JP2002371376A - スラッジのリサイクル方法及びアルミニウム合金溶湯の除滓剤 - Google Patents
スラッジのリサイクル方法及びアルミニウム合金溶湯の除滓剤Info
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Abstract
金材を含む構造物をリン酸亜鉛処理した際に発生するス
ラッジを有効にリサイクルする方法を提供する。 【解決手段】発生するスラッジをアルミニウムおよびア
ルミニウム合金溶湯処理用フラックスとし使用する。金
属のフッ化物をフッ素換算で3〜30質量%と、無機塩
50質量%以下と、金属リン酸塩を40〜90質量%
(Pとしての含有量で8〜18質量%)を含有し、無機
塩と金属リン酸塩とを合計で90質量%以下に制限し、
残部が不可避不純物からなるスラッジをアルミニウム合
金溶湯の除滓剤に使用する。
Description
ニウム乃至アルミニウム合金材を含む構造物を、リン酸
亜鉛処理するに際し発生するスラッジを有効に利用する
ための、スラッジのリサイクル方法及びアルミニウム及
びアルミニウム合金溶湯の除滓剤に関する。
下アルミ合金と言う)は、省資源化の観点と低コスト化
の観点とからリサイクルされることが一般的となって来
た。しかしながら、合金種によって添加元素の含有量が
異なることから、成分組成の調整が容易な二次合金や鋳
物合金としてリサイクルされている。
・溶湯精錬・除滓・鋳造等の工程を経て二次合金や鋳物
合金とされるが、溶解から除滓までの工程について詳述
する。即ち、溶解炉に投入された原料が加熱溶融されて
溶湯となる。精錬工程では、溶解工程での原料スクラッ
プに付着していた有機物他が、溶解時に生じた酸化物と
共に各種介在物となり、これらが精錬剤の作用によりメ
タル分との混合状態で滓として浮上する。この滓は製品
欠陥の大きな原因となるので除去すべきであるが、多量
のメタル分が含まれておりそのまま排除するとメタルロ
スとなるため、除滓に当たってはメタル分を出来る限り
溶湯中へ戻し、介在物のみを効率良く排除する必要があ
る。
系のフラックスを溶湯湯面に散布し、滓と共に混合する
ことにより滓中の微細なAlと反応せしめて、その際の
発熱を利用して滓を加熱することにより、メタル分の流
動性を高めて溶湯中に戻す方法が知られている。尚、前
記脱ガス処理時に溶湯中に不活性ガス、例えば窒素やア
ルゴンガスと共にこの種フラックスを吹込むことも周知
である。
湯を清浄化して製品品質を向上するための溶湯処理とし
て極めて重要であり、各種の除滓剤が提案されている。
就中、アルミニウム合金溶湯の除滓剤としては例えば、
特開平7−207376号公報、特開平11−8085
1号公報等が挙げられる。
から各種部材にアルミニウム合金が多用されており、殊
に自動車ボディ外装材(パネル材)は鋼板部分とアルミ
合金板部分とで構成されるものが多い。そして、このよ
うな外装部分は塗装されるが、その下地処理として一般
的にリン酸亜鉛処理が施される。ところが、このリン酸
亜鉛処理の際に鋼板部分とアルミ合金板部分とが同時に
処理されることから、処理液中にアルミニウムイオンが
徐々に増加し、鋼板に対する処理性が劣化することから
これを防止する為に、フッ素イオン添加によりアルミニ
ウムイオンを沈殿させることが一般的手法として知られ
ている。
鉛処理性能が良くなるものの沈殿された弗化アルミを主
成分とするスラッジが大量に発生してしまうと言う問題
がある。また、このスラッジはフッ素含有量が多い為に
再利用が困難であり、現状では廃棄物として埋立処分す
るしかないと言う問題がある。
等の増加により、フッ化物を添加しない場合に比べて、
スラッジの発生量が大幅に増加すると言った問題が新た
に発生している。
アルミニウム乃至アルミニウム合金材自体についても改
善が進められており、例えば、アルミニウム乃至アルミ
ニウム合金材に表面処理膜を形成しアルミニウムイオン
の溶出を抑える等の方法(例えば、特開2000−25
6873号公報)も考えられている。しかし、現状で
は、コストおよび性能面からフッ化物添加による方法が
主流として採用されている。
者に回収され、産業廃棄物として殆ど全て埋め立て等に
使われている。しかし、今後、さらにアルミニウム乃至
アルミニウム合金材の使用量が増加することにより、廃
棄コストが増加するのみか、廃棄場所が不足すると言っ
た環境面においても重大な問題になるものと考えられ
る。
れたものであり、その目的は、スラッジのリサイクルに
よる地球環境のクリーン化、限り有る資源の有効活用お
よび廃棄コストを低減することである。
活用すべく、その成分組成を調べたところアルミニウム
合金溶湯の除滓剤の主成分であるクリオライト(Na3
AlF6)と共通する元素が多量に含有されていること
を知見し、フラックス原料としての使用可能性について
各種実験を行った。
金材の面積比を変化させた試験片をフリーフッ素400
ppmにてリン酸塩処理してクリオライト比率の異なる
スラッジを発生させ、このスラッジから水分除去したも
のを、溶湯の除滓剤として用いた。このスラッジの成分
組成は、表1の通りであった。尚、成分分析に当たって
は、スラッジを105℃で2時間乾燥後、0.5g採取
し、濃塩酸30cc中で加熱溶解したものを100cc
にメスアップさせて試料とし、金属成分は原子吸光法
で、その他の成分はイオンクロマトで行った。
によるスラッジ中の不純物金属による溶湯汚染への影響
をFe、Zn、Naの含有量の変化で調べたが、表2に
示す通り溶湯汚染は殆ど無く、無視できる程度であっ
た。
うな目的を達成するため鋭意研究を進め、本発明を成し
たものである。
乃至アルミニウム合金材を含む構造物のリン酸亜鉛処理
により発生したスラッジについて、組成分析を行なった
結果、クリオライト成分(Na、Al、F)が多量に含
まれることを確認した。なお、これらクリオライト成分
は、リン酸亜鉛処理浴中へのフッ化物の添加量、アルミ
ニウム乃至アルミニウム合金材の処理量等によりその含
有率は異なる。
を溶解する場合、凝固時に気孔の原因となる溶湯中の水
素の除去、また、内部欠陥の原因となる非金属介在物を
除去し清浄化するために溶湯処理用フラックスが用いら
れている。
用フラックスにはNaが含まれていることに注目し、ク
リオライト成分のフラックスヘの適用を検討、スラッジ
をアルミニウムおよびアルミニウム合金溶湯処理用フラ
ックスとして用いることを見出したのである。
ウム乃至アルミニウム合金材を含む構造物をリン酸亜鉛
処理した際に発生するスラッジを、アルミニウムおよび
アルミニウム合金溶湯処理用フラックスとして有効にリ
サイクルする方法を提供するものである。なお、その技
術的構成は次のとおりである。
「少なくともアルミニウム乃至アルミニウム合金材を含
む構造物をリン酸亜鉛処理した際に発生するスラッジ
を、アルミニウムおよびアルミニウム合金溶湯処理用フ
ラックスとして用いることを特徴とする、スラッジのリ
サイクル方法」である。
ラックスに上記スラッジを混入させてアルミニウム乃至
アルミニウム合金を溶湯処理することを特徴とする請求
項1記載のリサイクル方法」である。
料の一部として用いて、上記溶湯処理用フラックスを製
造することを特徴とする請求項1記載のリサイクル方
法」である。
ッ素換算で3〜30質量%と、無機塩50質量%以下
と、金属リン酸塩を40〜90質量%(Pとしての舎有
量で8〜18質量%)を含有し、無機塩と金属リン酸塩
とを合計で90質量%以下に制限し、残部が不可避不純
物からなるスラッジをアルミニウム合金溶湯の除滓剤に
使用するスラッジのリサイクル方法」である。
ッ素換算で3〜30質量%と、無機塩50質量%以下
と、金属リン酸塩を40〜90質量%(Pとしての含有
量で8〜18質量%)を含有し、無機塩と金属リン酸塩
とを合計で90質量%以下に制限し、残部が不可避不純
物からなるアルミニウム合金溶湯の除滓剤」である。
においては、先ずリン酸亜鉛浴からスラッジが回収され
る。この場合、回収方法としては、連続式重力濾過、加
圧型べーパーフィルター濾過或いは、加圧布型フィルタ
ー濾過等の方法が用いられる。
0〜150℃)或いは、ドラム及びディスク状伝導型加
熱乾燥(80〜150℃)等の方法により乾燥され、回
転及び振動フルイ、重力・慣性力分級或いは、遠心力分
級等の方法により分級される。
アルミニウムおよびアルミニウム合金溶湯処理用フラッ
クスについては、通常使われているフラックスとの混合
が有効である。この際、通常フラックスとの混合割合が
問題となるが、溶湯の種類、脱ガス、脱滓等の要求度に
応じて適宜選択されるものである。
ニウム合金溶湯処理用フラックスは、使用にあたって、
粒度を調整した粉体として溶湯表面に散布する方法、押
込む方法、或いはパイプによって窒素のような不活性ガ
スと共に溶湯内へ吹き込む方法、若しくは、形状並びに
大きさの調整された固体として溶湯内へ押込む方法等を
炉の種類並びに容量と溶湯処理の要求度に応じて適宜選
択するのが好ましい。
ルミニウム乃至アルミニウム合金、Znめっきアルミニ
ウム合金およびこれら以外の例えば、Zn、Znめっき
鋼板、Zn−Feめっき鋼板、Zn−Niめっき鋼板等
の金属材を含む構造物においても同様なスラッジが得ら
れ、アルミニウムおよびアルミニウム合金溶湯処理用フ
ラックスとして使用することができる。
構造物をリン酸亜鉛処理し、スラッジを回収した。さら
に、本スラッジを温風乾燥機により乾燥し遠心力分級機
により分級した後、既存のアルミニウムおよびアルミニ
ウム合金溶湯処理用フラックス(フラックス−A:ファ
ウンテック(株)製)と混合し、スラッジ混入量が0
(無添加)、20%のフラックスとした。これらを下記
の試験条件にて処理し、スラッジがアルミニウム溶湯汚
染に及ぼす影響について評価した。
中に浸漬 本スラッジが混入されたフラックスを用いて鋳造された
アルミニウム合金を組成分析した結果、表3のような結
果が得られた。スラッジが含有されたフラックスを用い
た場合にも、スラッジ無添加(通常のフラックスのみ)
の場合と同様な組成割合を有している。また、鋳塊品質
についても調査したが、スラッジの添加、無添加による
違いは見られなかった。
湯の除滓剤において、金属のフッ化物は、溶湯表面の滓
との発熱反応によって滓と溶湯との分離を容易にする作
用を果たし、例えば、LiF、NaF、KF、SrF、
CaF2、MgF2、AlF3、NaAlF4、Na3Al
F6、KAlF4、K3AlF6等のフッ化物が挙げられ
る。更に反応速度や流動性の制御を目的に、NaCl、
KCl、SrCl、CaCl2、MgCl2、BaC
l2、AlCl3等の塩素系ハロゲン化合物を添加するこ
ともできる。
ラックスを発熱させる助燃剤として作用し、無機塩とし
ては例えば、金属炭酸塩(Na2CO8、K2CO3、Mg
CO 3等)、金属硫酸塩(Na2SO4、K2SO4、Mg
SO4等)、金属硝酸塩(NaNO3、KNO3、Ca
(NO3)2等が挙げられる。また、金属リン酸塩は例え
ば、FePO4、Zn3(PO)2、Mn3(PO)2、N
i3(PO)2等)が挙げられる。
度の制御に有効であり、溶湯処理温度との関連で、90
%までは許容できる。
処理中の反応を適宜に制御する調整剤乃至は増量剤とし
て使用され、例えば、MgO、SiO2、Al2O3等が
挙げられる。
て任意に使用し得るものであり、コークスや微粉炭等が
使用できる。
体として溶湯表面に散布するのが好ましい。これらの使
用方法に適合させるべく、粉体の場合には子袋に充填さ
れ、固体の場合は適宜形状、サイズに加圧成形され投入
される。
を用い、実炉での投入試験を実施し、スラグ分離性・ス
ラグ性状を調べた。その結果を表4に示す。尚、スラッ
ジは乾燥させた粉体を約1kgに袋詰し、15ton溶
解炉の溶湯表面に投入した。
ミニウム合金の品質に影響を及ぼさないことは明らかで
ある。
くともアルミニウム乃至アルミニウム合金材を含む構造
物をリン酸亜鉛処理して得られるスラッジは、アルミニ
ウムおよびアルミニウム合金溶湯処理用フラックスとし
て使用できるものである。
物として廃棄処分されていた少なくともアルミニウム乃
至アルミニウム合金材を含む構造物のリン酸亜鉛処理に
より発生したスラッジは、アルミニウムおよびアルミニ
ウム合金溶湯処理用フラックスとして有効にリサイクル
できるものである。
る資源の有効活用および廃棄コストを低減することがで
きる。
アルミニウム合金のリン酸塩処理で発生したスラッジを
利用することができ、しかも従来既存のフラックスとそ
の性能において大差なく、十分実用できるものである。
その結果、これまで殆ど有効に利用されることが無かっ
たスラッジのリサイクルが達成できる。
Claims (5)
- 【請求項1】 少なくともアルミニウム乃至アルミニウ
ム合金材を含む構造物をリン酸亜鉛処理し、発生するス
ラッジを、アルミニウムおよびアルミニウム合金溶湯処
理用フラックスとして用いることを特徴とする、スラッ
ジのリサイクル方法。 - 【請求項2】 アルミニウムおよびアルミニウム合金溶
湯処理用フラックスに上記スラッジを混入させてアルミ
ニウム乃至アルミニウム合金を溶湯処理することを特徴
とする請求項1記載のリサイクル方法。 - 【請求項3】 上記スラッジをフラックス原料として用
いて、上記溶湯処理用フラックスを製造することを特徴
とする請求項1記載のリサイクル方法。 - 【請求項4】 金属のフッ化物をフッ素換算で3〜30
質量%と、無機塩50質量%以下と、金属リン酸塩を4
0〜90質量%(Pとしての含有量で8〜18質量%)
を含有し、無機塩と金属リン酸塩とを合計で90質量%
以下に制限し、残部が不可避不純物からなるスラッジを
アルミニウム合金溶湯の除滓剤に使用するスラッジのリ
サイクル方法。 - 【請求項5】 金属のフッ化物をフッ素換算で3〜30
質量%と、無機塩50質量%以下と、金属リン酸塩を4
0〜90質量%(Pとしての含有量で8〜18質量%)
を含有し、無機塩と金属リン酸塩とを合計で90質量%
以下に制限し、残部が不可避不純物からなるアルミニウ
ム合金溶湯の除滓剤。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103572077A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-12 | 江苏江旭铸造集团有限公司 | 再生铸造铝合金生产方法 |
CN108384954A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-08-10 | 上海第二工业大学 | 利用微生物脱除废弃包装用镀铝膜表面铝的方法及反应器 |
CN108531896A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-09-14 | 昆山市瑞浦鑫涂装机械有限公司 | 一种锥形斗磷化槽除渣装置 |
CN115558820A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-01-03 | 安徽鑫科铜业有限公司 | 一种青铜除渣剂、制备方法及应用 |
US11655819B2 (en) | 2018-08-13 | 2023-05-23 | Mitsubishi Heavy Industries Thermal Systems, Ltd. | Scroll compressor |
-
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- 2001-11-16 JP JP2001351268A patent/JP4250724B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN115558820B (zh) * | 2022-11-01 | 2023-11-24 | 广西鑫科铜业有限公司 | 一种青铜除渣剂、制备方法及应用 |
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