專利名稱：一種廢鎂合金的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種廢鎂合金的回收方法，涉及一種采用壓鑄工藝等生產(chǎn)鎂合金部件產(chǎn)生的廢金屬鎂合金的回收處理方法，特別是利用氯鹽做保護(hù)熔劑和精煉熔劑對(duì)壓鑄生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的A級(jí)和B級(jí)兩類廢料進(jìn)行回收的工藝方法。
背景技術(shù)：
鎂具有密度小，比強(qiáng)度、比剛度高，減震性能好，可加工性和可回收性等特點(diǎn)。在汽車和3C類產(chǎn)品中的應(yīng)用量迅速上升，但是由于3C類鎂合金產(chǎn)品絕大部分是采用壓鑄工藝生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)品合格率不足50％，且大多在30％左右，同時(shí)鎂合金廢料體積大、比表面積大、易腐蝕的特點(diǎn)又給鎂廢料儲(chǔ)存和運(yùn)輸帶來很大困難。因此必須對(duì)鎂合金進(jìn)行回收，并能使回收后的鎂合金能重返壓鑄工藝流程中，不至降級(jí)使用。目前回收廢鎂合金主要有兩種方法一種是無熔劑保護(hù)法，即采用SF6或SO2作保護(hù)氣氛在封閉體系中對(duì)廢料進(jìn)行回收，這種回收方法的缺陷是只能回收低表面積、大塊的廢料，且回收率低，一般在80％左右；另一種方法是熔劑保護(hù)法，即采用氯鹽做保護(hù)劑。現(xiàn)在許多小廠采用單純的熔劑保護(hù)法回收廢鎂合金，回收后的鎂合金只能用于配制鋁合金或鋼鐵脫硫，不能重新回到壓鑄生產(chǎn)的流程中，造成資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述已有技術(shù)在現(xiàn)有的廢鎂合金廢料量大情況下，回收產(chǎn)品質(zhì)量差等問題，提供一種在回收中能有效除去Fe，并通過變質(zhì)處理、均勻化處理，提高回收鎂合金品質(zhì)的廢鎂合金的回收方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種廢鎂合金的回收方法，以壓鑄過程中產(chǎn)生的A級(jí)和B級(jí)廢鎂合金為原料，其特征在于回收處理工藝過程包括a.對(duì)廢鎂合金依次進(jìn)行表面酸洗、堿洗、水洗處理，去除廢料表面的氧化層；b.配制底熔劑和精煉熔劑，其中底熔劑成份為MgCl2∶KCl∶CaCl2＝8∶11∶1，精煉熔劑成份為MgCl2∶KCl∶CaCl2∶CaF2＝19∶27∶4∶1；C.向坩堝爐內(nèi)加入占總配料重量4％～10％的底熔劑，加熱至全部熔化后，采用邊加入邊壓實(shí)的方法分批加入廢鎂合金料，廢鎂全部熔化后，升溫至720℃～740℃；d.采用邊攪拌邊加入的方式，按占熔體重量百分比為0.5％～3.0％的比例加入精煉熔劑，對(duì)熔體進(jìn)行攪拌精煉，時(shí)間為10～15分鐘；e.稱取占熔體重量百分比為0.1％～1.0％的試劑級(jí)B2O3，并將其與精煉劑均勻混合，混合比例為B2O3∶精煉熔劑＝1∶1～2；向d步驟的熔體加入該混合物，攪拌15分鐘，并靜置15～30分鐘，以降低熔體中的鐵含量；f.向e步驟中的熔體加入按鎂合金標(biāo)準(zhǔn)成份計(jì)算出需加入的鋁錳合金、純鋅，配制標(biāo)準(zhǔn)成分的合金；g.將菱鎂礦破碎至1mm～2mm，稱取相當(dāng)于f步驟熔體質(zhì)量百分比的0.2％～1.0％菱鎂礦，用工業(yè)鋁箔包好，置于一不銹鋼或石墨鐘罩內(nèi)，預(yù)熱至150℃～200℃，緩慢壓入e步驟合金液中的1/2處，平面移動(dòng)鐘罩使菱鎂礦熔化；h.向g步驟熔體中通入Ar氣，使變質(zhì)后的合金成份均勻；Ar氣通入量控制在3～10l/min，通氣時(shí)間控制在5～8分鐘，然后靜置20分鐘，成份合格后澆鑄出爐。
采用本發(fā)明的回收方法，可以對(duì)壓鑄生產(chǎn)中產(chǎn)生的各類廢料進(jìn)行回收。經(jīng)過酸冼、弱堿洗等表面處理，減少了廢料熔化過程中的氧化燃燒，降低了有害氣體的排放，通過預(yù)先壓實(shí)或邊加料邊壓實(shí)，減少了大比表面積廢料的氧化燒損，提高了廢鎂合金的回收率，使A級(jí)和B級(jí)廢料的回收率可分別達(dá)到98％和95％以上。
本發(fā)明的廢鎂合金回收方法的工藝，將一定量的底熔劑加入井式坩堝內(nèi)，熔劑熔化后加入定量的預(yù)熱過的廢鎂合金料，廢鎂合金料全部熔化后，升至一定溫度，加入精煉劑精煉，靜置一定時(shí)間后，加入試劑級(jí)B2O3對(duì)熔體進(jìn)行除鐵，除鐵后再靜置，然后加入定量的鋁錳合金，純鋅粒(或鋅錠)對(duì)合金進(jìn)行化學(xué)成份的調(diào)整，為防止晶粒粗大和化學(xué)成份的不均勻，成份調(diào)整完后依次加入變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理，通入o氣進(jìn)行均勻化處理，靜置20min，澆注成型。在精煉、回收過程中通過加入三氧化二硼除鐵工序，不但可以降低廢鎂本身帶入的雜質(zhì)鐵，同時(shí)還可以降低鐵制熔煉工具帶入的鐵，大大降低了回收鎂合金中雜質(zhì)鐵的含量；合金通過加入一定量的變質(zhì)劑和均勻化處理，不但化學(xué)成份達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)也極大地提高了合金的機(jī)械性能。
具體實(shí)施方案一種廢鎂合金的回收方法，以壓鑄過程中產(chǎn)生的A級(jí)和B級(jí)廢鎂合金為原料，回收處理工藝過程為a.對(duì)廢鎂合金進(jìn)行表面處理，首先用3％～5％的稀鹽酸清洗去除廢料表面的氧化層，再用含氫氧化鈉和活性劑的堿性溶液中和清冼，然后用水清冼后在120℃溫度下烘干2～3小時(shí)；b.配制底熔劑和精煉熔劑，其中底熔劑成份為MgCl2∶KCl∶CaCl2＝8∶11∶1，精煉熔劑成份為MgCl2∶KCl∶CaCl2∶CaF2＝19∶27∶4∶1；C.向坩堝爐內(nèi)加入占總配料重量4％～10％的底熔劑，加熱至全部熔化后，采用邊加入邊壓實(shí)的方法分批加入廢鎂合金料，廢鎂全部熔化后，升溫至720℃～740℃；d.采用邊攪拌邊加入的方式，按占熔體重量百分比為0.5％～3.0％的比例加入精煉熔劑，對(duì)熔體進(jìn)行攪拌精煉，時(shí)間為10～15分鐘；e.稱取占熔體重量百分比為0.1％～1.0％的試劑級(jí)B2O3，并將其與精煉劑均勻混合，混合比例為B2O3∶精煉熔劑＝1∶1～2；向(d)中的熔體加入該混合物，攪拌15分鐘，并靜置15～30分鐘，以降低熔體中的鐵含量；f.向(e)中的熔體在攪拌下加入按鎂合金標(biāo)準(zhǔn)成份計(jì)算出需加入的鋁錳合金、鋅粒，配制標(biāo)準(zhǔn)成分的合金；g.將菱鎂礦破碎至1mm～2mm，稱取相當(dāng)于(f)熔體質(zhì)量百分比的0.2％～1.0％菱鎂礦，用工業(yè)鋁箔包好，置于一不銹鋼或石墨鐘罩內(nèi)，預(yù)熱至150℃～200℃，緩慢壓入(e)合金液中的1/2處，平面移動(dòng)鐘罩使菱鎂礦熔化；h.向(g)熔體中通入Ar氣，使變質(zhì)后的合金成份均勻；Ar氣通入量控制在3～10l/min，通氣時(shí)間控制在5～8分鐘，然后靜置20分鐘；i.對(duì)(h)中的熔體取樣，進(jìn)行爐前分析，成份合格后澆鑄出爐。
本發(fā)明的方法，將預(yù)處理過的廢料熔化，加入除鐵劑進(jìn)行除鐵，合金化后進(jìn)行變質(zhì)處理和均勻化處理。該工藝所用除鐵劑為硼的氧化物，變質(zhì)劑為鎂的碳酸鹽。用該方法回收廢鎂屑，回收率高，回收后的合金中鐵含量可降低到0.002％以下，其它化學(xué)成份達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
實(shí)例1用壓鑄生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢鎂合金A級(jí)為原料，用3％的稀鹽酸清洗去除廢料表面的氧化層，再用含氫氧化鈉和活性劑的堿性溶液中和清冼，然后用水清冼后在120℃溫度下烘干3小時(shí)；配制底熔劑和精煉熔劑，其中底熔劑成份為MgCl2∶KCl∶CaCl2＝8∶11∶1，精煉熔劑成份為MgCl2∶KCl∶CaCl2∶CaF2＝19∶27∶4∶1；d.在坩堝中加入60g底熔劑，熔劑熔化后，加入預(yù)處理過并破碎為5～10cm、預(yù)熱至150℃的A級(jí)廢鎂合金料1.5公斤，邊加料邊壓實(shí)。廢料全部加入熔化后，升溫至720℃，加入20g精煉熔劑，攪拌精煉15min，靜置20min，將2.4g B2O3與等量的精煉劑混合，加入攪拌10min，靜置15min，加入鋁錳合金10.22g，純鋅粒3.0g，攪拌10min，加入菱鎂礦3.8g，攪拌10分鐘，通入Ar氣，Ar流量5l/min，通氣時(shí)間3min，靜置20min，取樣分析，澆注出爐。廢鎂合金的回收率96％。
實(shí)例2以1.3公斤A級(jí)廢鎂合金為試驗(yàn)原料，按實(shí)例1中的回收步驟進(jìn)行回收，其中加入質(zhì)量百分比為10％的底熔劑，熔劑全熔后，升溫至730℃，加入廢鎂合金，合金全部熔化后精煉靜置，攪拌加入6.2g B2O3，加入9.1g鋁錳合金，2.7g鋅粒，加入菱鎂礦7.2g，通入Ar氣攪拌，澆注出爐，回收率98.5％。
實(shí)例3以B級(jí)廢鎂合金為試驗(yàn)原料。首先用5％的HCl溶液酸冼廢料，再用弱堿性冼液清冼，清水清冼，在120℃溫度下烘干2小時(shí)。坩堝中加入74g底熔劑，熔化后分批加入并壓實(shí)1.235公斤的烘干廢料，廢料全部熔化后，升溫至740℃，加入30g精煉劑，精煉15min，加入2.0g三氧化二硼攪拌，靜置15min，加入6.0g鋁錳合金、1.8g鋅粒、并攪拌。將菱鎂礦破碎至1～2mm，按合金熔體的0.25％稱量，用特制的石墨鐘罩壓入合金液的1/2處，使之熔化進(jìn)入合金液，攪拌10min，通入Ar氣，Ar氣流量控制在3～10l/min，通氣5min使合金均勻化，靜置20min，取樣分析，澆注出爐。
實(shí)例4以1.0公斤B級(jí)廢鎂合金為試驗(yàn)原料，按實(shí)例3中的回收方法進(jìn)行回收，加入質(zhì)量百分比為10％的底熔劑，熔劑全熔后加入廢鎂合金，合金全部熔化升溫至729℃，后精煉靜置，攪拌加入4.8g B2O3和4.8g精煉劑的混合物，加入5.0g鋁錳合金，1.5g鋅粒，加入5.5g菱鎂礦，通Ar氣攪拌，靜置，澆注出爐?；厥章?8.5％。
權(quán)利要求
一種廢鎂合金的回收方法，以壓鑄過程中產(chǎn)生的A級(jí)和B級(jí)廢鎂合金為原料，其特征在于回收處理工藝過程為a.對(duì)廢鎂合金依次進(jìn)行表面酸洗、堿洗、水洗處理，去除廢料表面的氧化層；b.配制底熔劑和精煉熔劑，其中底熔劑成份為MgCl2∶KCl∶CaCl2＝8∶11∶1，精煉熔劑成份為MgCl2∶KCl∶CaCl2∶CaF2＝19∶27∶4∶1；C.向坩堝爐內(nèi)加入占總配料重量4％～10％的底熔劑，加熱至全部熔化后，采用邊加入邊壓實(shí)的方法分批加入廢鎂合金料，廢鎂全部熔化后，升溫至720℃～740℃；d.采用邊攪拌邊加入的方式，按占熔體重量百分比為0.5％～3.0％的比例加入精煉熔劑，對(duì)熔體進(jìn)行攪拌精煉，時(shí)間為10～15分鐘；e.稱取占熔體重量百分比為0.1％～1.0％的試劑級(jí)B2O3，并將其與精煉劑均勻混臺(tái)，混合比例為B2O3∶精煉熔劑＝1∶1～2；向d步驟的熔體加入該混合物，攪拌15分鐘，并靜置15～30分鐘，以降低熔體中的鐵含量；f.向e步驟中的熔體加入按鎂合金標(biāo)準(zhǔn)成份計(jì)算出需加入的鋁錳合金、純鋅，配制標(biāo)準(zhǔn)成分的合金；g.將菱鎂礦破碎至1mm～2mm，稱取相當(dāng)于f步驟熔體質(zhì)量百分比的0.2％～1.0％菱鎂礦，用工業(yè)鋁箔包好，置于一不銹鋼或石墨鐘罩內(nèi)，預(yù)熱至150℃～200℃，緩慢壓入e步驟合金液中的1/2處，平面移動(dòng)鐘罩使菱鎂礦熔化；h.向g步驟熔體中通入Ar氣，使變質(zhì)后的合金成份均勻，成份合格后澆鑄出爐。
全文摘要
一種廢鎂合金的回收方法，涉及一種采用壓鑄工藝等生產(chǎn)鎂合金部件產(chǎn)生的廢金屬鎂合金的回收處理方法。其特征在于回收過程包括向坩堝爐內(nèi)加入4％～10％的底熔劑熔化后，采用邊加入邊壓實(shí)的方法分批加入廢鎂合金料，升溫至720℃～740℃，加入精煉劑精煉，加入精煉劑，攪拌、靜置，加入鋁錳合金、鋅粒，配制標(biāo)準(zhǔn)成分的鎂合金。本發(fā)明的方法經(jīng)過一定的表面預(yù)處理，利用一定成分氯鹽做為保護(hù)熔劑，經(jīng)過化學(xué)成分調(diào)整，變質(zhì)處理等工藝使之能達(dá)到原鎂合金的標(biāo)準(zhǔn)，并能再度返回到壓鑄生產(chǎn)過程中。提高了鎂合金的利用率，同時(shí)也大大降低了壓鑄鎂合金產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，有效地節(jié)約了資源。具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C22B26/22GK1614045SQ20041008044
公開日2005年5月11日 申請(qǐng)日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月10日
發(fā)明者姚素娟, 關(guān)武紅, 張英 申請(qǐng)人:中國鋁業(yè)股份有限公司