步驟SlOO:制備混合物A，其中，按在鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑中的質量百分比計，混合物A包括總量30-65%的KCl和MgCl2、15-55%的NaCl以及2-20%的CaF2。
[0031]在其中一個實施例中，步驟SlOO具體為:將總量30-65%的KCl和MgCl2、15-55%的NaCl以及2-20%的CaF2混合，熔化，徹底除去水分，冷卻粉碎得到混合物A。
[0032]優選的，KCl和1%(:12的總量中，KCl和MgCl 2的摩爾比為1:1。其中，KCl和MgCl 2可由原料光鹵石提供，光鹵石的成分為鉀、鎂的鹵化物礦物，化學式為KCl.MgCl2.6H20。
[0033]KC1、MgCl2, NaCl和CaF2料完全熔化，形成熔點低(700°C )，表面張力很小的多元相，從而使覆蓋劑在鋁熔體上覆蓋效果好，有效地避免了鋁熔體的氧化及對氣體的吸收；且KCUMgCl2,NaCl和CaF2經過高溫熔化除水徹底，不會因為覆蓋劑中帶入水分而使得鋁熔體中氣體含量增加。
[0034]優選的，按在鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑中的質量百分比計，混合物A包括總量55%的 KCl 和 MgCl2、20%的 NaCl 以及 5%的 CaF2。
[0035]優選的，在制備混合物A的步驟中，熔化徹底除去水分的條件為于700-900°C下保溫0.5-2小時。
[0036]更優選的，保溫的溫度為800°C，保溫時間為I小時。
[0037]優選的，加熱至700-900°C的升溫速率為2_5°C /min。
[0038]步驟S200:制備混合物B，其中，按在鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑中的質量百分比計，混合物B包括5-20%的六氟鋁酸鹽以及2-10%的六氟娃酸鹽。
[0039]其中，制備混合物B的原料可為不含有吸附水及結晶水的六氟鋁酸鹽和六氟硅酸鹽，也可為含有吸附水或結晶水的六氟鋁酸鹽和六氟硅酸鹽。
[0040]在其中一個實施例中，制備混合物B的原料為含有吸附水或/和結晶水的六氟鋁酸鹽或/和六氟硅酸鹽，步驟S200具體為:將含有吸附水或/和結晶水的六氟鋁酸鹽和六氟硅酸鹽混合，熔化徹底除去水分，冷卻粉碎得到混合物B，其中，按在鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑中的質量百分比計，混合物B包括5-20%的六氟鋁酸鹽以及2-10%的六氟硅酸鹽。
[0041]將氟鋁酸鹽和六氟硅酸鹽混合熔化，有利于氟鋁酸鹽和六氟硅酸鹽的充分混合，從而使六氟鋁酸鹽能更好地減緩保護性氣體的產生速度，有利于保護性氣體的長時間產生，促進保護性氣體的保護時間延長。
[0042]優選的，六氟硅酸鹽為Na2SiFjP K2SiF6中的一種或兩種。可以理解，六氟硅酸鹽可由原料鐘冰晶石和納冰晶石中的一種或兩種提供。
[0043]更優選的，六氟娃酸鹽為Na2SiF6。
[0044]優選的，六氟鋁酸鹽SK3AlFf^P Na3AlF6中的一種或兩種。更優選的，六氟鋁酸鹽為 K3AlF60
[0045]優選的，按在鋁及鋁合金熔煉用覆蓋劑中的質量百分比計，混合物B包括15%的K3AlF6以及 5%的 Na2SiF6。
[0046]優選的，在制備混合物A的步驟中，熔化徹底除去水分的條件為于200-300°C下保溫1-4小時，以充分除去覆蓋劑中的水分和結晶水，以免水分與鋁液發生反應導致鋁液中氣體含量增加。考慮到六氟硅酸鹽的分解溫度為300°C以上，而混合物A的熔化溫度較高，因此將混合物A和混合物B分開制備。
[0047]更優選的，保溫的溫度為300°C，保溫的