[发明专利]用于金属液的多腔挡渣机构及回收铝电解槽内氟盐的方法

说明书

本发明涉及铸造、金属电解熔炼领域，具体的说是用于金属液的多腔挡渣机构及回收铝电解槽内氟盐的方法。包括设置在金属液容器腔内的分隔墙，分隔墙将金属液容器内腔中对应金属液导入的部分分隔为流入腔，对应金属液流出的部分分隔为流出腔，在分隔墙的底部设有连通孔；在流出腔对应的金属液容器的腔壁上设有供金属液从流出腔中流出的流嘴，且分隔墙上对应流出腔的部分与金属液从流嘴中的流出方向之间的夹角大于45°。在电解铝生产过程中，通过具有上述多腔挡渣机构的真空负压抬包从电解槽中吸取铝液，然后利用多腔挡渣机构对渣的阻挡汇集作用将吸取到的电解质和渣方便的收集重新投入电解槽内，以大幅节约电解铝添加剂投入成本。

技术领域

本发明涉及铸造、金属电解熔炼领域，具体的说是用于金属液的多腔挡渣机构及回收铝电解槽内氟盐的方法。

背景技术

一、在冶金领域中，用于金属液转运、暂存或调质的各种转运包、浇注包、真空负压抬包以及铝深加工及铸造用混合炉、熔炼炉虽大小不一，规格体积大的能贮存上百吨金属液，体积小的能贮存的几十公斤金属液，但普遍的只包含一个腔室。在将其腔室内的金属液浇注向下一工序容器的过程中，由于此类设备不具备挡渣能力，故很容易将其腔室内漂浮于金属液上层的渣同时浇注向下一工序容器，或渣滞留于腔室中，导致腔室容积变小，造成容器的使用寿命降低，需要提前进入大修程序，增加了维护成本。

而为了避免渣注入下一工序容器或渣在腔室中的滞留，需要在浇注前先对腔室中金属液进行静置，待所有渣上浮于液面表层后对整个液面进行打渣处理。由于液面面积较大，渣在液面上分散为薄薄的一层，造成打渣困难，劳动强度大，且静置及打渣耗费时间长，容易产生新渣。

在金属(如铝、铜、铅等金属及其废料）熔化过程中，出现以下几种问题：1、由于熔化炉腔室过大，熔化热损失较大；2、产生渣时扒渣困难且后续工艺中容易带渣；3、渣粘炉体导致炉熔池容量减小；4、腔室过小贮存金属液量过小，影响产量。

二、现有技术中的铝厂通常采用电解槽电解氧化铝生产出原铝。由于氧化铝（熔点2050°C）熔化难度大，但固体氧化铝可以部分溶解在熔点较低的冰晶石熔融液中，形成均匀熔体，即电解质，并且电解质具有良好的导电性，通入直流电在温度960°C温度下发生电解反就生产液态铝和气态物质。在铝电解生产过程中，为了改善电解质的性质，有利于生产，通常向电解质中加入氟化铝、氟化钠、氟化镁、氟化钙、氟化锂、碳酸钠等添加剂，以达到提高电流效率降低能耗的目的。

电解氧化铝的工艺为：首先，电解槽内加入冰晶石与氧化铝，直流电作用在阳极碳块上，在碳块接触电解质发生电解反应生成液态铝和二氧化碳气体。大量铝在槽底部沉积到工艺要求的高度后，用密封的真空负压抬包的吸铝管插到电解质层下方的铝液中，在真空负压抬包上的引射器产生负压的作用下将铝吸进抬包中，抬包在吸铝的同时不可避免吸出一部分电解质。导致电解槽内的电解质量减少，为维持电解槽正常运行需不断的向电解槽内补充上述添加剂。

其次，将真空负压抬包运送到铸造车间，将铝从真空负压抬包内倒出来，由于抬包是密封的，在抬包倒铝过程中会大量吸入气体。铝液与空气接触会产生大量的氧化渣。电解质密度较小漂浮在铝液表面会在铝液流尽的最后阶段倒出。而有一部分不能倒出则会与铝氧化渣、铝液，沉淀在抬包底部。长时间使用会使抬包内容量进一步减少，抬包进行小修或大修。

而进入铸造车间铝用炉内的铝液表面漂浮着电解质与氧化渣，与铝液连在一块，需加入除渣剂将铝液与铝渣分离开后，将铝灰渣扒出。但是部分铝灰渣会粘在铝用炉表面导致炉熔池容量减少，提前进入大修或小修。而铝灰渣带有大量的铝液，现有的方法是将铝灰渣进一步深加工。

铝灰渣进一步加工大部是用球磨机，将铝粒变成扁平片状，使其表面积增加。在经过筛分机时将不同规格与料度的铝片筛分出来。这一过程产生大量的粉尘。严重影响人员身体健康。还有一部分企业将铝粒放在坩埚中用烧或碳火烧，将铝料熔化打去表面浮渣，做成铝锭。在电解铝生产过程中，存在以下问题：