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铝锭铸造的净化技术

从电解槽吸出的铝液中含有各种杂质,因此铸造之前需要进行净化。工业上主要采用澄清、熔剂、气体等净化方法,也有的试用定向凝固和过滤方法进行净化。

  

  1.熔剂净化熔剂净化是利用加入铝液中的熔剂形成大量的细微液滴,使铝液中的氧化物被这些液滴湿润吸附和溶解,组成新的液滴升到表面,冷却后形成浮渣除去。净化用的熔剂选用熔点低、密度小,表面张力小、活性大、对氧化渣有很强吸附能力的盐组成。使用时,先将小块熔剂装入铁笼里,再插入混合炉底部来回搅动,至熔剂化完后取出铁笼,静止5~10min.捞出表面浮渣即可浇铸。根据需要也可将熔剂撤在表面上起覆盖作用。

  

  2.气体净化气体净化是一种主要的原铝净化法,所用气体是氯气、氮气或氯氮混合气体。

  

  (1)氯气净化。以前采用活性气体氯气作净化剂(氯化法)。在氯化法中,把氯气通入铝液内时生成很多异常细小的AlCl3,气泡,充分地混合在铝液内。溶解在铝液中的氢,以及一些机械夹杂物便吸附在AlCl3气泡上,随着AlCl3气泡上升到铝液表面而排出。通入氯气时还能使某些比铝更加负电性的元素氯化,如钙、钠、镁等均因通入氯气而生成相应的氯化物,得以分离出来。所以氯化法是一种非常有效的原铝净化法。氯气用量为每吨铝500-700g.但因为氧气有毒而且比较贵重,为了避免空气被污染和降低铝锭生产的成本,故在现代铝工业上已逐渐废去了氯化法改成惰性气体——氮气净化法。

  

  (2)氮气净化法。又称为无烟连续净化法,用氧化铝球(418mm)作过滤介质。N2直接通入铝液内。铝液连续送入净化炉内,通过氧化铝球过滤层,并受到氮气的冲洗,于是铝液中的非金属夹杂物以及溶解的氢得以清除,然后连续排出,从而使细微的氮气泡均匀分布在受处理的铝液内起到净化的作用。氮气对大气无污染,且净化处理量大,每分钟可处理200~600kg铝液,净化过程中造成的铝损失量相对减少,故现在广泛应用。但它不象氯气那样能够清除铝液中的钙、钠、镁。

  

  (3)混合气体净化法。采用氯气和氮气的混合物来净化铝液,其作用是一方面脱去氢气和分离氧化物,另一方面清除铝中某些金属杂质(如镁),常用的组成是90%氮气+10%氯气。也有采用10%氯气+10%二氧化碳+80%氮气。这样效果更好,二氧化碳能使氯气与氮气很好的扩散,可缩短操作时


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