《4N高纯铝偏析法提纯关键技术开发及产业化》
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中图分类: | TF821 |
完成/联系人 | 戴飞 邹凯 马帅兴 白玉柱 袁志刚 卢晓阳 焦跃辉 |
来源省份: | 河南 成果说明 ➫ |
完成单位: | 河南中孚实业股份有限公司 河南中孚技术中心有限公司 |
所属部门: | 巩义市科学技术局 |
科研日期: | 2019 |
研究行业: | 常用有色金属冶炼 |
研究主题: | 高纯铝,生产工艺,提纯设备, |
联系地址: | 河南省郑州市巩义市新华路31号 |
传媒
该项目所属领域为有色冶金,所属类型为技术开发。
高纯铝是电子工业的重要基础原材料,生产工艺主要有三层液法和偏析法。然而高纯铝三层液电解工艺与电解原铝相似,属于高能耗、高污染方法,偏析法高纯铝生产技术无污染,吨能耗仅为三层液电解法的1/8左右,在国际上得到广泛应用。中国在高纯铝偏析法提纯技术研究上起步较晚,国内仅包铝引进法国普基公司一条生产线,产能一直不能满足市场需求,如何提高中国高纯铝行业的工艺技术水平和产能/能耗污染比是亟待解决的一个重要课题。
该项目针对偏析法提纯技术存在工艺流程长、能耗高、效率低的难题,以大幅度降低生产能耗,去除电解原铝杂质元素,提高偏析法提纯效率为目标,在河南省对外合作项目和郑州市重大专项的支持下,历经五年的持续技术攻关,先后对提纯设备的结构缺陷的改进、电解原铝高含量杂质的去除、工艺参数的调整、坩埚材质的变更、涂料成分的优化等方面做了大量细致的研发工作,使“偏析法”生产工艺逐渐由“概念”发展成为稳定控制,开发出了国内首创的纯度大于4N的高纯铝提纯新工艺及设备。该提纯技术可将纯度为99.85%的电解原铝经过提纯生产,使其产品质量满足重熔用精铝锭行标YS/T665-2009的要求,产品纯度可在99.95%、99.98%、99.99%、99.995%之间根据客户需求进行工艺调整,填补了国内在该技术领域自主创新的空白,同时也成为省内首家持有该项技术的企业。
该项目突破了多项关键技术,取得如下发明:
1、4N高纯铝高效提纯方法与装备发明了水平连续旋转偏析提纯+提纯过程与熔化过程联体操作新工艺,利用顶部加热和侧部定向凝固的短流程高纯铝提纯方法;在控制凝固过程中固液界面形态、减少溶质富集层厚度方面取得了突破,通过控制晶体生长速度实现偏析锭以平界面胞状晶方式生长,将杂质元素综合去除效率提高到70%,制备出了3N5到4N5的高纯铝锭。相关的工艺和设备在国内尚属首次。
2、复合精炼熔剂预处理高含量杂质元素去除技术发明了可以去除电解原铝中铁、硅、镓、钛等杂质元素的复合精炼反应熔剂,将反应生成的高含量的杂质元素的固相反应物和气相反应物有效去除,达到高效去除杂质元素的目的,进而有效提高偏析法提纯效率。
3、构架提纯附属设备专利池发明了以偏析法提纯设备为主体,工艺附属专用设备为纽带的专利池,形成了“中孚”特色的生产工艺流程。
该项目共获授权国家发明专利2项,实用新型专利10项,发表论文2篇。
该项目经河南省科技厅认定为科学技术成果。整套技术在河南中孚技术中心有限公司得到应用,生产的产品质量满足国标的要求,并在国内多家公司得到使用。近三年新增产值0.3498亿元,利润0.0254亿元。该项目对提升该省铝工业产品定位,提高自主创新水平,促进经济支柱产业持续健康发展具有重要的意义。
成果说明
该项目经过五年的持续技术攻关,先后对提纯设备的结构缺陷的改进、电解原铝高含量杂质的去除、工艺参数的调整、坩埚材质的变更、涂料成分的优化等方面做了大量细致的研发工作,使“偏析法”生产工艺逐渐由“概念”发展成为稳定控制,开发出了国内首创的纯度大于4N的高纯铝提纯新工艺及设备。该提纯技术可将纯度为99.85%的电解原铝经过提纯生产,使其产品质量满足重熔用精铝锭行标YS/T665-2009的要求,产品纯度可在99.95%、99.98%、99.99%、99.995%之间根据客户需求进行工艺调整,填补了国内在该技术领
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