[发明专利]一种偏析法提纯降低铝中铁含量的方法

说明书

本发明涉及一种偏析法提纯降低铝中铁含量的方法，属于铝液提纯技术领域。为了解决现有的铝液提纯除铁效果不佳的问题，提供一种偏析法提纯降低铝中铁含量的方法，该方法包括向熔化的铝液中加入含B除杂剂进行搅拌精炼；将精炼后的铝液转移到经过预热的提纯坩埚炉内并控制温度在680℃～740℃进行提纯，再进行冷却结晶使铝液在坩埚炉壁上结晶凝固形成铝块，所述坩埚炉预先经过防止铁元素渗出的防护涂层处理；将提纯结晶后的残渣倒出，再将倒渣后的坩埚炉冷却后使铝块脱出；重熔铸造得到相应的铝锭。本发明的铝液经过一次提纯后的铝锭纯度达到99.99％以上，且铁杂质元素在30ppm以下。

技术领域

本发明涉及一种偏析法提纯降低铝中铁含量的方法，属于铝液提纯技术领域。

背景技术

偏析法又称凝固提纯法，是当今世界上提取高纯铝成熟的先进工艺，其原理是利用完全互溶的固溶体在冷凝(或熔化)时，固相和液相的组成不同，即各种组分在固相和液相中的浓度不同。只要将这种熔体逐步地冷却凝固，便可以将某种组分富集在固相或液相之中，达到分离或提纯的目的。而偏析法就是利用凝固过程中杂质元素在液固两相间的分配比差异，对凝固界面上的铝液搅动使平衡分配系数k0(CS固体溶解度/CL液体溶解度)＜1的杂质不断转移富集于液相，精铝以较纯的晶体顺序凝固析出。一般情况下，一次提纯达到99.99％纯度铝，使用一次提纯锭进行二次提纯达到99.999％纯度铝。

然而，在实际应用中多数铝合金对铁元素的限制比较严格，要求含量极其低，而杂质元素铁极难通过净化去除，在多次的回收循环过程当中，铁元素将会在铝合金中通过不断的富集积累达到很高的含量，铁是对铝合金性能危害最大的元素，大多数铝合金都对铁含量有严格的标准。

如现有技术中国专利申请(CN115572840A)公开的一种偏析法提纯电解铝液的方法，该方法通过将初始铝液加入到电解铝包中，再加入含B除杂剂，然后控制提纯的初始温度和提纯温度等工序得到相应的铝液，但是其主要通过对铝液中V、Ti和Ga杂质元素含量的降低，而对于比较难去除的铁元素除去效果并不好，且其没有也与铝液接触的坩埚炉表面进行预处理，坩埚中的铁元素易于在提纯铝液的过程中渗出进入铝液而影响铝液中铁元素的含量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种偏析法提纯降低铝中铁含量的方法，解决的技术问题是如何有效降低提纯铝中铁元素的含量。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种偏析法提纯降低铝中铁含量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

A、精炼除杂：向熔化的铝液中加入含B除杂剂进行搅拌精炼；

B、偏析结晶：将精炼后的铝液转移到经过预热的提纯坩埚炉内并控制温度在680℃～740℃进行提纯，再进行冷却结晶使铝液在坩埚炉壁上结晶凝固形成铝块，所述坩埚炉预先经过防止铁元素渗出的防护涂层处理；

C、倒渣冷却：将提纯结晶后的残渣倒出，再将倒渣后的坩埚炉冷却后使铝块脱出；

D、重熔铸造：将脱出的铝块放入中频炉进行重熔后，将铝液倒出进行铸造得到相应的铝锭。

本发明通过对铝液进行除杂、偏析结晶、倒渣冷却和重熔铸造处理使得到的铝液中具有铁元素含量低的效果，更重要的是，本发明通过在偏析结晶过程中先对坩埚炉的表面进行预处理，相当于是在与铝液接触的坩埚炉的表面涂有能防止铁元素渗出的防护涂层处理，并控制提纯坩埚炉的温度在680℃～740℃进行偏析结晶，能够有效的实现对铝液的提纯，同时由于防护涂层的处理有效的在坩埚炉内进行铝液提纯的过程中防止坩埚炉中的铁元素渗出而进入铝液使杂质铁元素的含量增加，从而有效的实现了对铝液中铁元素的降低，使经过上述一次提纯后得到的铝锭达到99.99％以上，杂质铁元素控制在30ppm以下，除铁提纯效率达到94％以上。

在上述的偏析法提纯降低铝中铁含量的方法中，作为优选，步骤B中所述防护涂层处理具体为：