专利名称：一种废镁合金的回收方法
技术领域：
一种废镁合金的回收方法，涉及一种采用压铸工艺等生产镁合金部件产生的废金属镁合金的回收处理方法，特别是利用氯盐做保护熔剂和精炼熔剂对压铸生产过程中产生的A级和B级两类废料进行回收的工艺方法。
背景技术：
镁具有密度小，比强度、比刚度高，减震性能好，可加工性和可回收性等特点。在汽车和3C类产品中的应用量迅速上升，但是由于3C类镁合金产品绝大部分是采用压铸工艺生产，生产过程中产品合格率不足50％，且大多在30％左右，同时镁合金废料体积大、比表面积大、易腐蚀的特点又给镁废料储存和运输带来很大困难。因此必须对镁合金进行回收，并能使回收后的镁合金能重返压铸工艺流程中，不至降级使用。目前回收废镁合金主要有两种方法一种是无熔剂保护法，即采用SF6或SO2作保护气氛在封闭体系中对废料进行回收，这种回收方法的缺陷是只能回收低表面积、大块的废料，且回收率低，一般在80％左右；另一种方法是熔剂保护法，即采用氯盐做保护剂。现在许多小厂采用单纯的熔剂保护法回收废镁合金，回收后的镁合金只能用于配制铝合金或钢铁脱硫，不能重新回到压铸生产的流程中，造成资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术在现有的废镁合金废料量大情况下，回收产品质量差等问题，提供一种在回收中能有效除去Fe，并通过变质处理、均匀化处理，提高回收镁合金品质的废镁合金的回收方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种废镁合金的回收方法，以压铸过程中产生的A级和B级废镁合金为原料，其特征在于回收处理工艺过程包括a.对废镁合金依次进行表面酸洗、碱洗、水洗处理，去除废料表面的氧化层；b.配制底熔剂和精炼熔剂，其中底熔剂成份为MgCl2∶KCl∶CaCl2＝8∶11∶1，精炼熔剂成份为MgCl2∶KCl∶CaCl2∶CaF2＝19∶27∶4∶1；C.向坩埚炉内加入占总配料重量4％～10％的底熔剂，加热至全部熔化后，采用边加入边压实的方法分批加入废镁合金料，废镁全部熔化后，升温至720℃～740℃；d.采用边搅拌边加入的方式，按占熔体重量百分比为0.5％～3.0％的比例加入精炼熔剂，对熔体进行搅拌精炼，时间为10～15分钟；e.称取占熔体重量百分比为0.1％～1.0％的试剂级B2O3，并将其与精炼剂均匀混合，混合比例为B2O3∶精炼熔剂＝1∶1～2；向d步骤的熔体加入该混合物，搅拌15分钟，并静置15～30分钟，以降低熔体中的铁含量；f.向e步骤中的熔体加入按镁合金标准成份计算出需加入的铝锰合金、纯锌，配制标准成分的合金；g.将菱镁矿破碎至1mm～2mm，称取相当于f步骤熔体质量百分比的0.2％～1.0％菱镁矿，用工业铝箔包好，置于一不锈钢或石墨钟罩内，预热至150℃～200℃，缓慢压入e步骤合金液中的1/2处，平面移动钟罩使菱镁矿熔化；h.向g步骤熔体中通入Ar气，使变质后的合金成份均匀；Ar气通入量控制在3～10l/min，通气时间控制在5～8分钟，然后静置20分钟，成份合格后浇铸出炉。
采用本发明的回收方法，可以对压铸生产中产生的各类废料进行回收。经过酸冼、弱碱洗等表面处理，减少了废料熔化过程中的氧化燃烧，降低了有害气体的排放，通过预先压实或边加料边压实，减少了大比表面积废料的氧化烧损，提高了废镁合金的回收率，使A级和B级废料的回收率可分别达到98％和95％以上。
本发明的废镁合金回收方法的工艺，将一定量的底熔剂加入井式坩埚内，熔剂熔化后加入定量的预热过的废镁合金料，废镁合金料全部熔化后，升至一定温度，加入精炼剂精炼，静置一定时间后，加入试剂级B2O3对熔体进行除铁，除铁后再静置，然后加入定量的铝锰合金，纯锌粒(或锌锭)对合金进行化学成份的调整，为防止晶粒粗大和化学成份的不均匀，成份调整完后依次加入变质剂进行变质处理，通入o气进行均匀化处理，静置20min，浇注成型。在精炼、回收过程中通过加入三氧化二硼除铁工序，不但可以降低废镁本身带入的杂质铁，同时还可以降低铁制熔炼工具带入的铁，大大降低了回收镁合金中杂质铁的含量；合金通过加入一定量的变质剂和均匀化处理，不但化学成份达到标准要求，同时也极大地提高了合金的机械性能。
具体实施方案一种废镁合金的回收方法，以压铸过程中产生的A级和B级废镁合金为原料，回收处理工艺过程为a.对废镁合金进行表面处理，首先用3％～5％的稀盐酸清洗去除废料表面的氧化层，再用含氢氧化钠和活性剂的碱性溶液中和清冼，然后用水清冼后在120℃温度下烘干2～3小时；b.配制底熔剂和精炼熔剂，其中底熔剂成份为MgCl2∶KCl∶CaCl2＝8∶11∶1，精炼熔剂成份为MgCl2∶KCl∶CaCl2∶CaF2＝19∶27∶4∶1；C.向坩埚炉内加入占总配料重量4％～10％的底熔剂，加热至全部熔化后，采用边加入边压实的方法分批加入废镁合金料，废镁全部熔化后，升温至720℃～740℃；d.采用边搅拌边加入的方式，按占熔体重量百分比为0.5％～3.0％的比例加入精炼熔剂，对熔体进行搅拌精炼，时间为10～15分钟；e.称取占熔体重量百分比为0.1％～1.0％的试剂级B2O3，并将其与精炼剂均匀混合，混合比例为B2O3∶精炼熔剂＝1∶1～2；向(d)中的熔体加入该混合物，搅拌15分钟，并静置15～30分钟，以降低熔体中的铁含量；f.向(e)中的熔体在搅拌下加入按镁合金标准成份计算出需加入的铝锰合金、锌粒，配制标准成分的合金；g.将菱镁矿破碎至1mm～2mm，称取相当于(f)熔体质量百分比的0.2％～1.0％菱镁矿，用工业铝箔包好，置于一不锈钢或石墨钟罩内，预热至150℃～200℃，缓慢压入(e)合金液中的1/2处，平面移动钟罩使菱镁矿熔化；h.向(g)熔体中通入Ar气，使变质后的合金成份均匀；Ar气通入量控制在3～10l/min，通气时间控制在5～8分钟，然后静置20分钟；i.对(h)中的熔体取样，进行炉前分析，成份合格后浇铸出炉。
本发明的方法，将预处理过的废料熔化，加入除铁剂进行除铁，合金化后进行变质处理和均匀化处理。该工艺所用除铁剂为硼的氧化物，变质剂为镁的碳酸盐。用该方法回收废镁屑，回收率高，回收后的合金中铁含量可降低到0.002％以下，其它化学成份达到标准要求。
实例1用压铸生产过程中产生的废镁合金A级为原料，用3％的稀盐酸清洗去除废料表面的氧化层，再用含氢氧化钠和活性剂的碱性溶液中和清冼，然后用水清冼后在120℃温度下烘干3小时；配制底熔剂和精炼熔剂，其中底熔剂成份为MgCl2∶KCl∶CaCl2＝8∶11∶1，精炼熔剂成份为MgCl2∶KCl∶CaCl2∶CaF2＝19∶27∶4∶1；d.在坩埚中加入60g底熔剂，熔剂熔化后，加入预处理过并破碎为5～10cm、预热至150℃的A级废镁合金料1.5公斤，边加料边压实。废料全部加入熔化后，升温至720℃，加入20g精炼熔剂，搅拌精炼15min，静置20min，将2.4g B2O3与等量的精炼剂混合，加入搅拌10min，静置15min，加入铝锰合金10.22g，纯锌粒3.0g，搅拌10min，加入菱镁矿3.8g，搅拌10分钟，通入Ar气，Ar流量5l/min，通气时间3min，静置20min，取样分析，浇注出炉。废镁合金的回收率96％。
实例2以1.3公斤A级废镁合金为试验原料，按实例1中的回收步骤进行回收，其中加入质量百分比为10％的底熔剂，熔剂全熔后，升温至730℃，加入废镁合金，合金全部熔化后精炼静置，搅拌加入6.2g B2O3，加入9.1g铝锰合金，2.7g锌粒，加入菱镁矿7.2g，通入Ar气搅拌，浇注出炉，回收率98.5％。
实例3以B级废镁合金为试验原料。首先用5％的HCl溶液酸冼废料，再用弱碱性冼液清冼，清水清冼，在120℃温度下烘干2小时。坩埚中加入74g底熔剂，熔化后分批加入并压实1.235公斤的烘干废料，废料全部熔化后，升温至740℃，加入30g精炼剂，精炼15min，加入2.0g三氧化二硼搅拌，静置15min，加入6.0g铝锰合金、1.8g锌粒、并搅拌。将菱镁矿破碎至1～2mm，按合金熔体的0.25％称量，用特制的石墨钟罩压入合金液的1/2处，使之熔化进入合金液，搅拌10min，通入Ar气，Ar气流量控制在3～10l/min，通气5min使合金均匀化，静置20min，取样分析，浇注出炉。
实例4以1.0公斤B级废镁合金为试验原料，按实例3中的回收方法进行回收，加入质量百分比为10％的底熔剂，熔剂全熔后加入废镁合金，合金全部熔化升温至729℃，后精炼静置，搅拌加入4.8g B2O3和4.8g精炼剂的混合物，加入5.0g铝锰合金，1.5g锌粒，加入5.5g菱镁矿，通Ar气搅拌，静置，浇注出炉。回收率98.5％。
权利要求
一种废镁合金的回收方法，以压铸过程中产生的A级和B级废镁合金为原料，其特征在于回收处理工艺过程为a.对废镁合金依次进行表面酸洗、碱洗、水洗处理，去除废料表面的氧化层；b.配制底熔剂和精炼熔剂，其中底熔剂成份为MgCl2∶KCl∶CaCl2＝8∶11∶1，精炼熔剂成份为MgCl2∶KCl∶CaCl2∶CaF2＝19∶27∶4∶1；C.向坩埚炉内加入占总配料重量4％～10％的底熔剂，加热至全部熔化后，采用边加入边压实的方法分批加入废镁合金料，废镁全部熔化后，升温至720℃～740℃；d.采用边搅拌边加入的方式，按占熔体重量百分比为0.5％～3.0％的比例加入精炼熔剂，对熔体进行搅拌精炼，时间为10～15分钟；e.称取占熔体重量百分比为0.1％～1.0％的试剂级B2O3，并将其与精炼剂均匀混台，混合比例为B2O3∶精炼熔剂＝1∶1～2；向d步骤的熔体加入该混合物，搅拌15分钟，并静置15～30分钟，以降低熔体中的铁含量；f.向e步骤中的熔体加入按镁合金标准成份计算出需加入的铝锰合金、纯锌，配制标准成分的合金；g.将菱镁矿破碎至1mm～2mm，称取相当于f步骤熔体质量百分比的0.2％～1.0％菱镁矿，用工业铝箔包好，置于一不锈钢或石墨钟罩内，预热至150℃～200℃，缓慢压入e步骤合金液中的1/2处，平面移动钟罩使菱镁矿熔化；h.向g步骤熔体中通入Ar气，使变质后的合金成份均匀，成份合格后浇铸出炉。
全文摘要
一种废镁合金的回收方法，涉及一种采用压铸工艺等生产镁合金部件产生的废金属镁合金的回收处理方法。其特征在于回收过程包括向坩埚炉内加入4％～10％的底熔剂熔化后，采用边加入边压实的方法分批加入废镁合金料，升温至720℃～740℃，加入精炼剂精炼，加入精炼剂，搅拌、静置，加入铝锰合金、锌粒，配制标准成分的镁合金。本发明的方法经过一定的表面预处理，利用一定成分氯盐做为保护熔剂，经过化学成分调整，变质处理等工艺使之能达到原镁合金的标准，并能再度返回到压铸生产过程中。提高了镁合金的利用率，同时也大大降低了压铸镁合金产品的生产成本，有效地节约了资源。具有很好的经济效益和社会效益。
文档编号C22B26/22GK1614045SQ20041008044
公开日2005年5月11日 申请日期2004年10月10日 优先权日2004年10月10日
发明者姚素娟, 关武红, 张英 申请人:中国铝业股份有限公司