一种铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102220502A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102220502A(43)申请公布日2011.10.19(21)申请号201110138737.6C22C21/00(2006.01)(22)申请日2011.05.26C22B5/04(2006.01)C22B61/00(2006.01)(71)申请人中国地质科学院矿产综合利用研究所地址610041四川省成都市武侯区二环路南三段5号申请人四川梓豪矿业有限公司(72)发明人沈明伟朱昌洛冀成庆蔡旺钱应敏马新华毛利(74)专利代理机构成都天嘉专利事务所(普通合伙)51211代理人冉鹏程(51)Int.Cl.C22C1/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法(57)摘要本发明公开了一种铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法，包括：1）按铝钪中间合金的成分含量计算出每炉冶炼所需的原料铝钙合金、钪的卤化物或其熔盐和碱金属氯化物的重量；2）将钪的卤化物或其熔盐和碱金属氯化物混合均匀加入坩埚内升温至750℃~950℃融化，得熔融含钪熔盐；3）将铝钙合金加入所述熔融含钪熔盐中，待铝钙合金融化后保温热还原20~200min；4）待热还原反应完成后，加入过量精炼剂进行除钙，待合金中钙含量小于50ppm时，浇注铸锭并冷却，水浸除渣，即获得铝钪中间合金。本工艺流程简单可行，金属收率高，比传统方法更为简单环保，可实现绿色生产，具有操作简单、设备简单、生产能耗低、对环境污染小、经济稳定的优点。CN1025ACCNN110222050202220511A权利要求书1/1页1.一种铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法，其特征在于包括：1）按铝钪中间合金的成分含量计算出每炉冶炼所需的原料铝钙合金、钪的卤化物或其熔盐和碱金属氯化物的重量，分别称取；2）将钪的卤化物或其熔盐和碱金属氯化物混合均匀加入坩埚内升温至750℃~950℃融化，得熔融含钪熔盐；3）将铝钙合金加入所述熔融含钪熔盐中，待铝钙合金融化后保温热还原20~200min；4）待热还原反应完成后，加入过量精炼剂进行除钙，待合金中钙含量小于50ppm时，浇注铸锭并冷却，水浸除渣，即获得铝钪中间合金。2.根据权利要求1所述的铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法，其特征在于：所述铝钙合金中，以重量计，钙含量为3%~20%，余量为铝和不可避免的杂质。3.根据权利要求2所述的铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法，其特征在于：所述的钪的卤化物为化学法制得的无水卤化钪或其含钪熔盐，所述无水卤化钪为无水氯化钪、无水氟化钪、无水溴化钪或无水碘化钪，要求脱水完全，卤化钪含量为熔盐量的1%~25%。4.根据权利要求3所述的铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法，其特征在于：所述的碱金属卤化物为氯化钠、氯化钾的一种或两种的混合物，混合物中氯化钠和氯化钾的重量比为：75-98：25-2，碱金属卤化物的用量为铝钙合金重量的0.1~1.5倍。5.根据权利要求4所述的铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法，其特征在于：所述的坩埚为石墨坩埚、刚玉坩埚、铁坩埚或钽坩埚。6.根据权利要求5所述的铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法，其特征在于：所述的精炼剂为氟化铝、冰晶石组成的精炼渣系，精炼剂采用以下两种方案的一种，均按质量比：①40%Na3AlF6+40%NaCl+20%KCl的混合熔盐；②40%Na3AlF6+60%NaCl的混合熔盐。7.根据权利要求6所述的铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法，其特征在于：所述冷却方式是采用60~100℃的水冷却。8.根据权利要求1所述的铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法，其特征在于：在4）后还有炉渣回收步骤，将炉渣采用直接水浸，浸液经蒸发结晶后继续作为熔剂使用，浸渣在180~200℃下，加入浓硫酸浸出，酸浸过程中产生的尾气采用碱液进行吸收，浸渣酸浸完全后，经稀释、萃取分离、提纯后即可回收钪。2CCNN110222050202220511A说明书1/4页一种铝钙合金热还原制备铝钪中间合金的方法[0001]技术领域[0002]本发明涉及铝钪中间合金制备技术领域，确切地说涉及一种采用热还原法制备铝钪中间合金的方法。背景技术[0003]钪在铝合金的应用广泛，对铝合金起着迄今为止最有效晶粒细化和抑制再结晶的作用。钪的性质活泼，钪与铝熔点差别很大，因此，向铝合金中添加钪通常以中间合金的形式加入。近年来市场对高性能铝钪合金需求增加，铝钪中间合金的制备也受到众多冶金工作者的关注和研究。[0004]目前铝钪合金生产方法有对掺法、熔盐电解法、铝热还原法等，对掺方法工艺操作复杂，钪烧损严重，金属回收率不高，且金属钪制备较为复杂，生产成本不易降低。熔盐电