免费在线 · 年第 期 轻 金 属 · · 综述 、 、 钾冰晶石的性能 生产 应用与市场 王祝堂 ( ， 100814) 中国有色金属加工工业协会 北京 : ， ， 摘 要 钾冰晶石是铝及铝合金的良好钎焊剂 有了它铝及铝合金的钎焊才成为可能 现代汽车热交换系统的铝合金 、 ( ) 。 。 散热件 生产分离机 制氧机 的铝交换件等全是用钾冰晶石钎剂焊的 钾冰晶石是砂轮中不可或缺的添加剂 当前 ( Na AlF ) ， ， 铝提取用电解质的钠冰晶石 3 6 还不能用钾冰晶石取代 一旦惰性阳极与可润湿阴极铝电解槽研制成功 用钾 ( 500 ℃ ) ， 50 % ， 冰晶石作为电解质就可以在超低温 约 下电解质取铝 铝的电耗有可能降低 左右 钾冰晶石市场会显著扩 ， 20 。 ， Al － Ti － B 大 当然这可能是 年或更长时间 以后 的事 钾冰晶石可用 常规的化学法制取 也 可以是生产 中间合金 ， 。 的副产物 它们的品质与各项物理化学性能等 同 : ; Al － Ti － B ; ; ; 关键词 钾冰晶石 中间合金 钎剂 散热系统 砂轮添加剂 中图分类号:TF821 文献标识码:A 文章编号:1002 1752 ( 20 13) 0 1 0 1 7 Potassium cryolite :properties ，production ，using and market Wang Zhutang (China Nonf errous Metal Fabrication Association ，Beij ing 100814 ，China) Abstract :Potassium cryolite is a good brazing flux between aluminium and its alloy ，which is used for aluminium and its alloys ，such as welding of alumin- ium alloy heat emitting parts of heat exchanging system and air separator (oxygen generator)in cars． Also the potassium cryolite is an indispensable addi- tive for grinding wheels． At present ，the potassium cryolite is not instead of Na AlF to use as the electrolyte for reduction aluminium． Once the inert anode 3 6 and wetness cathode are successfully developed to use as electrolyte ，the aluminium would be reduced under ultra low temperature (～ 500 ℃ )，50 % pow- er consumption would be reduced ，and the market of potassium cryolite would be markedly expanded twenty years or more long time later． The potassium cryolite can be made by conventional chemical method ，also is a by － product from Al － Ti － B master alloy ，but their quality and each physical chemistry properties are same． Key words :potassium cryolite ;Al － Ti － B master alloy ;brazing flux ;heat emitting system ;grinding wheel additive ， ; 。 四氟铝酸钾为白色或浅灰色粉末晶体 组成通 钢熔材料 等等 nKF ·AlF ，n 1 ～ 3 。 560 ℃ ， ，a = 8． 093 ， 常式为 3 通常为 在工业中一般 钾冰晶石的熔点 等轴晶系 ， KAlF ， ， 2 ． 5 ， 3000kg / m3 ; : 把氟铝酸钾称为钾冰晶石 常常将其表达为 4 无解理 硬度 密度 显微镜下特征 142 ;K AlF ， 258 。25℃ ， ， ， 。 分子量 3 6 分子量 时钾冰晶石 无色 无解理 质地均匀 负突起 1． 429g / 1000gL 、100 ℃ 4 ． 85g ， 微溶于 时 高温时可与 1 标定化学成分 ; 。 水反应释放氟化氢 也可缓慢溶于强酸放出氟化氢 ， QB / DFD 4294 － 2003 ， 钾冰晶石在经济的各个部门获得了广泛的应用 主 根据 钾冰晶石的化学成 : 、 、 ; 1。 要用途是 铝 铝合金 不锈钢的钎焊剂 铝合金熔炼 分见表 生产企业也能够准确的通过用户要求供应不同 ; ; 、 。 － 100 净化处理的复合溶剂组分 杀虫剂 陶瓷 玻璃工业 分子比的产品 供应的平均粒度通常为 目与 ; ( ); － 200 。 原料 砂轮与磨擦剂中的添加剂 流行性材料 炼 目 1 ，( % ) 表 钾冰晶石的化学成分 质量 F K Al Na Fe O SO2 － H O 2 3 4 2 等 级 颜 色 K / Al ≥ ≤ 优级 白 50 29 ． 5 17 ． 5 0 ． 2 0 ． 01 0 ． 15 1． 5 1． 18 ～ 1． 22 一级 灰白 50 27 19 0 ． 5 0 ． 01 0 ． 2 1． 5 1． 0 ～ 1． 3 二级 灰 45 26 20 － － － 0 ． 5 － － － :45 ～ 53 F ，15 ～ 20 Al ，25 ～ 33 K ， 0 ． 15 Fe ， 如果供应的钾冰晶石为生产铝 钛 硼晶粒细 通常为 ≤ (KAlF )， ( % ) 1． 5 H O 。 10mm ， 1mm ， 40 化剂丝的四氟铝酸钾 4 则其成份 质量 ≤ 2 粒度有 的 也有 的 或 : (1930 － )，， ， 。 作者简介 王祝堂 男 湖南双峰人 教授 收稿日期:20 12 － 09 － 28 ·2 · : 、 、 2013 1 王祝堂 钾冰晶石的性能 生产 应用与市场 年第 期 目及230 目的。 应于汽车铝部件钎焊工业发展的需要。 2 钾冰晶石的制备 2． 2 生产Al － Ti － B 中间合金的副产物 ， Al － 5Ti － 1B － 钾冰晶石是用化工工艺特意制取的 也可是生 在生产 中间合金 晶粒细化剂 。 ， 1t 0 ． 280t K TiF 0 ． 140t KBF ， 产某些产品的副产品 前一类的制备工艺主要有混 时 每 铝需用 2 6 和 4 而每 ［1］， ， 1t Al － 5B － 1Ti ， 研法与合成法 可将它们称为常规工艺 后一类 产 中间合金 可同时产出钾冰晶石 产品是生产Al － Ti － B 中间合金的副产品。Al － Ti (KAlF )副产品 0 ． 40t 。 当然可能不是完全纯 4 － B ， KAlF ， K AlF 。 中间合金是铝合金的晶粒细化剂 是生产铝材 4 也就是说可能混有少量的 3 6 这种钾 ， ， 冰晶石的物理化学性能符合 QB / DFD4294 － 2003 必须添加的 以细化合金的晶粒与组织 提高材料的 。 ， 性能 的各项要求与指标 其应用场景范围与专业生产的产品 ［1］ ， ， 2． 1 常规制备工艺 等同 由于是一种副产品 在市场之间的竞争方面可能更具 2 ． 1． 1 混研 法 价格上的优势。 此法是将 KF 与 AlF 或 K AlF 与 KF 或 20 11 年中国对Al － Ti － B 晶粒细化剂的需求 3 3 4 ( ) 61kt ， K AlF AlF ， K AlF KAlF 量 估算值 约 考虑到有些产品不加此细化 3 6 与 3 或 3 6 与 4 按规定的成分 ， 50kt ， 剂 所以实际产量约 所以钾冰晶石的产量约 ， ， 。 比例配料 用不同的方法加以混合 研磨而制得 有 些工艺还以这些原料为基本成分配以少量其他氟化 20kt 。 物，以进一步改善钎焊剂的性能。 3 钾冰晶石的应用 KF AlF 、 、 与 3 混合配制有湿混研法 干湿研法 融 ， ;KAlF KF ， 如前所述 钾冰晶石在国民经济的一些产业都 研法之分 4 与 混合配制 一般为无水粉末 ， ， ， 80% ～ 99 ． 8% KAlF AlF 有所应用 但用得最多的是铝及铝合金钎焊 作为钎 混研 配比为 4 与 3 混合配制 ， 60% ～ 70% K AlF 、27 % ～ 33% AlF ， 剂的钾冰晶石已成为铝件连接的一种不可或缺的至 时 通常为 3 6 3 也 ， ;K AlF 关重要的材料。 可以此为基本原料 再添少量其他氟化物 3 6 ， 20% K AlF 、80% KAlF 。 3． 1 钎剂 按共晶比例混合 例如 3 6 4 2 ． 1． 2 合成 法 3． 1． 1 铝工件钎焊连接钎剂 : 用混研法制备钾冰晶石的主要缺点有 基本原 、 、 由于铝合金具有密度小 导电与导热性强 资源 KF KAlF K AlF ， ; 料为 或 或 价高且不易制取 所制 、 、 、 、 4 3 6 丰富 可回收率高 力学性能相当高 成形性好 抗腐 KF ， 备的产品中常含有游离的 它易溶于水与吸收水 、 ， 蚀性强 无磁性等一系列优点 在国民经济的各个部 ， 。 ， 分 引起焊件腐蚀 融研法虽然不存在这些缺点 但 门获得了广泛的应用， 也成为仅次于钢铁的第二大 、 、 。 ， 操作繁琐 能耗高 需要高温熔融与研磨 因此 开 ， ( 、 金属材料 特别是在交通运输装备 航天航空器 轨 ， Al (OH )、HF 、KCl 、KOH 、 发出了混合成法 以 、 、 、 ) 3 道车辆 汽车 摩托车 磁悬浮车辆等 中的应用越 K CO 、KBr ， 等为原料 形成了一些诸如偏铝酸钾 ， 2 3 来越多 对于节能降耗与减少污染物排放起着关键 、 、 、 、 法 氟化钾法 氢氧化铝钾法 碳酸钾法 钾化物法等 。 性的作用 但铝及铝合金的表面有一层极薄的致密 商业化制备工艺。 ， ， 氧化铝膜 它一方面保护铝不继续氧化 使铝具有很 现以偏铝酸钾法为例说明合成法的要点及优 ， － ， 强的抗大气侵蚀的能力 另方面又阻碍铝 铝 以及铝 ， Al (OH) KOH ， 点 将已知组成的 3 与热 溶液相反应 与其他金属材料的钎焊连接。 KAlO ， K + ， K∶ Al ， 制成 2 澄清溶液 其中 充裕 使溶液中 在当代社会与生活中空调系统是无处不在的 。 ， 的量正好与共晶点相应的比例相等 然后加入过量 其热交换器大都是铝制的钎焊件 为了获得良好的 ， K AlF KAlF 。 。 的氢氟酸 即会析出 3 6 及 4 沉淀混合物 钎接件 首先必须去除铝及铝合金上的氧化铝 ， 200 ℃ ， 。 (Al O ) ， ， 蒸干 并于 烘烤 除去残留的游离酸 反应方 2 3 膜 否则既不能顺顺利利地进行钎接 也没有办法获得 : ， 程式 牢固的连接 焊接牢固对汽车空调系统来说极为重 Al (OH)+ KOH = KAlO + 2H O ， 。 ， 3 2 2 要 它的运行条件极为苛刻 因此 在钎焊中必须首 2KAlO + 2KF + 8HF = K AlF + KAlF + 4 H O 先采用钎剂清除铝表面的氧化膜和减小液态钎料与 2 3 6 4 2 K AlF 、KAlF ， ， 制备的 3 6 4 混合物为白色粉末 极 母材之间的表面张力 钎剂性能的好坏成为制约钎 ， 0 ． 1 ～ 5 m ， 560 ℃ ， 。 细 粒度 μ 熔点 是一种很好的铝合 焊技术的重要的条件 金钎焊剂。 ， ， ， 与混研法相比 不需高温熔融 也不需研 在铝及其合金的钎焊过程中 氯化物钎剂一直 ， 、 、 ， ， 、 、 磨 操作简单便捷 品质好 成本低 适于大批量生产 适 以其活性好 能增强钎料的流动性 加热时稳定不易 2013 1 ·3 · 年第 期 轻 金 属 、 、 。 ， : 失效 使用起来更便捷 价格低等优点而被广泛采用 但 因此 钎剂在钎焊过程中的作用为 清除钎焊金属和 、 ， 是它们的最大缺点是对母材有强烈的电化学腐蚀 钎料表面的氧化物 为液态钎料在被焊母材表面铺 、 。 ， 吸湿性强 又不易保存 钎焊区的焊后残渣或清除 展创造必要的条件 以液态薄膜层覆盖于钎焊母材 ， ， ; 不彻底受潮后会严重腐蚀焊件 在加热时又易水解 和钎料表面 隔绝空气中的氧对它们的有害作用 起 ， 。 ， ， 使钎剂性能变坏 甚至失效 此外 焊后对残留物的 界面活性作用 改善液态钎料对所焊金属表面的润 清洗要求甚高稍有残留即因受潮而引起腐蚀。 湿。 就钎剂钎焊后钎缝的内部品质和母材的被腐蚀 ， ; ， 程度来说 氟化物钎剂远胜于氯化物钎剂 另外 氟 、 、 、 化物钎剂在铺展面积 流动性 钎着率 抗剪强度与 ［6］ 涂敷性等方面也比氯化物钎剂略胜一筹 。 3． 1． 2 钾冰晶石在 Nocolok 钎焊 法 中的应用 、 随着汽车工业 航空航天工业与兵器工业的发 ， ， 展 需要钎焊的铝及铝合金零部件日益增多 例如常 ， 用的散热器都是由铝合金复合材料钎焊的 其中的 、 、 散热器 冷凝器 蒸发器与散热器芯已全部用铝合金 2 ， 1， 1 ， 图 复合材料结构示意图 制造 它们的铝材用量比例见图 由图 可见 钎 (3005 ) 3003 焊薄板 合金 与 合金复合钎焊散热铝箔 50% 。 、 2 ， 翅片占 钎焊用复合铝板 箔的结构见图 它 Al － Si ， Si 的表层为 合金 成分相当于共晶点的 含 ， ，577 ℃ ， ，Al － Si 量 熔点低 以便于钎焊 合金为钎焊 料。 图3 KF － AlF3 系相图 2 、 、 图 示出的为二层 三层 四层及五层的供钎焊 ， ( 1 的复合铝材结构 芯层为溶点高 熔化温度一般为 图 铝材在汽车热交换系统中的应用 640 ～ 655℃ ) 3003 ， ( ( 、 ) 的 合金 而表层为低熔点 熔化 其他指锻件 挤压型材与棒材 577 ～ 613℃ ) Al － Si 4343 ， 温度 的 系的 型合金 它们 70 (Alcan ， 的显微组织示于图4 。 上世纪 年代加拿大铝业公司 该公司 Nocolok ， 在 钎焊炉中 当被焊的铝材加热到一 2009 ， － 于 年与力拓公司合并 改名为力拓 加铝公 ， 定温度时 即向钎焊材料表面濆洒有机溶剂与钾冰 ， 司 但仍以加拿大铝业公司名义对外进行经营活 。 ， 晶石粉末混合流体 钾冰晶石粉随即溶化 有机溶 ) ， ， No- 动 研发成功汽车部件自动 真空钎焊线 名为 ， Al O clolk ， Nocolok 。 剂则挥发 阻碍钎焊的被焊材料上的 2 3 膜溶于 生产线 该工艺称为 法 当今几乎全 ， ， 液态钾冰晶石中而得以消除 钎接可以顺顺利利地进行 并 。 部热交换系统的钎焊部件都是用该法钎焊的 用的 ， ， 可获得优质的钎接缝 凝固的钾冰晶石易于除去 即 KF － AlF 2 K AlF － 钎剂为 3 系中 个中间化合物 3 6 ［7］ 使焊缝与母材上的残余的钾冰晶石日后也不会引发 KAlF 。 ( 3) AlF 4 间的共晶点 该熔盐 图 组成中含 3 腐蚀， 。 这是钾冰晶石钎剂的最大优点 54 ． 3% ， 560 ℃ ， Al － Si 577 ℃ ， 熔点 比 合金钎料的 低 在自动钎焊过程中组装好的钎焊件保温一定时 是一种很好的钎剂。 ， ( ) ， 间后 作为散热的翅片基体合金 芯层 不会熔化 铝及铝合金钎焊时必须清除其表面上的Al O 2 3 Al － Si ( ) ， 而作为钎料的 合金包覆层 表层 则熔化 向 ， ; 膜 否则熔化的钎料不能与母材润湿 焊后又需要维 ， ， 下流动 停于作为钎焊缝的被焊材料的缝隙处 冷却 ， 。 持和保护膜的完整 否则接头会发生严重的腐蚀 ( 5 、 凝固后就会将被焊的材料牢固地钎焊成一体 图 ·4 · : 、 、 2013 1 王祝堂 钾冰晶石的性能 生产 应用与市场 年第 期 6)。 车工业、 。 航空航天工业和兵器工业的发展 铝合金 ， ( 、 的种类多 其固相线温度和钎焊性能 强度 伸长 、 ) ， Nocolok 率 抗蚀性能等 各异 现行的 钾冰晶石钎 (600 ℃ )， 剂的最大不足之处在于操作温度过高 因 为钎剂和钎料的熔点分别为560 ℃ 和577 ℃ 。因此 大多数铝合金如2XXX 、5XXX 、6XXX 、7XXX 系合金 Nocolok 。 都不能用 法钾冰晶石钎剂钎焊 这样的合 560 ( 金约占变形铝合金总数 种 指在美国铝业协会 ) 70% ， 公司注册的常用铝合金 的 以上 它们的钎焊 温度都不能超过500 ℃ ，因为它们的固相线 ℃ ， 在 以下 而钎剂的熔化温度必须比所焊工件 4 图 三层复合钎焊铝材的显微组织 ( ) 10 ～ 20 ℃ ， 材料的固相线温度 过烧温度 低 例如钎 2XXX ， 480 ～ 焊 系合金时 钎剂的熔化温度应低于 490 ℃ 。 ， KAlF 因此 开发以 4 为基础的低熔点钎剂成 ， 为扩大铝合金钎焊范围的当务之急 是钾冰晶石的 潜在应用市场。 3． 1． 3 铜合金及不锈钢钎焊剂 ， 不管是铜及铜合金还是不锈钢 其表面都有一 ， 层薄薄的氧化物及其他有碍钎接的异物 在钎焊前 ， ， 必须把它们清洗整理干净 也就是用钎剂来清除 钾冰晶 5 图 全铝水箱的钎接 、 石是清除铜 不锈钢等表面氧化物的良好溶剂即钎 。 ， 焊剂 用钾冰晶石作钎剂钎焊铜及不锈钢时 焊后 残留物很容易除去。 3． 1． 4 Nocolok 钎焊 线及 改进 为生产汽车空调器和水箱散热器的Nocolok 钎 ， 焊线是前加拿大铝业公司开发的 但真正形成完整 的商业化自动生产线 年推出的MCB 型铝部件钎焊炉［8］。MCB 钎焊炉实 ， 际上是一条连续生产线 集预热喷涂钎剂混浊剂 6 图 钎焊接点的形成 ( )、 、 钾冰晶石粉末与有机溶剂混合流体 烘干 控制 、 、 ， 50m 。 气氛 钎焊 冷却于一体 全长 以上 炉中钎焊 如前所述，Nocolok 法的钎剂主要是 KF － AlF3 ， (600 ± 5 )℃ ， 段位为恒温区 控制在 炉内气氛为线 K AlF － KAlF 系中的 个中间化合物 3 6 4 所组成的共 ， ， ＜ 空或充以高纯氮 氧与氮含量自动监控 氧应 ， AlF 54 ． 2% ， 560 ℃ 。 晶熔盐 其 的含量为 熔点 在 50ppm 。 ( 3 组装就绪的热交换部件 空调器和水箱散 ， 实际生产中只有精确地符合此成分 才能得到此温 ) ， 热器等 由传送带以一定的速度通过炉内 生产效 ， 。 KF ， 度 因此钎剂成分配制至关重要 若 含量偏高 ， 。 率高 钎焊品质上乘 。 ， AlF 熔化温度会急剧升高而不可以使用 然而 若 含 20 11 ， 3 至 年底 中国已从日本引进这类自动钎焊 KAlF 59 ． 1% AlF ， 量偏高而又不大于 的组成 时 钎 8 ， 3 ， 4 3 线 条 其中仅上海新新机器厂有 条 每条的散热 剂的熔点将随 AlF 含量的升高而由560 ℃ 上升至 60 × 104 / a ; Calson- 3 器生产能力在 件 以上 台湾省的 575℃ 。 ， 尽管此时钎剂还可用 但对钎焊工艺性能不 ic 3 。 有限公司也有 条这类生产线 ， Al － Si 利 因为铝合金钎焊所用钎料大都为 共晶合 ， ， 当前 在钾冰晶石钎剂应用的基础上 正在对 ，Si 12 ． 6% ， 577 ℃ 。 Nocolok ， ， ， 金 含量为 熔点 如果成分高于 法作一些改进 以提高效率 改进品质 降低 KAlF ， AlF 。 ; 4 的组成 钎剂熔化时会留下不熔的 3 残 生产所带来的成本 改进主要在两方面做 一是在钾冰晶 渣。 ， 石钎剂中加入第三种或更多种盐 以提高钎剂的活 Nocolok ， ; 法的问世 在铝钎焊发展上具有里程碑 性与改善其他性能 另一种是开发钾冰晶石钎剂新 ， ， 的应用方法。 意义 扩大了钾冰晶石的应用场景范围 极大地促进了汽 2013 1 ·5 · 年第 期 轻 金 属 ， － － 3． 2 砂轮的主要辅助材料 点 但铝 钛 硼晶粒细化剂生产企业的副产物钾 ， 冰晶石不但品质与专业生产的钾冰晶石等同 而且 ， 砂轮是工业生产里不可或缺的工具 被喻为 ， 。 “ ”， 。 有相当强的价格上的优势 市场竞争力强 工业的牙齿 大范围的应用于各行各业 砂轮是由多 由于中国砂轮产业使用钾冰晶石尚处于起步阶 、 ， 种主 辅原材料组成的复杂体系 主要材料是磨料和 ， 段 所以钾冰晶石不但在中国而且在发展中国家都 ， 、 。 结合剂 辅助材料则包括填充物 增强材料等 3． 2 ． 1 冰晶石在砂轮中的作用 有着非常大的潜在市场。 ， (Na AlF ) 3． 3 含冰晶石的铝熔炼用熔剂 在当代砂轮生产中 冰晶石 3 6 作为一 ， ， 种辅助材料而被广泛添加 成为一种必需的材料 它 ， 在铝及铝合金的熔炼过程中 为避免熔体的 的作用可归结为: 氧化与除去其中的夹杂物常常是通过添加熔剂来达 (1) 。 提高结合剂的粘合力 砂轮中的磨料是靠 ， 到此目的 前者是向熔体表面撒一层名为覆盖剂的 ， ， 结合剂粘结在一起的 常用的结合剂为树脂 它的品 ， ， 熔剂 熔化后形成一层有一定厚度的致密的液体层 。 质高低对砂轮的性能起着很重要的作用 此处还 ， ， 可以阻止氧的渗入 从而防止铝的氧化 显著减少铝 〔(CH )N 〕 。 要加乌洛托品 2 6 4 作为树脂的硬化剂 ; ， 的烧损 后者是向熔体内添加一定量的精炼剂 它们 (2) 。 大大降低磨削表面温度和氧化程度 因为 能使夹杂物如Al O 与铝熔体分离并与其一起浮于 2 3 ， ， 冰晶石的熔点较低 在磨削热作用下熔化 需吸收磨 ， 熔体上面形成渣而得以除去 并能吸附熔体中一定 ， ， ， 削热 同时由于熔化 促使磨粒脱落 从而防止砂轮 ， 。 量的氢 所以精炼剂有除杂去氢的双重作用 堵塞。 铝及铝合金熔体的覆盖剂与精炼剂大都由氯盐 3) 。 ( 减少切割物的烧伤面积 由于冰晶石的熔 ， (Na AlF )， 与氟盐组成 有些还含有冰晶石 3 6 但不含 ， ， ， 化 吸收热量 降低了磨削温度 从而切割物与磨削 (KAlF )， 。 钾冰晶石 4 因为它的价格高 常用的一号 件的烧伤面积得以减少。 ( % ):40 ～ 50KCl 、25 ～ 35NaCl 、18 覆盖剂组成 质量 (4 ) 。 提高切割与磨削速度 冰晶石熔化后变成 ～ 26Na AlF 。 ， 3 6 它是一种含有冰晶石的粉状熔剂 密 ， ， 。 液态 是很好的润滑剂 切削速度能提高 2 ． 3kg / m3 ， 670 ℃ ， ， (5) ， ， 度约 熔点约 由于有冰晶石 使铝 在磨削过程中 冰晶石熔化后可发生分解 ， 熔体与熔剂之间的界面张力增大 熔剂的挥发性和 ， ， 析出氟 有利于钢的磨削与切割 所以冰晶石特别适 吸湿性下降， ， 覆盖层变得更为密实 且有一定的精炼 合于不用冷却液的干磨砂轮。 ， 、 、 (6) 。 能力 因而它具有的覆盖 分离 精炼的综合工艺性 砂轮使用期延长 冰晶石在砂轮中的以上 ， 能 大范围的应用于除镁含量高的铝合金以外的所有铝 ， ， 作用的综合结果是 砂轮有效有效期有所延长 生 及铝合金。 产成本也会降低。 5 2 。 3． 2 ． 2 钾冰晶石在砂轮中的作用 含冰晶石的 种精炼剂成分见表 21 ， 、 、 世纪以来 工业发达国家如美国 日本 西欧 2 ，( % ) 诸国逐渐用钾冰晶石(KAlF )取代常规的冰晶石制 表 五种铝及铝合金精炼剂的成分 质量 4 序号 KCl NaCl Na AlF NaF C Cl ， 。 3 6 2 6 造砂轮 至目前这种取代工作几乎已全部完成 但 是直到20 11 年中国80% 左右的砂轮制造企业仍在 1 － － 50 － 50 2 11． 5 56． 5 7 25 － ， 使用常规冰晶石 仅有少部分公司开始用钾冰晶石 3 10 50 10 30 － ， 取代常规的钠冰晶石 也有少数公司开始用这两种 4 － 45 15 40 － 冰晶石的混合物。 5 － 25 15 60 － ， 用钾冰晶石代替常规冰晶石 除有以上的优点 :－ 1XXX 、2XXX 、3XXX 、7XXX ， : 注 号熔炼剂用于 系合 外 还有 (1)能有效地降低树脂砂轮在磨削与切割过程 金;7 ～ 10 号熔剂用于4XXX 系合金。 ， 扬起粉尘 有利于环境保护与工作场所卫生条件的 ， 原则上 熔剂中的冰晶石都可以用钾冰晶石 改善。 (KAlF ) ， ， (2)由于钾冰晶石特有的成分及化学结构使其 4 取代 并可取得更好的覆盖及精炼效果 不 ， ， ，pH 7 ， 过钾冰晶石的价格高 所以从性价比考虑 还是不用 呈中性 为 左右 能更有效地发挥它在研磨及 。 ， ， 钾冰晶石为好 一般氯盐对氧化铝的熔解能力不 磨料中的作用 增强砂轮的磨削率 提高砂轮的工作 。 ， 1% ～ 2% ， ， 速度 大 为 如加以冰晶石 就使熔剂对氧化铝 ， 的溶解能力大大加强。 钾冰晶石的价格比常规冰晶石高一些 是其缺 ·6 · : 、 、 2013 1 王祝堂 钾冰晶石的性能 生产 应用与市场 年第 期 。 TiB / C ， 3． 4 其他用途 料 阴极材料可采用 2 复合材料 但也不甚理 。 ， － 想 所以 惰性阳极 可润湿阴极电解槽提取铝工 ， 除以上的一些用途外 钾冰晶石还在钢铁冶炼 ， 艺距产业化生产还需要一些时日 还有一段很长的 、 。 与玻璃 陶瓷生产中有一重要用途 路要走。 3． 5 潜在用途———钾冰晶石低温电解质 ， 不过一旦试验成功进入人工化生产阶段 可是 20 11 年全球的原铝产量432000kt ，中国的产量 ， ， 一个大好事 不但电耗会大幅度下降 电解铝产业会 19650kt ，占世界总产量的45 ． 70% 。99% 左右的原 “ ” ; CO 、CO 摘掉 电老虎 的幅子 温室气体 2 等的排放 铝是在预焙阳极电极槽内提取的。20 11 年中国电 ; 可为零 而且可为钾冰晶石应用开拓一个巨大的市 解铝产业的平均直流电耗约 13000kWh / t － Al 强， 场。 综合交流平均电耗约14000kWh / t － Al 。

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