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CN111118354A - 金属镁还原法回收废铝屑的方法 - Google Patents

金属镁还原法回收废铝屑的方法 Download PDF

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CN111118354A
CN111118354A CN202010173036.5A CN202010173036A CN111118354A CN 111118354 A CN111118354 A CN 111118354A CN 202010173036 A CN202010173036 A CN 202010173036A CN 111118354 A CN111118354 A CN 111118354A
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CN
China
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alloy
aluminum scraps
aluminum
crucible
scraps
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CN202010173036.5A
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English (en)
Inventor
王军伟
卢海静
曹海莲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qinghai University
Original Assignee
Qinghai University
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Publication date
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Abstract

金属镁还原法回收废铝屑的方法，其步骤为：废铝屑回收并去杂预处理：通过漂洗和过滤方法，清洗铝屑表面油污和泥沙，然后干燥后备用；混料：将干燥后的铝屑和镁粉混合均匀后，装入钢质坩埚中；熔化：将盛装铝屑和镁粉混合料（1）的坩埚（2）置于真空感应熔炼炉（3）中的加热线圈（4）中，抽真空后，在惰性气体气氛（5）环境中加热，直至铝屑完全熔化后停止加热；浇铸：在惰性气体保护气氛下，将坩埚中的上层铝合金熔体浇铸，得到再生原坯锭，底部渣滓作为废料倾倒；检测成分：检测再生原坯锭合金成分；重熔并调整合金成分：根据Al‑Mg合金目标成分，添加预设质量的所需合金元素，按照上述步骤，重新熔炼得到目标合金铸锭。

Description

金属镁还原法回收废铝屑的方法
技术领域
本发明涉及废金属回收再利用领域。
背景技术
铝铸件切削加工产生的切屑占铸件质量的3%~5%，高效回收利用铝屑具有重要经济价值。目前，铝屑再生主要有回炉重熔获取再生锭法和热塑性变形获取再生坯法，但当前仍以前一种方法为主，包括回收、去杂预处理、熔炼和净化四个步骤，具有精简废料处理系统、降低成本等优点（万兵兵，陈维平，刘健，徐士尧，李文辉. 废铝屑回收利用技术进展.特种铸造及有色合金, 2015,35(5): 477-481.）
但是，铝熔点（660℃）较低，活泼性强，铝屑比表面积大，切削过程中铝屑发热，导致表面极易形成三氧化二铝（Al2O3）膜。该Al2O3膜熔点非常高（2054℃），密度约3.97 g/cm3，虽然其密度比纯铝（2.7g/cm3）高47%，但也许因为Al2O3对铝液润湿性较低差，或者因为铝屑表面存在微小毛刺等亚结构，回炉重熔时，导致被Al2O3膜包裹的熔融态铝屑漂浮在熔池表面，进一步增大了烧损率，铝回收率接近于零。
目前采用铝屑预先压制成块再重熔的方法和添加溶剂精炼法，明显提高了铝屑回收率，接近50%，但也会产生大量烟气，不仅工作条件较差，而且污染环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种清洁、高效废铝屑回收方法。
本发明是金属镁还原法回收废铝屑的方法，其步骤为：
步骤1：废铝屑回收并去杂预处理：通过漂洗和过滤方法，清洗铝屑表面油污和泥沙，然后干燥后备用；
步骤2：混料：将干燥后的铝屑和镁粉混合均匀后，装入钢质坩埚中；
步骤3：熔化：将盛装铝屑和镁粉混合料1的坩埚2置于真空感应熔炼炉3中的加热线圈4中，抽真空后，在惰性气体气氛5环境中加热，在略高于纯Al熔点预设温度下保温预设时间，直至铝屑完全熔化后停止加热；
步骤4：浇铸：在惰性气体保护气氛下，将坩埚中的上层铝合金熔体浇铸，得到再生原坯锭，底部渣滓作为废料倾倒；
步骤5：检测成分：检测再生原坯锭合金成分；
步骤6：重熔并调整合金成分：根据Al-Mg合金目标成分，添加预设质量的所需合金元素，按照上述步骤3，重新熔炼得到目标合金铸锭。
本发明的有益效果：1. 有助于提高回炉重熔法的铝回收率；2. 回收处理过程中烟气污染小，改善了工作条件，降低了对环境的污染。
附图说明
图1为金属镁还原法回收废铝屑方法示意图；附图标记及对应名称为：铝屑和镁粉混合料1，坩埚2，真空感应熔炼炉3，加热线圈4，惰性气体气氛5。
具体实施方式
金属镁（Mg）密度是1.7 g/cm3，是最常用的Al-Mg系铝合金中添加含量最多的合金元素，不仅能提高铝合金强度，而且合金密度更低，大大提高了合金比强度；此外，Mg的活泼性比Al强，其熔点为550℃，在660℃时，Mg还原Al2O3反应式如下：
Figure 428768DEST_PATH_IMAGE001
该反应的标准吉布斯自由能是-120.3 kJ/mol，表明此反应在Al熔点温度条件下可以发生。还原得到金属Al的同时，生成MgO，其密度是3.58g/cm3，比铝液密度大，作为渣滓将沉淀在熔池底部；另外，该过程中也不会产生烟尘；即使添加Mg过量，将得到Al-Mg合金，作为再生原坯锭，测得Mg的实际含量后，根据目标合金成分，添加Al和其它合金元素，可熔炼得到目标合金。
本发明是金属镁还原法回收废铝屑的方法，其步骤为：
第一步：废铝屑回收并去杂预处理：通过漂洗和过滤方法，清洗铝屑表面油污和泥沙，然后干燥后备用；
第二步：混料：将干燥后的铝屑和镁粉混合均匀后，装入钢质坩埚中；
第三步：熔化：如图1所示，将盛装铝屑和镁粉混合料1的坩埚2置于真空感应熔炼炉3中的加热线圈4中，抽真空后，在惰性气体气氛5环境中加热，在略高于纯Al熔点一定温度下保温一定时间，直至铝屑完全熔化后停止加热；
第四步：浇铸：在惰性气体保护气氛下，将坩埚中的上层铝合金熔体浇铸，得到再生原坯锭，底部渣滓作为废料倾倒；
第五步：检测成分：检测再生原坯锭合金成分；
第六步：重熔并调整合金成分：根据Al-Mg合金目标成分，添加一定质量的所需合金元素，按照上述第三步方法，重新熔炼得到目标合金铸锭；
第七步：检测入库：再次检测目标合金铸锭成分，并入库。
以上对本发明提供的金属镁还原法回收废铝屑的方法做了详细说明。对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均有可能发生改变。所以，不应将本说明书理解为对本发明的限制。在本发明基本思想限制下的任何改变均属于本发明范畴之内，本发明的专利保护范围应有权利要求限制。

Claims (1)

1.金属镁还原法回收废铝屑的方法，其特征在于，其步骤为：
步骤1：废铝屑回收并去杂预处理：通过漂洗和过滤方法，清洗铝屑表面油污和泥沙，然后干燥后备用；
步骤2：混料：将干燥后的铝屑和镁粉混合均匀后，装入钢质坩埚中；
步骤3：熔化：将盛装铝屑和镁粉混合料（1）的坩埚（2）置于真空感应熔炼炉（3）中的加热线圈（4）中，抽真空后，在惰性气体气氛（5）环境中加热，在略高于纯Al熔点预设温度下保温预设时间，直至铝屑完全熔化后停止加热；
步骤4：浇铸：在惰性气体保护气氛下，将坩埚中的上层铝合金熔体浇铸，得到再生原坯锭，底部渣滓作为废料倾倒；
步骤5：检测成分：检测再生原坯锭合金成分；
步骤6：重熔并调整合金成分：根据Al-Mg合金目标成分，添加预设质量的所需合金元素，按照上述步骤3，重新熔炼得到目标合金铸锭。
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