RU2230805C1 - Способ комплексной переработки литейных отходов магниевого производства - Google Patents
Способ комплексной переработки литейных отходов магниевого производства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230805C1 RU2230805C1 RU2003104029A RU2003104029A RU2230805C1 RU 2230805 C1 RU2230805 C1 RU 2230805C1 RU 2003104029 A RU2003104029 A RU 2003104029A RU 2003104029 A RU2003104029 A RU 2003104029A RU 2230805 C1 RU2230805 C1 RU 2230805C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waste products
- magnesium
- production
- metal
- foundry waste
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке литейных отходов (тигельных остатков) производства магниевых сплавов. Способ комплексной переработки литейных отходов производства магниевых сплавов включает плавку отходов в среде расплавленного флюса, разделение на металлическую и донную составляющие методом отстаивания, извлечение сплава. После извлечения металла донную составляющую дополнительно обрабатывают диспергирующим реагентом, перемешивают, охлаждают и разделяют в твердом виде на металлическую фракцию, которую используют в качестве гранулированного магниевого реагента, и оксидно-солевую фракцию, которую используют в качестве минерализатора. В качестве диспергирующего реагента используют оксид кремния, например кремнезем, причем количество диспергирующего реагента, вводимого в донную составляющую, составляет 0,25-1,0% от массы отходов. Перемешивание осуществляют при температуре 650-690°С в течение 15-30 мин, а разделение в твердом виде осуществляют методом механической дезинтеграции, обеспечивается комплексная переработка литейных отходов производства сплавов магния. 3 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке литейных отходов (тигельных остатков) производства сплавов магния.
Известны (см. Эмли Е.Ф. Основы технологии производства и обработки магниевых сплавов. Перев. с англ. - М.: Металлургия, 1972, c.488) ряд способов для переработки отходов, получаемых при разливке и приготовлении сплавов на основе магния: а) плавление “богатых” остатков с защитным флюсом и перемешивание массы для агломерации сплава; б) разбавление остатков защитным флюсом и разливка расплавленной массы через сито при температуре ниже солидуса данного сплава; в) механическая дезинтеграция с сортировкой пустой породы; г) мокрая дезинтеграция путем смыва флюса и высвобождения сплава; д) центрифугирование тигельных остатков.
Однако все эти методы имеют существенные недостатки. Так, например, метод “а” позволяет при плавлении частично извлечь сплав, который затем разбивают на мелкие капли при перемешивании. Однако при перемешивании происходит взмучивание оксида магния, который адсорбируется на поверхности капель, утяжеляет их и вынуждает опускаться в шламовую зону.
Методы “б”, “в” и “г” позволяют извлечь сплав только в виде покрытых оксидно-солевой пленкой гранул очень низкого качества. Методом “д” можно извлечь не более 50% сплава, содержащегося в отходах. Это обусловлено тем, что сплав в отходах находится в основном в виде мелких капель (диаметром менее 2 мм), покрытых прочной оксидной пленкой. Учитывая, что плотность оксида магния (3,6 г/см3) в два с лишним раза превышает плотность расплавленного магния (~1,56 г/см3), то кажущаяся плотность капли (масса оксида магния и магния в объеме капли) становится сравнимой с плотностью флюса и, естественно, такие компоненты расплава не могут быть разделены методом центрифугирования.
Наиболее близким и эффективным способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков, выбранным в качестве прототипа, является способ обработки металлургических магнийсодержащих отходов (пат. РФ №1480360, опубл. 1994), включающий плавку отходов в среде флюса, отстаивание и отделение металлической составляющей от расплавленных отходов. Причем плавку отходов ведут при 730-760°С в среде флюса с плотностью ниже плотности расплавленных отходов при расходе флюса 8-10% от массы отходов с последующей обработкой фторидом кальция при его расходе 1-2% от массы отходов. Способ очень эффективен, экономичен и позволяет извлекать до 70-74% сплава, содержащегося в отходах. Полученный сплав полностью соответствует техническим требованиям к вторичному магниевому сплаву и может быть использован без дополнительной переработки в качестве шихтовой составляющей при производстве стандартных магниевых сплавов.
Основной недостаток способа - низкая степень извлечения сплава из отходов, т.к. 25-30% сплава остается в тигле в донном остатке. Обычно такие отходы удаляются в отвал, что не позволяет в дальнейшем их комплексно использовать, а также не позволяет извлекать другие ценные компоненты (хлориды, оксиды, фториды и др.) и использовать их в качестве товарного продукта.
Технический результат заключается в комплексной переработке литейных отходов производства сплавов магния с целью дальнейшего использования в производстве в качестве вторичного сплава для использования в качестве шихтовой составляющей при производстве стандартных магниевых сплавов; гранулированного магниевого реагента для десульфурации железоуглеродистых расплавов; минерализатора для приготовления бурового раствора и бурения в сложных геологических условиях.
Технический результат достигается тем, что предложен способ комплексной переработки литейных отходов производства сплавов магния, включающий плавку отходов в среде расплавленного флюса, разделение на металлическую и донную составляющие методом отстаивания, извлечение сплава, в котором новым является то, что после извлечения металла донную составляющую дополнительно обрабатывают диспергирующим реагентом оксидом кремния, вводимым в донную составляющую в количестве 0,25-1,0% от массы отходов, перемешивают, охлаждают и разделяют в твердом виде на металлическую фракцию, которую используют в качестве гранулированного магниевого реагента, и оксидно-солевую фракцию, которую используют в качестве минерализатора.
Кроме того, в качестве оксида кремния используют кремнезем.
Кроме того, перемешивание осуществляют при температуре 650-690°С в течение 15-30 мин.
Кроме того, разделение в твердом виде осуществляют методом механической дезинтеграции.
Экспериментально установлено, что сплав в отходах находится частично в виде мелких капель, запассивированных оксидом магния, и в виде достаточно крупных капель (диаметром более 2 мм), а также в виде “плошек” металла размером до нескольких сантиметров. Использовать такой неоднородный по составу отход для приготовления товарной продукции не представляется возможным. Использование в качестве диспергирующего реагента оксида кремния позволяет связать в гранулы сплав, находящийся в донной составляющей по формуле
SiО2+4Mg=Mg2Si+2MgO,
причем эффект диспергирования начинает проявляться только при содержании оксида кремния в отходах больше 0,25%. Повышение содержания оксида кремния свыше 1% нецелесообразно, т.к. не приводит к усилению эффекта диспергирования, а только приводит к загрязнению отходов.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном способе комплексной переработки литейных отходов магниевого производства, изложенных в пунктах формулы изобретения.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “новизна”.
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию “изобретательский уровень” заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного способа. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “изобретательский уровень”.
Пример осуществления способа.
Экспериментальную проверку способа проводили в промышленных условиях на действующем технологическом оборудовании. Для этого в чистый тигель, установленный в шахту печи СМТ-3, загрузили 270 кг флюса следующего состава, мас.%: 52 КСl, 14 NaCl, 25 MgCl2, 8 BaCl2, 1 CaCl2. Флюс нагрели до 750°С и загрузили на его поверхность литейные отходы (твердые тигельные остатки) в количестве около 2,5 т, вновь подогрели до 750°С, провели обработку фтористым кальцием в количестве 41 кг (1,5%) и отстояли в течение 40 мин. После отстоя извлекли из тигля 875 кг магния, т.е. примерно 70%. Затем оставшуюся донную составляющую обработали диспергирующим реагентом - оксидом кремния - в количестве 0,25-1,0% от отхода. В качестве оксида кремния можно использовать природный минерал, например речной песок. В тигель установили мешалку, температуру отхода снизили до 650-690°С и провели перемешивание в течение 15-30 мин. В результате этого сплав, находящийся в донной составляющей, разделится на мелкие частички и его вязкость резко повысится. После этого мешалку удалили из тигля, донную составляющую слили в специальные короба для кристаллизации и охлаждения. Охлажденную однородную смесь в твердом виде подвергли механической дезинтеграции (дроблению и рассеву) на металлическую фракцию (+0,5 мм) и оксидно-солевую фракцию (-0,5 мм). В результате получено 375 кг гранулированного магниевого сплава и 1520 кг оксидно-солевой смеси. Анализ полученных продуктов показал, что гранулированный магниевый сплав имеет следующий химический состав, мас.%: 86,6 Mg, 5,41 Al, 1,2 Zn, сумма других металлов <1,0, MgO 3,7, Cl 2,1. Металлографический анализ показал, что практически весь оксид магния и хлориды сосредоточены в достаточно тонкой, но прочной поверхностной пленке, толщина которой изменяется в пределах от 4 до 10 мкм. Более 99% от массы гранул имеют гранулометрический состав 1,0+0,5 мм в диаметре. Насыпная масса гранул - 1,1 г/см3, угол естественного откоса - 42°. Анализ данных результатов показал, что полученный гранулированный магниевый сплав полностью соответствует ранее разработанным техническим условиям (ТУ48-0501-306-86) на реагент гранулированный магнийсодержащий из шламов и может быть реализован в черной металлургии как реагент для десульфурации чугуна следующего состава, мас.%: Mgмет>80, Al<10, Zn<5, Cl<5, примеси <10.
Анализ оксидно-солевой смеси показал, что она имеет следующий химический состав, мас.%: КСl 27,5, MgCl2 28,0, NaCl 26,4, BaCl2 6,6, СаСl2 2,4, MgO 8,2, Mgmet 0,9. Данная оксидно-солевая смесь полностью удовлетворяет техническим требованиям, предъявляемым к минерализатору (ТУ 48-10-15-81), используемому для приготовления буровых растворов и бурения пород в сложных геологических условиях, и имеет состав, мас.%: КСl>10, MgCl2>4, NaCl 6-50, СаСl2<7, MgO<60, Mgmet<10.
Claims (4)
1. Способ комплексной переработки литейных отходов производства сплавов магния, включающий плавку отходов в среде расплавленного флюса, разделение на металлическую и донную составляющие методом отстаивания, извлечение сплава, отличающийся тем, что после извлечения металла донную составляющую дополнительно обрабатывают диспергирующим реагентом оксидом кремния, вводимым в донную составляющую в количестве 0,25-1,0% от массы отходов, перемешивают, охлаждают и разделяют в твердом виде на металлическую фракцию, которую используют в качестве гранулированного магниевого реагента, и оксидно-солевую фракцию, которую используют в качестве минерализатора.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве оксида кремния используют кремнезем.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют при температуре 650-690°С в течение 15-30 мин.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что разделение в твердом виде осуществляют методом механической дезинтеграции.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003104029A RU2230805C1 (ru) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Способ комплексной переработки литейных отходов магниевого производства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003104029A RU2230805C1 (ru) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Способ комплексной переработки литейных отходов магниевого производства |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2230805C1 true RU2230805C1 (ru) | 2004-06-20 |
RU2003104029A RU2003104029A (ru) | 2004-08-27 |
Family
ID=32846781
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003104029A RU2230805C1 (ru) | 2003-02-11 | 2003-02-11 | Способ комплексной переработки литейных отходов магниевого производства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2230805C1 (ru) |
-
2003
- 2003-02-11 RU RU2003104029A patent/RU2230805C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
BE1024028B1 (nl) | Verbeterde slak afkomstig van de productie van non-ferrometalen | |
Osoba et al. | Review on oxide formation and aluminum recovery mechanism during secondary smelting | |
RU2230805C1 (ru) | Способ комплексной переработки литейных отходов магниевого производства | |
RU2592655C2 (ru) | Способ термохимической переработки редкометального сырья | |
NO792751L (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av saltbelagte granulater av magnesium eller magnesiumlegering | |
Meng et al. | Effective separation of fusing agent from refined magnesium slag by supergravity technology | |
US8569565B2 (en) | Process for recycling spent pot linings (SPL) from primary aluminium production | |
WO2017091607A1 (en) | System and method for forming spherical silica-based proppant and pig iron utilizing mining slag | |
Wang et al. | An environmental-friendly method for recovery of aluminum droplets from aluminum dross: Mechanical activation and super-gravity separation | |
JP6542560B2 (ja) | 非鉄製錬スラグの処理方法 | |
Gallo | Development, evaluation, and application of granular and powder fluxes in transfer ladles, crucible, and reverberatory furnaces | |
JP6140423B2 (ja) | 脱硫スラグ含有金属の回収方法 | |
Bydałek et al. | Determining the degree of removal of copper from slag | |
RU2165467C1 (ru) | Способ переработки магниевого скрапа | |
JPH04224639A (ja) | 特に銅を除去する鉛の精製方法 | |
Haneef et al. | An Experimental Investigation on Use of Secondary Aluminium Dross in Cement Concrete | |
US1739717A (en) | Method of treating shavings and scrap of light metal and alloys thereof | |
Migas et al. | Determining the Degree of Removal of Copper From Slag | |
JP7083864B2 (ja) | 有価金属の溶融方法 | |
RU2307789C2 (ru) | Способ химической очистки хлормагниевого расплава от примесей | |
Ditze et al. | Utilization of residues from fluxless remelting of compact magnesium scrap | |
RU2266971C1 (ru) | Способ получения алюминиево-кремниевых сплавов | |
JP6315043B2 (ja) | 水砕スラグの製造方法 | |
Wang et al. | A green method to clean copper slag and rapidly recover copper resources via reduction-sulfurizing smelting and super-gravity separation at low temperature | |
Østensen | Upgrading off-grades from the silicon process: Increasing the silicon yield from Elkem Thamshavn using mechanical or metallurgical separation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210212 |