技术特点
主要是综合有效地利用了重力场﹑电磁场﹑温度场﹑电磁电阻热流体力学、真空技术等多学科﹑多场交互作用效应,使之被提纯的或待铸锭的铝熔体在所限定的装置内分别做各自的高速似悬浮离心运动,使杂质得以分离。同时又巧妙地利用了纯金属铝与其中杂质的初晶温度的梯度效应,以使其分步结晶,然后去掉杂质,最终获得超高纯铝的终端产品。
技术指标
纯度高于99.998%(5N及6N以上)的超纯铝。
技术简介
超高纯铝是电子﹑航天﹑高速轨道交通﹑航海﹑航空﹑光学﹑照明等现代高新技术产业领域中不可缺少的原料。而目前我国每年需这样的超纯铝在5万吨以上。因国内无生产厂家,所以只能依靠进口。
本项目采用自行研制的高新工艺设备将原始铝锭,一次性高效、低耗、工业化地转变成—最终为超高纯铝的终端产品。
国内在采用三层液电解法或偏析法生产高纯铝时,吨产品电耗都在10000~15000kwh左右,而我们则只需4000kwh左右,这里的技术关键就是因为我们采用了高效、可调的电磁电阻综合热、电磁离心搅拌技术,使杂质得以有效分离,从而减少了提纯次数,因此也就降低了能耗;由于本技术采用了提纯与铸锭融为一体的先进技术,故用能合理,此举可节电30%左右;另外国内在采用偏析法生产高纯铝时,精铝的利用效率只有75%左右,而我们则达到了85%以上,这里的技术关键是因为我们采用了特殊几何体的炉胆结构,从而提高了设备的利用效率,也迫使杂质集中在较小的空间里,从而使这一高效、节能、低碳、环保的新技术得以顺利实施。而在结晶的全过程中又严格控制结晶速度,使之晶体生长速度与杂质扩散速度同步,从而经一次性提纯便会得到超高纯铝的终端产品。
技术成熟度:未产业化。
表1 高纯铝生产技术对比情况
对比项目 |
本技术 |
现有技术 |
吨产品耗电量/kwh |
4000 |
10000-15000 |
精铝利用率 |
85%以上 |
75%左右 |
预期效益
在替代进口的前提下,超高纯铝的生产附加值不单单是以节约能耗为计算基础的,当纯度达到5N(99.999%)时,它的市场价格已经超过 8万元/吨以上,而当其纯度达到5N5(99.9995%)时,它的市场价格将会达到30万元/吨,在4N(99.99%)精铝原料3万元/吨的成本价格基础上,通过真空与电磁离心冶金技术和定向结晶技术融为一体的超高纯铝提纯炉提纯后,它的价值提升了2~10倍。