【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及再生铝合金除铁，具体涉及一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂及其应用。
技术介绍
1、铝及铝合金具有轻质高强、耐腐蚀、导电导热、可塑性强、可回收性和装饰性好等特点，广泛应用与建筑、汽车制造、航空航天、军工企业、船舶等行业。目前，工业生产原铝的方法是霍尔-埃鲁铝电解法，该方法能耗高、工艺复杂。铝合金回收再利用所消耗的能源仅为电解铝的12％，因此再生铝行业作为绿色产业，其循环利用的模式应运而生。废铝再生不仅可节省90％以上的能源，而且减少97％以上的二氧化碳等有害物的排放，具有良好的经济、社会和环境效益。受多重因素影响，再生铝往往含有大量的铁杂质，制约了再生铝产品的同级使用。因此，铝合金熔体除铁技术已成为再生铝企业提高核心竞争力的关键要素之一。
2、铝合金中的铁元素主要以针状的β-fe相和鱼骨状的α-fe相的形式存在，其中，针状的β-fe相对铝基体的割裂作用明显，严重危害铝合金的力学性能。文献《mn变质的a380铝合金富铁相原位拉伸变形行为及断裂机理研究》(周佳宇，项肇，张栗颖等，热加工工艺，2023，(24):38-44)中介绍了在铝合金熔体中添加锰元素，可促进针状的β-fe相转化为鱼骨状的α-fe相，减弱铁相对铝基体的割裂作用，降低铁元素对力学性能的损害。此方法是间接降低铁元素的危害，而不能直接减少杂质铁元素含量。随着铝合金再生次数的增加，铁含量逐次累积，最终对铝合金造成更大的不利影响。硼化法是一种低成本、流程简易的除铁方法，原理是向铝合金熔体中添加硼化物为主的熔剂，如硼砂(na2b4o7)、氧化
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决目前再生铝合金除铁工艺复杂、成本高、能耗大等问题，改进现有硼化法去除再生铝合金中的杂质铁元素除铁效率低的问题，提出了一种基于中频磁场辅助硼化法去除再生铝合金中杂质铁的除铁剂及其使用方法；从而推动再生铝产业的发展，助力实现“双碳”目标。
2、本专利技术由以下技术方案构成：
3、本专利技术提供了一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂，所述除铁剂的组分及质量百分比为：5～25wt.％氯化钠(nacl)、5～25wt.％氯化钾(kcl)、15～20wt.％氟硅酸钠(na2sif6)、5～15wt.％膨润土(al2o3·4(sio2)·h2o)、10～20wt.％硼酸(h3bo3)、10～20wt.％氧化硼(b2o3)、10～20wt.％硼砂(na2b4o7)、5～10wt.％碳化硼(b4c)。
4、本专利技术提供上述除铁剂的的制备方法为：
5、s1：将上述化合物分别用球磨机球磨；
6、s2：将s1得到的物料分别过筛，得到粒度小于等于200目的化合物颗粒；
7、s3：将s2得到的各类化合物颗粒按比例加入到球磨罐中，以200r/min进行球磨，得到球磨后的粉末；
8、s4:将s3得到的球磨后的粉末倒入蒸发皿，放置于干燥箱中，烘干后冷却至室温后得到所述中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂。
9、进一步的，步骤s1所述的球磨转速为200r/min；球磨时间为2-3h；
10、进一步的，步骤s3所述的球磨转速为200r/min；球磨时间为0.5-1h；
11、进一步的，步骤s4所述的干燥箱温度为50-60℃；烘干时间为2-3h；
12、进一步的，上述制备方法制得的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的保存方式为，装入真空袋中保存。
13、本专利技术还提供上述一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的应用，具体包含以下步骤：
14、原始铝合金升温至熔化后，将上述除铁剂用纯钛钟罩压入铝合金熔体中，外加中频磁场并保温，之后扒出熔体上表面熔渣，即可产生降低杂质铁元素的作用。
15、进一步的，所述的除铁剂的用量为铝熔体质量1-3wt％；
16、进一步的，所述的保温温度为700-780℃，保温时间为5-45min。
17、本专利技术的有益效果：
18、本专利技术与现有的锰变质法、电解法、电磁法、离心法等去除再生铝合金中杂质铁的方法相比，具有工艺流程简单、易实现、成本低、能耗低等优点，改进了现有的硼化法除铁的除铁剂组分及工艺流程，一定程度上提高了单独硼化法的除铁效率。本专利技术采用膨润土(al2o3·4(sio2)·h2o)、氯化钠(nacl)、氯化钾(kcl)等熔剂提高硼化物在铝合金熔体中的分散性；除铁剂中加入氟硅酸钠(na2sif6)，氟硅酸钠(na2sif6)能够在熔体中受热分解挥发出sif4气体和naf，sif4气体起到除气、搅拌促进反应的作用，naf在熔剂中起到净化吸附作用，氟硅酸钠(na2sif6)与al2o3反应生成na3alf6、alf3，na3alf6净化吸附作用促进杂质进入熔渣，alf3降低熔融态除铁剂表面张力，增加熔剂与铝熔体接触；膨润土(al2o3·4(sio2)·h2o)加入铝熔体中迅速膨胀成多孔材料，具有很强的吸附杂质的能力，且具有分散熔剂的作用；外加中频磁场对熔体产生加热保温和电磁搅拌作用，促进硼化物与铝熔体中的杂质铁元素充分接触并发生反应，从而提高除铁效率。
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1.一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂，其特征在于，所述中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂由氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠、膨润土、硼酸、氧化硼、硼砂、碳化硼组成。
2.根据权利要求1所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂，其特征在于，所述组成的比例为：5～10wt.％氯化钠、5～10wt.％氯化钾、15～25wt.％氟硅酸钠、5～15wt.％膨润土、10～20wt.％硼酸、10～20wt.％氧化硼、10～20wt.％硼砂、5～15wt.％碳化硼，合计为100％。
3.权利要求1-2任一项所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的制备方法，其特征在于，步骤S1所述的步骤S1所述的球磨转速为200r/min；球磨时间为2-3h。
5.根据权利要求3所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的制备方法，其特征在于，步骤S3所述的球磨转速为200r/min；球磨时间为0.5-1h。
6.根据权
7.权利要求1-2所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的应用，其特征在于，具体步骤为：
8.根据权利要求7所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的应用，其特征在于，所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂用量为铝熔体质量1-3wt％。
9.根据权利要求7所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的应用，其特征在于，所述的保温温度为700-780℃，保温时间为5-45min。
10.根据权利要求1-2任一项所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂，其特征在于，所述一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的保存方式为储存于真空袋中。
...【技术特征摘要】
1.一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂，其特征在于，所述中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂由氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠、膨润土、硼酸、氧化硼、硼砂、碳化硼组成。
2.根据权利要求1所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂，其特征在于，所述组成的比例为：5～10wt.％氯化钠、5～10wt.％氯化钾、15～25wt.％氟硅酸钠、5～15wt.％膨润土、10～20wt.％硼酸、10～20wt.％氧化硼、10～20wt.％硼砂、5～15wt.％碳化硼，合计为100％。
3.权利要求1-2任一项所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的制备方法，其特征在于，步骤s1所述的步骤s1所述的球磨转速为200r/min；球磨时间为2-3h。
5.根据权利要求3所述的一种中频磁场辅助去除再生铝中杂质铁的除铁剂的...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖涌，李磊，王向杰，崔俊豪，宋东福，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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