Флюс для алюминия и его сплавов

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к литейному производству и процессам переработки вторичного алюминиевого сырья, и касается составов флюсов для обработки алюминия и его сплавов. Флюс для алюминия и его сплавов содержит смесь хлоридных солей, включающую KCl, NaCl, MgCl₂, СаСl₂, и фторидных солей, включающую NaF, AlF₃, CaF₂, MgF₂, при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлоридные соли 81-99, фторидные соли 1-19. Флюс в качестве указанной смеси может содержать плавленную смесь хлоридных и фторидных солей. Флюс может дополнительно содержать от 10 до 20% Na₂SiF₆. Флюс в качестве хлоридных солей может содержать хлоридкалиевый отработанный электролит магниевого производства следующего состава: NaCl 10-15%, МgСl₂ 5-10%, CaCl₂ 0,5-1,0%, KCl - остальное. Флюс в качестве фторидных солей может содержать смесь следующего состава: AlF₃ 5-6%, CaF₂ 0,5-1,0%, MgF₂ 0,5-1,0%, NaF - остальное. Флюс может характеризоваться следующим составом, мас.%: NaCl 10-15, MgCl₂ 5-10, CaCl₂ 0,5-1,0, NaF 12-15, AlF₃ 5-6, CaF₂ 0,5-1,0, MgF₂ 0,5-1,0, вода - не более 3, KCl - остальное. Техническим результатом изобретения является снижение выхода шлака и его металлоемкости, а также повышение качества производимого алюминия за счет снижения содержания примесей и получения плотной мелкодисперсной структуры. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к литейному производству и процессам переработки вторичного алюминиевого сырья, и касается составов флюсов для обработки алюминия и его сплавов.

Известен флюс для переработки алюминиевого скрапа, содержащий смесь 50% хлорида натрия, 50% хлорида калия и оптимальную добавку фторида щелочного металла в количестве 3% (см. Патент США 4365993, 1982).

К недостаткам указанного флюса следует отнести достаточно большой выход шлака и потери металла из-за значительной металлоемкости шлака.

Из известных флюсов наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является флюс для переработки алюминиевых отходов, содержащий смесь 80% отработанного электролита магниевого производства состава: KСl - 70-80%, NaCl - 10-15%, MgCl₂ - 5-8%, СаСl₃, MgO, H₂О - остальное и 20% оборотного электролита алюминиевого производства состава Na₃AlF₆ - 83-87%, АlF₃ - 5-7%, NaF - 3-4%, CaF₂ - 3-4%, Al₂O₃ - 2-4% и С - остальное (патент РФ 2083699, 1997).

Недостатками указанного флюса являются повышенные выход шлака и потери металла со шлаком.

Задачей изобретения является снижение выхода шлака и его металлоемкости, а также повышение качества производимого алюминия за счет снижения содержания примесей и получения плотной мелкодисперсной структуры.

Указанный технический результат достигается тем, что флюс для алюминия и его сплавов содержит смесь, преимущественно плавленную, хлоридных солей, включающую КСl, NaCl, MgCl₂, СаСl₃, и фторидных солей, включающую NaF, AlF₃, СаF₂, MgF₂, при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлоридные соли - 81-99, фторидные соли - 1-19. Указанный процентный состав флюса обеспечивает оптимальные условия для плавки и переработки алюминиевого лома. Использование плавленной смеси обеспечивает более равномерное распределение компонентов в используемом флюсе, т.е. гарантированный его процентный состав.

Целесообразно в качестве хлоридных солей использовать хлоридкалиевый отработанный электролит магниевого производства следующего состава: NaCl - 10-15%, MgCl₂ - 5-10%, СаСl₂ - 0,5-1,0%, KСl - остальное. Отработанный хлоридкалиевый электролит магниевого производства является попутным продуктом электролитического способа производства металлического магния. Указанный продукт производится в промышленном масштабе и отличается низкой ценой.

Целесообразно в качестве фторидных солей использовать смесь следующего состава: АlF₃ - 5-6%, СаF₃ - 0,5-1,0%, MgF₂ - 0,5-1,0%, NaF - остальное.

Целесообразно, чтобы флюс дополнительно содержал от 10 до 20% Na₂SiF₆. Указанный фторид является более дешевым по сравнению с фторидами натрия и калия. Использование указанного фторида снижает стоимость флюса.

Целесообразно, чтобы флюс характеризовался следующим составом, мас.%: NaCl - 10-15, MgCl₂ - 5-10, CaCl₂ - 0,5-1,0, NaF - 12-15, АlF₃ - 5-6, CaF₂ - 0,5-1,0, MgF₂ - 0,5-1,0, вода не более 3, КСl - остальное.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле изобретения, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень" проведен дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного технического решения. Установлено, что заявленное техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется примером практической реализации.

Пример практической реализации. Заявляемый флюс состава КСl - 59%, NaCl - 12%, MgCl₂ - 6%, CaCl₂ - 0,8%, NaF - 14%, АlF₃ - 5,2%, CaF₂ - 1,0%, MgF₂ - 0,6%, вода - 1,4% был использован при экспериментальном литейном производстве алюминия. Полученный алюминий отличался высокой чистотой, мелкодисперсной структурой и улучшенными механическими свойствами. Выход шлака и его металлоемкость снизилась в полтора раза по сравнению с использованием известных флюсов.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленный флюс может быть реализован на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. он соответствует критерию "промышленная применимость".

Формула изобретения

1. Флюс для плавки алюминия и его сплавов, содержащий смесь хлоридных и фторидных солей, отличающийся тем, что в качестве хлоридных солей содержит смесь КСl, NaCl, MgCl₂, CаСl₂, в качестве фторидных солей содержит смесь NaF, АlF₃, CaF₂, MgF₂, при следующем соотношении компонентов в смеси, мас.%: хлоридные соли 81-99, фторидные соли 1-19.

2. Флюс по п. 1, отличающийся тем, что в качестве указанной смеси используется плавленная смесь хлоридных и фторидных солей.

3. Флюс по п.1, отличающийся тем, что фторидные соли дополнительно содержат Na₂SiF₆.

4. Флюс по п. 1, отличающийся тем, что в качестве хлоридных солей используется хлоридкалиевый отработанный электролит магниевого производства следующего состава: NaCl 10-15%, MgCl₂ 5-10%, СаСl₂ 0,5-1,0%, КСl - остальное.

5. Флюс по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фторидных солей используется смесь следующего состава: AlF₃ 5-6%, CaF₂ 0,5-1,0%, MgF₂ 0,5-1,0, NaF - остальное.

6. Флюс по п. 1, отличающийся тем, что он характеризуется следующим составом, мас.%: NaCl 10-15, MgCl₂ 5-10, СаСl₂ 0,5-1,0, NaF 12-15, AlF₃ 5-6, CaF₂ 0,5-1,0, MgF₂ 0,5-1,0, вода - не более 3, KCl - остальное.

7. Флюс по п.3, отличающийся тем, что содержание Na₂SiF₆ составляет от 10 до 20% от общей массы флюса.

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 20.02.2006        БИ: 05/2006