[其他]用氯化处理铝合金的方法去除金属镁的浇包

说明书

本发明涉及了一种去除铝合金中所含金属镁而使用的浇包，去除镁的方法是采用“氯化处理”工艺，也就是说利用气态氯或者其他气态的氯化物，其中包括氯化的碳氢化合物，来处理熔融状态的金属。

在铸造铝或铝合金半成品的生产过程中，这些半成品如铝板，铝锭等等，可采用“原生铝”制造，原生铝是直接由矾土和冰晶石原料电介产生的铝，也可采用“二次铝”制造，二次铝是把铝废料再次重熔而得到的。或者，还可使用上述两种金属铝的混合物。

在使用二次铝和原生铝与二次铝混合的情况下，金属铝中含有杂质，特别是镁杂质。而且，杂质的重量相对于二次铝的重量百分比可以达到百分之几的程度。一般来说，杂质的存在将对随后进行的金属转变过程起有害的作用。

为了这个原因，有必要在进行铸造工艺以前，进行一道称之为精炼的工序。以便清除杂质使其降到相当低的含量，对于某种用途的铝制品来说，杂质含量要求不能超过万分之几。

在现有技术中，去除镁的工艺称为“脱镁”工艺，目前，脱镁方法有下列三种：

第一种是电化学方法，例如称为三层电介的方法，在这种方法中，直流电流通过准备提纯的熔融金属，这样可使镁分离出来沉积在阴极上。

第二种是采用以氯化铝AlCl₃，氟化铝AlF₂以及其他盐为基的固体熔剂，将它们和液态的准备提纯的铝相混合，以形成含镁的氯化物或含镁的氟化物。由于这些化合物的比重相当小，所以上升到熔融金属的表面，而与铝金属分离。

第三种方法是氯化处理工艺，将泡沫状态的氯气加到准备提纯的熔融金属中，最好是和镁进行反应，产生液态氯化物，这种氯化物同样也在熔融金属表面上与铝分离开。

上述的各种提纯方法，都存在着各自的优点和缺点，但第三种方法目前在工业生产中得到广泛应用，可是第三种方法在生产中出现了许多问题，例如有关气味和烟雾的弥散问题，形成大量氯化铝的问题，以及当镁在欲处理的金属中含量相当低时，处理的效率问题。

原则上，氯化处理工艺是以下列反应为基础的，从热力学观点说。镁对氯的亲合力要比铝对氯的亲合力大，因此，首先产生下列反应：

另外，形成的一部分氯化铝本身就具有脱镁的作用，可由下列反应得知，

然而，由于相对于镁来说，铝的含量比镁含量大得多，所以，不是所有的生成的氯化铝AlCl₃都用来进行上面第二个反应，特别是当镁浓度很低时情况就更加严重。因此在1982年6月的金属杂志（JournalofMetals）第55页上谈到，要去除1公斤的镁，需要使用15公斤的氯气，其实，在理论上所应用的氯气仅为2.95公斤。

因此，本领域的熟练技术人员，正在努力探寻一种提高氯气使用效率的方法，具体来说就是通过设计一种工艺装置来提高氯气使用效率，这种装置可以较好地适合于进行上述化学反应。

在法国专利号为NO2200364的专利中介绍了一种反应器，该反应器由多个腔室组成，每个腔室内装设有能进行转动的氯气喷射器，镁在腔室内的氯化处理是逐渐进行的，这就有可能使每公斤镁所需的氯气量达3公斤的水平。美国矿业冶金石油工程师学会中的冶金协会，在1978年的轻金属（Light    Metal）杂志中专题介绍了这样的反应器。杂志中叙述的反应器包括三个腔室，每个腔室的长度为760-1200毫米，宽为600毫米。这种反应器安放在铸造车间里，需要设置一套设备，这套设备要占据很大一片面积，而且，这套设备在进行排空，清洗或其他操作时很难操纵。在不考虑原始投资成本的情况下，实际上，设备的原始投资与其他设备是大致相等的，这种设备的维护成本相对来说是很高的。

由于上述原因，本申请人在继续坚持由转子发射的氯气气流来去除镁的基本原理的同时，在发明中寻求到一种装置，这种装置避免了现有技术装置体积太大的缺点及其所固有的特性带来的缺点，也就是说，申请人发明了一种体积相当小的浇包，但进行处理金属的能力却比其他与之相当的浇包大。