Способ переработки отходов титано-магниевого производства Советский патент 1992 года по МПК C22B7/00 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов, в частноети к переработке отходов литейного передела магниевого производства.

Известен способ извлечения магния из тигельных остатков литейного передела магниевого производства.

Извлечение магния в этом способе осуществляется путем дробления тигельных остатков в дезинтеграторе и разделении продуктов дробления на солевую и металлическую фракции. Так как в донных остатках магний находится в виде агломерированных гранул, покрытых оксидом магния и электролитом, то при дроблении происходит их измельчение вместе с флюсом, что затрудняет выделение металла из продуктов дробления. При проверке данного способа в опытно-промышленном масштабе не удалось получить металл удовлетворительного качества.

Наиболее близким по технической сущности и предлагаемому является способ переработки тигельных остатков рафинирования магния и его сплавов, включающий их плавление, нагревание и перемешивание во флюсе, содержащем хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, выдержку расплава в течение 1,5-2,5 ч и разделение образовавшихся продуктов.

В результате такой обработки часть металла в виде отдельных неслившихся капель переходит в расплав и образует осветленную фазу, которую выбирают из тигля и перерабатывают разделительной плавкой в соляной печи совместно с плавкой металлического лома.

Основным недостатком этого способа является низкая степень извлечения металла, так как при переплавке запассивирован- ный оксидом магния металл вновь увлекается на дно тигля, это вызывает необходимость проведения дополнительных операций по рафинированию, транспортировке и расшихтовке его металлическим ломом, а это существенно усложняет технологию. Этот способ не дает положительных результатов при переработке магния и сплавов системы Mg-Zr-Nd,

-Ч

С -k

СО

00

Mg-AI-Zn-Mn. Поэтому он также не используется в промышленности.

Целью изобретения является уменьшение потерь металлического магния и упрощения процесса.

Поставленная цель достигается тем, что соотношение хлорида натрия и хлорида кальция во флюсе поддерживают в пределах 1:1-1:3, а отходы нагревают в расплаве до 750-800°С, В качестве флюса используют электролит электролитического получения магния, откорректированного хлоридом кальция, и электролит электролитического получения натрия,

Экспериментально установлено, что при добавлении к тигельным остаткам плава отработанного электролита, имеющего состав, мас.%: MgCIa 4-7; KCI 71-78; NaCI 15-17, и корректировки расплава хлоридом кальция до отношения NaCt:CaCl2 равным 1:2, при нагревании до 850° происходит расслаивание расплава на металлическую, солевую и оксидную фазы. Свойствами приведены в табл. 1.

Граница расслаивания четкая, нижний слой обогащается хлоридами щелочноземельных элементов и оксидами, а верхний - хлоридами щелочных металлов. При этом более 80% магния всплывает на поверхность расплава и сливается в крупные капли. Содержание оксида магния в солевом слое не превышает 2,5% от общего количества в расплаве. Добавление хлоридов натрия и кальция уменьшает работу адгезии и на границе расплав - металлический натрий с 822хЮ 3 н/м и до 720х10 3 н /м и способствует всплыванию капель или корольков магния в верхний слой. При этом плотность магния (1,542 г/см3) при 800°С оказывается заметно ниже плотности верхнего слоя расплава (1,59 г/см3). Дальнейшее извлечение магния, сконцентрированного на поверхности верхнего слоя расплава, не представляет трудности и может быть реализовано стандартными технологическими приемами. Такие же результаты были получены при добавлении к тигельным остаткам плавок в качестве флюсующего материала отработанного электролита хлористого натрия, содержащего хлориды натрия, бария,кальция при отношении NaC :CaCl2 в электролите, равном 1:3.

П р и м е р. На лабораторной установке, состоящей из кварцевого тигля с термопарой, осуществляют переработку отходов литейного передела магниевого производства. К 2,5 кг тигельных остатков от плавки сплава МА8Ц, содержащих 24,8% Мд, до- бавяяют отработанного электролита и производят дошихтовку расплава хлористым

кальцием. Скорректированный расплав имеет состав, мас.%: ,2; KCI45; NaCI 15, CaCl2 32,3; MdO 2,5. При нагревании расплава до 730° происходит начало разделения смеси. Выделения магния на поверхность расплава не происходит. При 750°С происходит четкое р-азделение смеси на светлую солевую и темную оксидную составляющие. С поверхности расплава извлечено 495 г магния или 79,8% от

исходного.

При 800°С извлечено 635,6 г магния (86,4%).

При 820°С извлечено 538,4 г магния (86,8%).

При дальнейшем нагреве расплава выделения магния не наблюдается.

Результаты опытов по извлечению магния из тигельных остатков приведены в табл. 2.

Таким образом, реализация предлагаемого решения позволит уменьшить потери металлического магния и упростить процесс переработки отходов титано-магниевого производства.

Формула изобретения

1.Способ переработки отходов титано- магниевого производства, преимущественно тигельных остатков рафинирования

магния и его сплавов, включающий плавление, нагревание и перемешивание отходов во флюсе, содержащем хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, выдержку расплава в течение 1,5-2,5 ч и разделение

образовавшихся продуктов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь металлического магния и упрощения процесса, во флюсе поддерживают соотношение хлорида натрия и хлорида кальция в

пределах 1:1-3, а отходы нагревают в расплаве до 750-800°С.

2.Способ по и. 1, отличающийся тем, что в качестве флюса используют электролит электролитического получения магния в смеси с хлоридом кальция.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве флюса используют электролит электролитического получения натрия.

Таблица

Использование: металлургия цветных металлов и сплавов. Сущность изобретения: уменьшение потерь металлического магния и упрощение процесса достигается за счет улучшения расслаивания металлической, солевой и оксидной фаз при переработке отходов во флюсе с соотношением МаС1:СаС12-1:(1-3)при750-800°С. В качестве флюсов возможно использование электролитов электролиза магния или натрия. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.