上海宣邦金属新材料科技有限公司
为民族打造受人尊敬的百年企业!


首页> 博客 >材料工程 >正文
铝熔体净化技术的新进展
更新时间:2011-7-22 22:44:10 关注

铝及铝合金材料广泛用于航天、航空、航海、电子、包装、建筑等工业部门,对铝材的质量要求越来越高,不仅要求有较高的力学性能,而且要求有较高的内在质量。为了适应这一发展趋势,相继出现了多种铝熔体净化技术,以去除铝熔体中气体、夹杂物和某些有害元素。

      目前国内外一般采用N2、Ar和Cl2的单体或两种混合气体来净化铝熔体,所以气体纯度的高低直接影响铝熔体的净化效果。
      欧美使用高纯氯气精炼铝熔体。最早开始于1928年。多年来的工业实践证明,没有别的任何气体能象高纯氯气那样能保证精炼效果,尤其是对铸锭内部质量要求严格的产品。
      高纯氯气精炼之所以有效,在于它兼有物理和化学的精炼作用。氯与铝反应生成三氧化铝,与氢反应生成氯化氢∶
     2Al+3 Cl2=2Al Cl3    +1591821J            (1)
     H2+Cl2=2HCl    +18421J                        (2)
     氯化氢还可以与铝反应生成氯化铝∶
     6 HCl+2Al=2Al Cl3 +3 H2                        (3)
     上述反应中,式(1) 是主反应,生成的氯化铝沸点为摄氏183度,在通常铝熔体温度下,其蒸气压为23个大气压。因此,在熔体中呈气泡状上浮,氢扩散入其中,起机械或物理的除气作用;同时,此反应是放热反应,能使氧化铝夹杂很好地与铝液分离并吸附于气泡上被清除。
      另一部分氯气由式(2) 反应生成HCl,直接排出熔体之外,氯化氢也可再次与铝反应,生成氯化铝,见式(3) ,后者起式(1)相同的精炼作用。
      此外,铝还有除钠作用,氯化钠能直接反应生成氯化钠排出系统之外。能消除”钠脆”性是比较明显的。
     氯气净化装置的工艺流程∶

     原料氯气来源于氯碱厂的工业液氯(瓶装,含水在500ppm以上) ,经此装置净化后,氯中水可小于10ppm。

吸附剂再生
     吸附剂的再生是整个吸附过程关键性的操作技术,如果再生不完善,不但不能保证高纯氯产品质量,甚至使下一操作循环无法进行,再生方法又关系到整个装置的能耗和技术经济指标。
     被吸附的气体分子与吸附剂表面不断碰撞且原子间交换能量,若吸附时间足够长,彼此之间将达到热平衡。当一操作周期限定的技术指标时,必须再生,即重新将吸附在吸附剂表面的水等分子再蒸发或脱附出去,被吸附分子动能必须足够大,方可以从吸附剂的吸附引力中摆脱出来。因此,被吸附的分子必须获得超过吸附时的能量;一般来说,吸附热大于其蒸发热和冷凝热;吸附在某一表面上的分子熵大于同样分子在液态或固态的熵。所以,吸附剂的再生则出现了加热、吹扫、降低压力等工艺方法。


分享到:

 





 
网站地图 | 联系我们 | 关于宣邦 | 友情链接