專利名稱：一種廢鎂合金的回收方法
技術領域：
一種廢鎂合金的回收方法，涉及一種采用壓鑄工藝等生產鎂合金部件產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熔劑和精煉熔劑對壓鑄生產過程中產生的A級和B級兩類廢料進行回收的工藝方法。
背景技術：
鎂具有密度小，比強度、比剛度高，減震性能好，可加工性和可回收性等特點。在汽車和3C類產品中的應用量迅速上升，但是由于3C類鎂合金產品絕大部分是采用壓鑄工藝生產，生產過程中產品合格率不足50％，且大多在30％左右，同時鎂合金廢料體積大、比表面積大、易腐蝕的特點又給鎂廢料儲存和運輸帶來很大困難。因此必須對鎂合金進行回收，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法，即采用SF6或SO2作保護氣氛在封閉體系中對廢料進行回收，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法，即采用氯鹽做保護劑。現在許多小廠采用單純的熔劑保護法回收廢鎂合金，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的流程中，造成資源的浪費。

發明內容
本發明的目的是針對上述已有技術在現有的廢鎂合金廢料量大情況下，回收產品質量差等問題，提供一種在回收中能有效除去Fe，并通過變質處理、均勻化處理，提高回收鎂合金品質的廢鎂合金的回收方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的。
一種廢鎂合金的回收方法，以壓鑄過程中產生的A級和B級廢鎂合金為原料，其特征在于回收處理工藝過程包括a.對廢鎂合金依次進行表面酸洗、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，對熔體進行攪拌精煉，時間為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準成份計算出需加入的鋁錳合金、純鋅，配制標準成分的合金；g.將菱鎂礦破碎至1mm～2mm，稱取相當于f步驟熔體質量百分比的0.2％～1.0％菱鎂礦，用工業鋁箔包好，置于一不銹鋼或石墨鐘罩內，預熱至150℃～200℃，緩慢壓入e步驟合金液中的1/2處，平面移動鐘罩使菱鎂礦熔化；h.向g步驟熔體中通入Ar氣，使變質后的合金成份均勻；Ar氣通入量控制在3～10l/min，通氣時間控制在5～8分鐘，然后靜置20分鐘，成份合格后澆鑄出爐。
采用本發明的回收方法，可以對壓鑄生產中產生的各類廢料進行回收。經過酸冼、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，通過預先壓實或邊加料邊壓實，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級和B級廢料的回收率可分別達到98％和95％以上。
本發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，熔劑熔化后加入定量的預熱過的廢鎂合金料，廢鎂合金料全部熔化后，升至一定溫度，加入精煉劑精煉，靜置一定時間后，加入試劑級B2O3對熔體進行除鐵，除鐵后再靜置，然后加入定量的鋁錳合金，純鋅粒(或鋅錠)對合金進行化學成份的調整，為防止晶粒粗大和化學成份的不均勻，成份調整完后依次加入變質劑進行變質處理，通入o氣進行均勻化處理，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鐵，同時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鐵的含量；合金通過加入一定量的變質劑和均勻化處理，不但化學成份達到標準要求，同時也極大地提高了合金的機械性能。
具體實施方案一種廢鎂合金的回收方法，以壓鑄過程中產生的A級和B級廢鎂合金為原料，回收處理工藝過程為a.對廢鎂合金進行表面處理，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；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，對熔體進行攪拌精煉，時間為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準成份計算出需加入的鋁錳合金、鋅粒，配制標準成分的合金；g.將菱鎂礦破碎至1mm～2mm，稱取相當于(f)熔體質量百分比的0.2％～1.0％菱鎂礦，用工業鋁箔包好，置于一不銹鋼或石墨鐘罩內，預熱至150℃～200℃，緩慢壓入(e)合金液中的1/2處，平面移動鐘罩使菱鎂礦熔化；h.向(g)熔體中通入Ar氣，使變質后的合金成份均勻；Ar氣通入量控制在3～10l/min，通氣時間控制在5～8分鐘，然后靜置20分鐘；i.對(h)中的熔體取樣，進行爐前分析，成份合格后澆鑄出爐。
本發明的方法，將預處理過的廢料熔化，加入除鐵劑進行除鐵，合金化后進行變質處理和均勻化處理。該工藝所用除鐵劑為硼的氧化物，變質劑為鎂的碳酸鹽。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，其它化學成份達到標準要求。
實例1用壓鑄生產過程中產生的廢鎂合金A級為原料，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；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，加入預處理過并破碎為5～10cm、預熱至150℃的A級廢鎂合金料1.5公斤，邊加料邊壓實。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，通氣時間3min，靜置20min，取樣分析，澆注出爐。廢鎂合金的回收率96％。
實例2以1.3公斤A級廢鎂合金為試驗原料，按實例1中的回收步驟進行回收，其中加入質量百分比為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％。
實例3以B級廢鎂合金為試驗原料。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。坩堝中加入74g底熔劑，熔化后分批加入并壓實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。
實例4以1.0公斤B級廢鎂合金為試驗原料，按實例3中的回收方法進行回收，加入質量百分比為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。回收率98.5％。
權利要求
一種廢鎂合金的回收方法，以壓鑄過程中產生的A級和B級廢鎂合金為原料，其特征在于回收處理工藝過程為a.對廢鎂合金依次進行表面酸洗、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，對熔體進行攪拌精煉，時間為10～15分鐘；e.稱取占熔體重量百分比為0.1％～1.0％的試劑級B2O3，并將其與精煉劑均勻混臺，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準成份計算出需加入的鋁錳合金、純鋅，配制標準成分的合金；g.將菱鎂礦破碎至1mm～2mm，稱取相當于f步驟熔體質量百分比的0.2％～1.0％菱鎂礦，用工業鋁箔包好，置于一不銹鋼或石墨鐘罩內，預熱至150℃～200℃，緩慢壓入e步驟合金液中的1/2處，平面移動鐘罩使菱鎂礦熔化；h.向g步驟熔體中通入Ar氣，使變質后的合金成份均勻，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鎂合金部件產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加入4％～10％的底熔劑熔化后，采用邊加入邊壓實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，配制標準成分的鎂合金。本發明的方法經過一定的表面預處理，利用一定成分氯鹽做為保護熔劑，經過化學成分調整，變質處理等工藝使之能達到原鎂合金的標準，并能再度返回到壓鑄生產過程中。提高了鎂合金的利用率，同時也大大降低了壓鑄鎂合金產品的生產成本，有效地節約了資源。具有很好的經濟效益和社會效益。
文檔編號C22B26/22GK1614045SQ20041008044
公開日2005年5月11日 申請日期2004年10月10日 優先權日2004年10月10日
發明者姚素娟, 關武紅, 張英 申請人:中國鋁業股份有限公司