JPS62278120A - Treatment of aluminum dross - Google Patents

Treatment of aluminum dross

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JPS62278120A
JPS62278120A JP61120300A JP12030086A JPS62278120A JP S62278120 A JPS62278120 A JP S62278120A JP 61120300 A JP61120300 A JP 61120300A JP 12030086 A JP12030086 A JP 12030086A JP S62278120 A JPS62278120 A JP S62278120A
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aluminum
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slag
furnace
water
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博 松野
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SHIMONOSEKI SAISEI KINZOKU KOGYO KK
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates

Abstract

PURPOSE:To obtain useful NH4Cl and Al slug suitable for thermit reaction without causing environmental pollution, by heating a mixture of water and Al dross containing AlN and a chloride in a furnace and collecting produced NH4Cl formed from NH3 and HCl. CONSTITUTION:Al dross composed mainly of AlN and AlCl3 and optionally containing MgCl2 and CaCl2 is mixed with water at a ratio to achieve the reaction formulas I-V in proper quantities. The produced composition is heated at 100-300 deg.C in a furnace an NH4Cl formed from generated NH3 and HCl is collected by a dust-collector. At the same time, a raw material free from harmful impurities and useful for thermit reaction can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) 本発明は、アルミニウム滓とスケールを原料として溶融
アルミナ等を製造する工程において、アルミニウム滓お
よび必要に応じてスケールを前処理する方法に関する。
Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention provides a process for producing molten alumina etc. using aluminum slag and scale as raw materials. Concerning a method of pre-treatment.

(従来の技術) アルミニウム滓とは、金属アルミニウムの精錬、スクラ
ップアルミニウムの溶解精製、アルミニウム合金の溶解
精製等の際に、その溶融物の表面に浮かび出るA1゜0
3を生木としたスラグを、粉砕、ふるい分は等の処理を
して金属アルミニウムの一部を回収した残余のものであ
る。
(Prior art) Aluminum slag is an A1°0 slag that emerges on the surface of a molten product during refining of metal aluminum, melting and refining of scrap aluminum, melting and refining of aluminum alloy, etc.
This is the residual material obtained by processing the raw wood slag 3 by crushing it, sifting it, etc., and recovering a portion of the metal aluminum.

溶解精製によ))得られるアルミニウム滓は、その溶解
精製の工程において不活性の窒素ガスを吹き込む場合に
はAINを含有し、活性の塩素ガスを吹き込む場合には
AlCl、を含有する。最近では窒素が又と塩素ガスの
混合〃スを吹き込むことらあり、この場合ではAINと
AlCl3の両方を含有する。また、溶解精製で、ガス
吹き込みを行なわなず、7ラツクスを使う場合にも、A
INまたはA+cLのいずれか一方または両者を含有す
ることが多い。
The aluminum slag obtained by melting and refining) contains AIN when inert nitrogen gas is blown into the melting and refining process, and AlCl when active chlorine gas is blown into the aluminum slag. Recently, a mixture of nitrogen and chlorine gases has been blown, which in this case contains both AIN and AlCl3. Also, when using 7lux without gas blowing in melting and refining, A
It often contains either IN or A+cL or both.

また、スケールとは、スチールや特殊鋼を連続鋳造、圧
延、鍛造等する工程で鋼塊等の表面に薄く生じて剥がれ
落ちたものであり、酸化鉄を主成分とする。
Furthermore, scale is a thin layer formed and peeled off on the surface of a steel ingot during processes such as continuous casting, rolling, and forging of steel and special steel, and is mainly composed of iron oxide.

スケールとアルミニウム滓とから、鉄と溶融アルミナを
製造する方法は、特開昭59−121153号公報に見
られるように公知である。詳述すると、乾燥したスケー
ルとアルミニウム滓とを混合して溶融炉に投入し、炉内
においてアルミニウム滓中に含まれていた金属アルミニ
ウムとスケール中に含まれていた酸化鉄との間にテルミ
ット反応を起こさせ、このテルミット反応により、酸化
鉄を還元して鉄を得るとともに金属アルミニウムを酸化
させて溶融アルミナを得るものである。この技術では、
2種の産業廃棄物に準するような副産物を利用し少ない
エネルギーで有用な鉄と溶融アルミナを得られる利点を
有している。
A method for producing iron and molten alumina from scale and aluminum slag is known as seen in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-121153. Specifically, dried scale and aluminum slag are mixed and put into a melting furnace, and in the furnace a thermite reaction occurs between metallic aluminum contained in the aluminum slag and iron oxide contained in the scale. By this thermite reaction, iron oxide is reduced to obtain iron, and metallic aluminum is oxidized to obtain molten alumina. With this technology,
It has the advantage of producing useful iron and molten alumina with less energy by using by-products similar to two types of industrial waste.

(発明が解決しようとする問題点) 上記方法では、例えばAINを含有するアルミニウム滓
を用いた場合には、このAINが炉内の水蒸気と反応し
て、アンモニアガスが生じ、公害問題となる可能性があ
った。また、AINが溶融アルミナ中に残留することに
より、性質の劣化をもたらすこともあった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above method, for example, if aluminum slag containing AIN is used, this AIN may react with steam in the furnace to generate ammonia gas, causing a pollution problem. There was sex. Further, AIN remaining in molten alumina sometimes caused deterioration of properties.

また、A Ic l、を含有するアルミニウム滓を用い
た場合には、このAlCl、と炉内の水蒸気が反応して
塩化水素が生じ、公害問題となる可能性があった。
Further, when aluminum slag containing AlCl is used, this AlCl reacts with the water vapor in the furnace to generate hydrogen chloride, which may cause a pollution problem.

(問題点を解決するための手段) 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その要旨は、窒化アルミニウムお上り塩化物(塩化アル
ミニウムを主とし場合によってはM g C+ 2やC
aCl□を含む)の両者を含有するアルミニウム滓と、
水分とを有する配合物を、炉内において加熱することに
より、上記窒化アルミニウムと水分とを反応させてアン
モニアを生じさせ、上記塩化物と水分とを反応させて塩
化水素を生じさせ、最終的にアンモニアと塩化水素とを
反応させて塩化アンモニウムを生じさせ、この塩化アン
モニウムを集塵機で捕取し、上記配合物中の窒化アルミ
ニウム、塩化物、水の各含有量を、上記反応を実現する
ようほぼ過不足なく調製することを特徴とするアルミニ
ウム滓の処理方法にある。
(Means for Solving the Problems) The present invention has been made to solve the above problems.
The gist is that aluminum nitride and chloride (mainly aluminum chloride, but in some cases M g C+ 2 and C
aluminum slag containing both aCl□);
By heating the mixture containing moisture in a furnace, the aluminum nitride and moisture are reacted to produce ammonia, the chloride and moisture are reacted to produce hydrogen chloride, and finally Ammonia and hydrogen chloride are reacted to produce ammonium chloride, this ammonium chloride is collected by a dust collector, and the contents of aluminum nitride, chloride, and water in the above formulation are adjusted approximately to achieve the above reaction. A method for treating aluminum slag is characterized in that it is prepared in just the right amount.

(作用) アルミニウム滓と水を含む配合物を炉内において加熱す
ると、窒化アルミニウムと水分とが反応してアンモニア
が生じる。また、塩化物と水分とが反応して塩化水素が
生じる。最終的にアンモニアと塩化水素とが反応して塩
化アンモニウムが生じ、この塩化アンモニウムを集塵機
で捕取する。
(Function) When a mixture containing aluminum slag and water is heated in a furnace, aluminum nitride and water react to produce ammonia. Additionally, chloride and water react to generate hydrogen chloride. Finally, ammonia and hydrogen chloride react to produce ammonium chloride, which is collected by a dust collector.

上記配合物中の窒化アルミニウム、塩化物、水分は、上
記反応を実現するよう過不足なく含有されているので、
殆ど無公害でアルミニウム滓の処理を行なえ、肥料や7
ラツクスとして有用な塩化アンモニウムを得ることがで
きる。また、アルミニウム滓は、スケールとのテルミ・
ノド反応に必要な金属アルミニウムを殆ど失なうことな
く上記窒化アルミニウムや塩化物等の有害物が除かれる
ので、チルミント反応により溶融アルミナ等を製造する
ための原料として最適なものとなる。
Aluminum nitride, chloride, and water in the above formulation are contained in just the right amount to achieve the above reaction.
Aluminum slag can be processed with almost no pollution, and it can be used as fertilizer or
Ammonium chloride, which is useful as a laxative, can be obtained. In addition, aluminum slag can be used for thermal treatment with scale.
Since harmful substances such as aluminum nitride and chlorides are removed without losing much of the metal aluminum necessary for the nod reaction, it is ideal as a raw material for producing molten alumina etc. by the chill mint reaction.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described below.

アルミニウム滓 アルミニウム滓は、下記の成分になるように調製する。aluminum slag Aluminum slag is prepared with the following ingredients.

(イ)金属アルミニウムは20〜50%(重量%、以下
同じ)とする。20%以上としたのはチルミント反応を
確実に生じさせるためであり、50%以下としたのは、
テルミット反応が炉壁を損傷する程激しく生じるのを池
の物質で抑制するためである。
(a) Metal aluminum should be 20 to 50% (weight %, same hereinafter). The reason why it was set at 20% or more was to ensure that the chillmint reaction occurred, and the reason why it was set at 50% or less was because
This is to prevent thermite reactions from occurring so violently that they damage the reactor walls.

(ロ)A I20 、を40%以上とする。(b) A I20 shall be 40% or more.

(ハ)Mg及びMgの化合物(MgC1□r M g○
等)の総重量を9%以下にする。9%としたのは、最終
的に得られる後述の溶融アルミナにおけるスピネルの含
有率を40%以下に制限するためである。MgおよびM
g化合物は最終的にMgOとなり、このMgOはテルミ
ット反応によって還元されることがなく揮発も少ないた
め、溶融アルミナの製造工程において除去困難であり最
終的にスピネルとなって溶融アルミナ中に残るものであ
る。したがって、スピネルの含有率を上記のように制約
する場合にはアルミニウム滓中での含有率を制限する必
要がある。
(c) Mg and Mg compounds (MgC1□r M g○
etc.) to 9% or less. The reason for setting it to 9% is to limit the content of spinel in the finally obtained molten alumina, which will be described later, to 40% or less. Mg and M
The g compound eventually becomes MgO, and since this MgO is not reduced by the thermite reaction and has little volatilization, it is difficult to remove in the process of manufacturing molten alumina, and it ultimately becomes spinel and remains in the molten alumina. be. Therefore, when restricting the spinel content as described above, it is necessary to restrict the content in the aluminum slag.

(−)Ca及びCaの化合物(Ca Cl 2 、Ca
 O等)の総重量を1%以下とする。これらは、最終的
にCaOとなり、Mgの場合と同様に溶融アルミナの製
造工程において除去困難であり、最終的に溶融アルミナ
への混入が避けられない、CaOは溶融アルミナの性質
に悪影響を及ぼすから上記含有率を厳格に制約する必要
がある。
(-) Ca and Ca compounds (Ca Cl 2 , Ca
(O, etc.) is 1% or less. These eventually become CaO, which, like Mg, is difficult to remove in the molten alumina production process, and their eventual contamination with molten alumina is unavoidable, as CaO has a negative effect on the properties of molten alumina. It is necessary to strictly limit the above content rate.

(ホ)AINを15%以下好ましくは10%以下とする
(e) AIN is 15% or less, preferably 10% or less.

(へ)AICl3の含有率を後述する反応式(1)、(
2)。
(f) Reaction formula (1), which describes the content of AICl3 later, (
2).

(5)に基づいて過不足がないように調整し、重量比が
AIN  : AlCl、=1  :  1.07とな
るようにする。なお、実際には、AlCl、とほぼ同じ
化学的反応が生じるMgC1□、CaCl2が微量では
あるが含まれており、これら塩化物の反応式(3)、(
4)を考慮して、AINと塩化物(A Ic 13.c
ac 12゜MgC12)が過不足ない上うに上記重量
比を決める。
Adjust so that there is no excess or deficiency based on (5), so that the weight ratio is AIN:AlCl=1:1.07. In reality, MgC1□ and CaCl2, which undergo almost the same chemical reaction as AlCl, are contained, albeit in trace amounts, and the reaction formula (3) for these chlorides is
4), AIN and chloride (A Ic 13.c
The above weight ratio is determined so that the amount of ac 12°MgC12) is not too much or too little.

揉業に際しては、AINと上記塩化物の総重量とをほぼ
等しくする程度に調整すればよい。
During the rolling process, the AIN and the total weight of the chlorides may be adjusted to be approximately equal.

(ト)上記以外の不純物(S i、T i、Fe、Cu
、Cr、Znおよびその化合物、NaCl、KCIおよ
びA1.C。
(g) Impurities other than the above (S i, Ti, Fe, Cu
, Cr, Zn and its compounds, NaCl, KCI and A1. C.

等)を5%以下にする。etc.) to 5% or less.

アルミニウム滓は前述したように、AINを含むもの、
AlCl、を含むもの、およびその両者を含むものがあ
るが、通常はこれら3種のアルミニウム滓の内二種以上
を配合することにより、上記AINとAlC1,等の塩
化物を上記重量比になるように調製する。
As mentioned above, aluminum slag contains AIN,
There are some containing AlCl and some containing both, but usually two or more of these three types of aluminum slag are blended to achieve the above weight ratio of AIN and chlorides such as AlCl. Prepare as follows.

スケール スケールは普通鋼、特殊鋼いずれでもよい。大規模工場
では連続鋳造、圧延、鍛造等の製造ラインにおいて、ス
ケールを水輸送で回収して水槽に貯えられるので、水槽
から取り出した状態では20〜30%の水分を含んでい
る。このままでは水分か多すぎるから、適量含有するま
で乾燥する。
Scale The scale may be made of either ordinary steel or special steel. In large-scale factories, on production lines such as continuous casting, rolling, and forging, scale is collected by water transportation and stored in water tanks, so when taken out from the water tank, it contains 20 to 30% water. There is too much water in this state, so dry it until it contains the appropriate amount.

ここで適量とは、後述の反応式(1)〜(5)に基づき
ほぼ過不足ないように決定され、具体的にはアルミニウ
ム滓とスケールを混合して得られた配合物において、A
INとAlCl、の総重量の35%の重量となる量であ
る。
Here, the appropriate amount is determined based on the reaction formulas (1) to (5) described later, so that there is almost no excess or deficiency, and specifically, in a mixture obtained by mixing aluminum slag and scale, A
The amount is 35% of the total weight of IN and AlCl.

刑た 上記アルミニウム滓とスケールをミキサーで良く混合し
て配合物を作る。この際、二種以上のアルミニウム滓を
用いる場合でも、これらを予め混合することなくスケー
ルと一緒にして混合するのか°作業能率上好ましい。ア
ルミニウム滓とスケールの重量比は後述のテルミット反
応式(7)〜(16)に基づいて決定される。スケール
が多いと、スラグにFe20=が残留するし、スケール
が少ないと合金鉄にA1が入9込む。スラグの質を確保
するためには、スケールの量を計算値より5〜b理と同
時に行なうこともできる。
A mixture is prepared by thoroughly mixing the crushed aluminum slag and scale in a mixer. At this time, even when two or more types of aluminum slag are used, it is preferable in terms of work efficiency to mix them together with the scale without mixing them in advance. The weight ratio of aluminum slag and scale is determined based on thermite reaction equations (7) to (16) described below. If there is a lot of scale, Fe20= will remain in the slag, and if there is little scale, A1 will be included in the ferroalloy. In order to ensure the quality of the slag, it is also possible to simultaneously perform 5-b processing based on the calculated amount of scale.

加熱処理 次に、乾燥炉または後述のテルミット反応を生じさせる
溶融炉において、100〜300°Cで加熱する。この
結果、下記の(1)式に示すようにアルミニウム滓に含
まれていたAINが水分と反応してアンモニアが生じ、
また、(2)〜(4)式に示すようにアルミニウム滓中
のA IC1,やこれよりも少量のMgCl2やCaC
1□が水分と反応して塩化水素が生じ、さらに(5)式
に示すように上記アンモニアと塩化水素とか最終的に反
応して塩化アンモニウムが生じる。
Heat Treatment Next, the material is heated at 100 to 300°C in a drying furnace or a melting furnace that causes the thermite reaction described below. As a result, as shown in equation (1) below, AIN contained in the aluminum slag reacts with moisture to produce ammonia.
In addition, as shown in equations (2) to (4), AIC1 in aluminum slag, and smaller amounts of MgCl2 and CaC
1□ reacts with moisture to produce hydrogen chloride, and further, as shown in equation (5), the ammonia and hydrogen chloride finally react to produce ammonium chloride.

AIN+3820=NH,+Al(O)l)、    
(1)AICl、+3820=3)IC1+Al(OH
)3 (2)又は、2 AlCl、+(3+X))12
0=68C1+Al□O,−XH20(2)’MgCl
□+2 H20= 2 HCl + Mg(OH)2 
(3)CaCL+ 2 H20= 2 HCI+Ca(
OH)2 (4)NH,+HC1=NH,CI    
       (5)なお、上記加熱温度を100’C
以上としたのは、配合物に含まれている水分が水蒸気と
なるので上記(1)式の反応が100’Cで急激になり
、またこれより低い温度において(2)〜(4)式の反
応に基づいて生じた塩化水素が100″C以上で活発に
蒸発し、この結果、(5)式の反応が急激に行なわれる
ようになるからである。また、300°C以下としたの
は、300’Cを超えると上記(5)式とは逆の反応が
生じて塩化アンモニウムが分解してしまうからである。
AIN+3820=NH,+Al(O)l),
(1) AICl, +3820=3) IC1+Al(OH
)3 (2) or 2 AlCl, +(3+X))12
0=68C1+Al□O, -XH20(2)'MgCl
□+2 H20= 2 HCl + Mg(OH)2
(3) CaCL+ 2 H20= 2 HCI+Ca(
OH)2 (4)NH,+HC1=NH,CI
(5) The above heating temperature was set to 100'C.
The above is because the water contained in the compound becomes water vapor, so the reaction in equation (1) above becomes rapid at 100'C, and at lower temperatures, equations (2) to (4) This is because hydrogen chloride generated due to the reaction evaporates actively at temperatures above 100"C, and as a result, the reaction of equation (5) occurs rapidly. Also, the reason why the temperature is below 300°C is that , 300'C, a reaction opposite to the above formula (5) occurs and ammonium chloride is decomposed.

なお、塩化アンモニウムの分解が起きるのは337°C
(炉内圧によって変動する)であるから、温度制御を正
確に行なえる場合には300°C以上でも上記分解温度
未満であれば可能である。炉内が分解温度以上であって
も、炉外の構成を工夫すれば分解した塩化アンモニウム
は炉外で再び結合でき、上記処理は可能である。
Note that decomposition of ammonium chloride occurs at 337°C.
(It varies depending on the pressure inside the furnace). Therefore, if temperature control can be performed accurately, it is possible to maintain the temperature at 300° C. or higher as long as it is below the above decomposition temperature. Even if the temperature inside the furnace is above the decomposition temperature, if the configuration outside the furnace is devised, the decomposed ammonium chloride can be recombined outside the furnace, and the above treatment is possible.

なお、水分とアルミニウム滓の金属アルミニウムとは下
記のように反応するが、この反応は上記(1)〜(5)
式の反応に比べて非常に遅いから、失なわれる金属アル
ミニウムは少量である。
In addition, moisture and aluminum metal in aluminum slag react as follows, and this reaction is similar to (1) to (5) above.
Since the reaction is much slower than that of the formula, only a small amount of metallic aluminum is lost.

2AI+6820=382+2AI(OH)3   (
6)また、スケールの予備乾燥により水分が殆ど過不足
なく調整されているため、残った水分が(6)式のよう
に金属アルミニウムと反応して金属アルミニウムが失な
われることがない。
2AI+6820=382+2AI(OH)3 (
6) In addition, since the water content is adjusted to be almost exact by pre-drying the scale, the remaining water will not react with metal aluminum as shown in equation (6) and the metal aluminum will not be lost.

また、前述したようにAINとAlCl、等の塩化物と
水分の重量比が前述したように調整されているため、(
1)〜(4)式で生じたアンモニアや塩化水素は殆ど全
て(5)の反応によって塩化アンモニウムとなるから、
単独でアンモニアや塩化水素が飛散することは殆どない
かあっても微量であり、公害が生じることがない。
In addition, since the weight ratio of chlorides such as AIN and AlCl and water is adjusted as described above, (
Almost all of the ammonia and hydrogen chloride produced in formulas 1) to (4) become ammonium chloride through the reaction in (5), so
Ammonia and hydrogen chloride are rarely scattered, or only in small amounts, and do not cause any pollution.

上記加熱に伴なう(1)〜(5)式の反応により白煙が
生じ、この白煙を集塵機で捕取すると、塩化アンモニウ
ムを主成分とする粉末が得られる。この粉末は肥料とし
て、またはアルミニウム合金の溶解精製等に用いられる
7ラツク又として有用である。
White smoke is produced by the reactions of formulas (1) to (5) accompanying the heating, and when this white smoke is collected by a dust collector, a powder containing ammonium chloride as a main component is obtained. This powder is useful as a fertilizer or as a fertilizer used for melting and refining aluminum alloys.

また、上記配合物にはスケールとのテルミット反応に必
要な金属アルミニウムが殆どそのまま含まれており、A
INやAlCl、等が含有されていないから、後述の溶
融アルミナ製造の原料として最適である。この加熱処理
の過程で、スケールがほぼ完全に乾燥される。
In addition, the above formulation contains almost all the metallic aluminum necessary for the thermite reaction with scale, and A
Since it does not contain IN, AlCl, etc., it is optimal as a raw material for producing fused alumina, which will be described later. During this heat treatment, the scale is almost completely dried.

テルミット反応 上記加熱処理を乾燥炉で行なう場合には、処理済みのア
ルミニウム滓を溶融炉に移し変える。溶融炉で行なう場
合には配合物はそのままでよい。
Thermite reaction When the above heat treatment is performed in a drying furnace, the treated aluminum slag is transferred to a melting furnace. When carried out in a melting furnace, the formulation may be used as is.

そして、溶融炉内の配合物の表面に少量の電極屑を投入
し、電力を供給してアークで静かに着火すると、最初に
、僅かに残っていたAINとAICL等の塩化物と炉内
の水蒸気とで上記(1)〜(5)式の反応が起き若干の
白煙が生じる。やがて配合物の温度力flooO’cに
達すると、主に、アルミニウム滓に含まれていた金属ア
ルミニウムと、スト反応が生じる。
Then, a small amount of electrode scrap is placed on the surface of the compound in the melting furnace, and electricity is supplied to gently ignite it with an arc. Reactions of formulas (1) to (5) above occur with water vapor, producing some white smoke. When the temperature of the mixture eventually reaches flooO'c, a strike reaction occurs mainly with the metallic aluminum contained in the aluminum slag.

AI+Fe20z=2Fe+AL□O,−194,80
0(7)2A I+3/4F8.04=9/4Fe+ 
A I201−189,800(8)2A I+3F 
eo =aF e十A I20 、−197.900 
   (9)また、特殊鋼スケールの場合は、上記金属
アルミニウムとスケール中の池の金属酸化物とで下記の
テルミット反応が生じる。
AI+Fe20z=2Fe+AL□O, -194,80
0(7)2A I+3/4F8.04=9/4Fe+
A I201-189,800(8)2A I+3F
eo =aF e1A I20 , -197.900
(9) In the case of special steel scale, the following thermite reaction occurs between the metal aluminum and the metal oxide in the scale.

2A I + Cr20−= 2Cr 十A 120 
s−123,800(10)2AI+3NiO=3Ni
+ALO,−216,000(11)2Al+3/2M
o○2=3/2MO+ A I20 z−192,90
0(12)2AI+3/2W02=372W+AI。○
、−196,800  (13)2A I+3/2S 
io 2=3/28 i+ A I203−81,60
0 (14)2A I+ 3/2T io 2= 3/
’2T i + A I203−68,850 (15
)ΔH(Cat/molA l。o z)なお、上記以
外の微量の金属酸化物と金属アルミニウムとで上記と同
様のテルミット反応が生じる。
2A I + Cr20-= 2Cr 10A 120
s-123,800(10)2AI+3NiO=3Ni
+ALO, -216,000(11)2Al+3/2M
o○2=3/2MO+A I20 z-192,90
0(12)2AI+3/2W02=372W+AI. ○
, -196,800 (13) 2A I+3/2S
io 2=3/28 i+ A I203-81,60
0 (14) 2A I+ 3/2T io 2= 3/
'2T i + A I203-68,850 (15
) ΔH (Cat/molA l.oz) Note that a thermite reaction similar to the above occurs between trace amounts of metal oxides other than those mentioned above and metal aluminum.

また、アルミニウム滓中のA1.C,とスケール中の酸
化鉄等とで次に例示するようなテルミット反3/2F 
e20 ff+ 1/2A 14c 3=3F e十A
 I20 :1+3/2C○−ΔH(16) さらにアルミニウム滓に含まれていた5in2とTiO
2も、(14)、(15)式で示すように金属アルミニ
ウムとテルミット反応を起こす。
In addition, A1 in aluminum slag. Thermite anti-3/2F as exemplified below with C, and iron oxide, etc. in the scale.
e20 ff+ 1/2A 14c 3=3F e10A
I20:1+3/2C○-ΔH(16) Furthermore, 5in2 and TiO contained in the aluminum slag
2 also causes a thermite reaction with metal aluminum as shown in equations (14) and (15).

上記テルミット反応は急激で高温を生じるが、テルミッ
ト反応に関与しない物質、すなわち、アルミニウム滓中
に含まれていたA l 203や上記反応によって得ら
れたAlzO*によって、反応が緩和されるため、炉の
損傷を防止できる。
The thermite reaction described above is rapid and generates high temperatures, but the reaction is moderated by substances that do not participate in the thermite reaction, that is, Al 203 contained in the aluminum slag and AlzO* obtained by the above reaction. damage can be prevented.

テルミット反応の高温でNaCl、KCI等の塩化物は
表面に浮かび出、アーク熱により1500゜Cで殆ど全
て揮発し、集塵機で捕取される。
At the high temperature of the thermite reaction, chlorides such as NaCl and KCI float to the surface, are almost completely volatilized at 1500°C by arc heat, and are collected by a dust collector.

テルミット反応の高熱とアーク熱によってスラグが21
00’Cに達するまで加熱されて完全溶融状態になると
、還元された合金鉄は比重差により底へ沈む。これによ
りスラグと合金鉄が完全に分@される。
Due to the high heat of the thermite reaction and arc heat, the slag becomes 21
When heated to 00'C and completely melted, the reduced ferroalloy sinks to the bottom due to the difference in specific gravity. This completely separates the slag and ferroalloy.

なお、上記テルミット反応および溶融は、抵抗炉、弧光
炉、誘導炉のいずれの形式の電気炉で行なっでもよい。
The thermite reaction and melting may be carried out in any type of electric furnace, such as a resistance furnace, an arc furnace, or an induction furnace.

合金鉄の回収 2100’Cに達したら、電力の供給を停止し、電極を
上昇させる。そして、この正電前に炉の底部の栓を外し
て(タッピング)、合金鉄を炉から流出させて取鍋に受
け、溶けたまま鉄鋼溶解炉へ供給すればよい(ホットチ
ャージ)。また、鋳型に鋳込んでインゴットとして製鋼
または鋳鉄溶解用として販売してもよい。
When the recovery temperature of the ferroalloy reaches 2100'C, the power supply is stopped and the electrode is raised. Then, before this positive charge is applied, the stopper at the bottom of the furnace is removed (tapping), the ferroalloy is allowed to flow out of the furnace, received in a ladle, and then fed in its molten state to the steel melting furnace (hot charge). Alternatively, it may be poured into a mold and sold as an ingot for use in steel production or cast iron melting.

スラグの徐冷 正電後に炉頂に保温カバーをしてスラグを徐冷する。徐
冷しなスラグは粉砕整粒して、研削研摩工具の砥粒とし
て又は耐火材として使用する。
Slowly cooling the slag After applying positive electricity, a heat insulating cover is placed on the top of the furnace and the slag is slowly cooled. The slowly cooled slag is pulverized and sized to be used as abrasive grains for grinding and polishing tools or as a refractory material.

アルミニウム滓中の不純物の含有率を制約したので、上
記スラグにおいて、Al2O3を91%以上、MgOを
8%以下、その池(CaO,Fe=03tSi02.T
iO2,Cr2O,、Na2O,に20)を1.5%以
下とすることができる。M g Oは殆ど全てA1□O
0と結合してスピネル結晶になっている。また、残りの
A LO、の殆ど全てはαアルミナ結晶となりている。
Since the content of impurities in the aluminum slag was restricted, in the above slag, Al2O3 was 91% or more, MgO was 8% or less, and the pond (CaO, Fe=03tSi02.T
iO2, Cr2O, Na2O,20) can be made 1.5% or less. M g O is almost all A1□O
It combines with 0 to form a spinel crystal. Furthermore, almost all of the remaining ALO is alpha alumina crystal.

αアルミナ結晶はスピネル結晶によって包囲されている
。また、αアルミナ結晶を60%以上、スピネル結晶を
40%以下とすることかできる。
The alpha alumina crystals are surrounded by spinel crystals. Further, the α-alumina crystal content can be 60% or more, and the spinel crystal content can be 40% or less.

上記スラグな粉砕、ふるい分けして得られた粒径3.3
6〜1.68mmの溶融アルミナの気孔率および嵩比重
を、同ヒ粒径の白色アルミナ質研削材と比較すると、下
記の表のように、気孔率が小さく嵩比重が大であり、研
削材として優れている。また、硬度、靭性も白色アルミ
ナ質研削材に比べて同等以上である。
Particle size 3.3 obtained by slag crushing and sieving
When comparing the porosity and bulk specific gravity of fused alumina of 6 to 1.68 mm with white alumina abrasives of the same grain size, as shown in the table below, the porosity is small and the bulk specific gravity is large, and the abrasives It is excellent as. In addition, the hardness and toughness are equal to or higher than those of white alumina abrasives.

また、本発明では、粒径0.5〜2 、0 mhoの溶
融アルミナの粒径比(短径と長径の比、顕微鏡観察によ
る)は下記の表の通りであを)、粒径比が小さいものが
多く研削材として優れている。
In addition, in the present invention, the particle size ratio (ratio of short axis to long axis, based on microscopic observation) of molten alumina with a particle size of 0.5 to 2.0 mho is as shown in the table below. Many of them are small and are excellent as an abrasive material.

実験1 活性ガス法でアルミニウム合金を溶解精製した際生じた
アルミニウム滓と、不活性ガス法でアルミニウム合金を
溶解精製した際生じたアルミニウム滓とを、ミキサーで
混合して20Kgのアルミニウム滓を調製した。化学組
成(単位重量%、以下同じ)は下記の表の通りである。
Experiment 1 20 kg of aluminum slag was prepared by mixing aluminum slag produced when melting and refining an aluminum alloy using an active gas method and aluminum slag produced when melting and refining an aluminum alloy using an inert gas method. . The chemical composition (unit weight %, same hereinafter) is as shown in the table below.

なお、池の塩化物は0.9%である。Note that the chloride content in the pond is 0.9%.

上記のアルミニウム滓20Kgに予備乾燥した水分8%
を含む下記化学組成のステンレス鋼スケール22Kgを
ミキサーで混合して配合物42 Kgを調製した。
Pre-dried moisture 8% in 20kg of the above aluminum slag
A blend of 42 Kg was prepared by mixing 22 Kg of stainless steel scale with the following chemical composition containing:

上記配合物42Kgを300°Cに予熱した乾燥炉に装
填し、100〜300°Cで15分間保持した。その間
発生する白煙を集塵装置で捕取した。
42 kg of the above formulation was loaded into a drying oven preheated to 300°C and held at 100-300°C for 15 minutes. The white smoke generated during that time was captured by a dust collector.

集塵装置に捕取された粉塵は1.8Kgで化学組成は下
記の表の通りであった。
The amount of dust collected by the dust collector was 1.8 kg, and its chemical composition was as shown in the table below.

したがって、この粉塵は肥料またはアルミニウム合金の
スクラップを溶解する際の7ラツクス等として使用でき
ることが確認された。
Therefore, it was confirmed that this dust can be used as 7 lux when melting fertilizer or aluminum alloy scrap.

炉内で無公害処理された配合物は38.5Kgで水分が
0.2%、金属アルミニウムが16%であり、AINお
よびAlCl、は認められず、後述のようにテルミット
反応を活用して良質の溶融アルミナを製造するための優
れた配合物であることが確認された。
The compound that was treated in a pollution-free manner in the furnace weighed 38.5 kg, had a moisture content of 0.2%, and metal aluminum at 16%, with no AIN or AlCl detected. was found to be an excellent formulation for producing fused alumina.

次に、上記の配合物38.5 Kgを三相エル一式小型
電気炉(130KV八)に装填し、その表面に電極屑を
投入して電力を供給すると、配合物はチルミツト反応を
起こしながら溶融する。炉内の溶融物の温度が2100
’Cに達した時に炉の電力供給を停止した。
Next, 38.5 kg of the above compound was loaded into a three-phase electric furnace (130 KV 8), electrode scraps were placed on the surface of the furnace, and electricity was supplied, causing the compound to melt while undergoing a Chirmitz reaction. do. The temperature of the melt in the furnace is 2100
When 'C was reached, the power supply to the furnace was shut off.

次に、電極を上昇させて炉頂部を保温カバーで覆い、溶
融物を徐冷する。
Next, the electrode is raised, the top of the furnace is covered with a heat insulating cover, and the molten material is slowly cooled.

炉内で凝固した生成物では、上部のスラグと下部の合金
鉄が完全に分離している。生成された合金鉄の化学組成
は下記の通りである。
In the product solidified in the furnace, the upper slag and the lower ferroalloy are completely separated. The chemical composition of the produced ferroalloy is as follows.

又、生成されたスラグの化学組成は下記の表の通りであ
る。
The chemical composition of the produced slag is shown in the table below.

上記スラグをX線回折により分析すると、殆ど全てのM
gOかA I20 、と化学的に結合してスピネルにな
っており、残I)の殆ど全てのA1.O,がαアルミナ
結晶となっている。顕微鏡で観察の結果、αアルミナ結
晶を取り囲むようにしてスピネル結晶が認められ、不純
物は少ながった。
When the above slag was analyzed by X-ray diffraction, almost all of the M
It chemically combines with either gO or A I20 to form a spinel, and almost all of the remaining A1. O, is an α-alumina crystal. As a result of microscopic observation, spinel crystals were observed surrounding the α-alumina crystals, and impurities were reduced.

本発明は上記実施例に制約されず、例えば予め乾燥され
たスケールを用い、このスケールにアルミニウム滓と水
とを混合して配合物を得てもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and for example, a blend may be obtained by using previously dried scale and mixing aluminum slag and water with this scale.

また、アルミニウム滓と水だけで本発明方法の処理を行
ない、その後で、乾燥したスケールを混合してもよい。
Alternatively, the process of the present invention may be carried out using only aluminum slag and water, and then dried scale may be mixed therein.

本発明によって処理されたアルミニウム滓とスケールと
の配合物を溶融スピネルの製造およびア    □ルミ
ナセメントの製造等に用いてもよい。
Blends of aluminum slag and scale treated according to the present invention may be used in the production of molten spinel, alumina cement, and the like.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明では、アルミニウム滓に含
まれていた窒化アルミニウムおよび塩化アンモニウム等
の塩化物と、水分とを反応させて最終的に塩化アンモニ
ウムを生じさせ、この塩化アンモニウムを集塵機で捕取
するものであり、殆と無公害でアルミニウム滓の処理を
行なえ、肥料や7ラツクスとして有用な塩化アンモニウ
ムを得ることができる。また、アルミニウムi宰は、ス
ケールとのテルミット反応に必要な金属アルミニウムを
殆ど失うことなく、上記窒化アルミニウムや塩化物等の
有害物が除かれるので、テルミット反応により溶融アル
ミナ等を製造するための原料として最適なものとなる。
(Effects of the Invention) As explained above, in the present invention, chlorides such as aluminum nitride and ammonium chloride contained in aluminum slag are reacted with water to finally produce ammonium chloride. Ammonium is collected using a dust collector, and aluminum slag can be processed with almost no pollution, and ammonium chloride, which is useful as fertilizer or 7-lacs, can be obtained. In addition, aluminum i-based is a raw material for producing molten alumina etc. by the thermite reaction, as harmful substances such as aluminum nitride and chlorides are removed without losing much of the metal aluminum required for the thermite reaction with scale. It becomes the most suitable one.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)窒化アルミニウムおよび塩化物(塩化アルミニウ
ムを主とし場合によってはMgCl_2やCaCl_2
を含む)の両者を含有するアルミニウム滓と、水分とを
有する配合物を、炉内において加熱することにより、上
記窒化アルミニウムと水分とを反応させてアンモニアを
生じさせ、上記塩化物と水分とを反応させて塩化水素を
生じさせ、最終的にアンモニアと塩化水素とを反応させ
て塩化アンモニウムを生じさせ、この塩化アンモニウム
を集塵機で捕収し、上記配合物中の窒化アルミニウム、
塩化物、水の各含有量を、上記反応を実現するようほぼ
過不足なく調製することを特徴とするアルミニウム滓の
処理方法。
(1) Aluminum nitride and chloride (mainly aluminum chloride, but in some cases MgCl_2 and CaCl_2
By heating a mixture containing aluminum slag containing both chloride and water in a furnace, the aluminum nitride and water react to produce ammonia, and the chloride and water are combined. The reaction produces hydrogen chloride, and finally ammonia and hydrogen chloride are reacted to produce ammonium chloride, and this ammonium chloride is collected by a dust collector, and the aluminum nitride in the above formulation is
A method for treating aluminum slag, characterized in that the contents of chloride and water are adjusted to just the right amount so as to achieve the above reaction.
(2)上記加熱温度が100〜300℃である特許請求
の範囲第1項に記載のアルミニウム滓の処理方法。
(2) The method for treating aluminum slag according to claim 1, wherein the heating temperature is 100 to 300°C.
(3)アルミニウム滓は、上記窒化アルミニウムを含む
もの、上記塩化物を含むもの、これら両者を含むものの
内、少なくとも2種類を配合調製して得られる特許請求
の範囲第1項に記載のアルミニウム滓の処理方法。
(3) The aluminum slag is the aluminum slag according to claim 1, which is obtained by blending and preparing at least two of the above-mentioned aluminum nitride-containing material, the above-mentioned chloride-containing material, and both of these materials. processing method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991009978A1 (en) * 1989-12-27 1991-07-11 Alcan International Limited Process for converting dross residues to useful products
JP2006306672A (en) * 2005-04-28 2006-11-09 Tokuyama Corp Method for treating aluminum nitride scrap
WO2013176620A1 (en) * 2012-05-25 2013-11-28 Salt Extraction Ab Method of recovering values from aluminium dross
JP2015229784A (en) * 2014-06-04 2015-12-21 株式会社神戸製鋼所 Desulfurization method of molten pig iron

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