Процессы извлечения магния из скрапа

24.01.2017

Чистый крупный скрап любого магниевого сплава можно расплавить и подвергнуть очистке флюсом, получая такой же чистый металл, как из чушки. Следовательно, крупный скрап можно добавлять в плавки в любых пропорциях. Для снижения насыщения кремнием желательно удалять литниковые каналы и прибыли; если же шихта после расплавления хорошо обрабатывается флюсом, то это несущественно.
Скрап, покрытый коррозией, при непосредственном плавлении может давать «сухой» тигельный остаток, т. е. остаток, состоящий из тестообразной смеси металла и окиси, не смоченных флюсом, что ведет к низкому извлечению и значительному горению металла при очистке тигля в конце процесса.
Мелкую стружку из механических цехов следует добавлять осторожно вместе с флюсом типа Z в непрерывно перемешиваемую ванну, поддерживая температуру, близкую к температуре ликвидуса. После добавления всей стружки температура поднимается и плавка обычным путем очищается флюсом. Выход металла меняется в зависимости от содержания в стружке масла и влаги; чаще всего он составляет около 85%.
Чистые опилки можно смешивать с флюсом Z и осторожно добавлять в перемешиваемую металлическую ванну. Требуемое количество флюса зависит от величины частиц опилок При загрязнении песком их лучше обрабатывать методом, описанным ниже для порошка. После окончания добавления опилок температуру ванны поднимают примерно до 750° С и перемешивают перед тем, как извлеченный металл соберется вверху.
Перед разливкой с поверхности металла удаляют жидкий флюс путем смешивания с CaF2. Выход металла может превышать 90%.
Хотя смесь порошка магния и флюса при приготовлении не должна воспламеняться, однако любые конгломераты склонны к загоранию при поглощении флюсом влаги, например при оставлении на ночь.
Порошок можно смешивать с флюсом Z, составляющим около 50% массы порошка, и смесь прессовать в брикеты. Брикеты затем загружают в перемешиваемую ванну из защитного флюса, например синтетического карналлита. После загрузки всех брикетов температуру поднимают примерно до 850° С и, слегка перемешивая для обеспечения коагуляции высвобождаемого металла, добавляют CaF2. Выход металла обычно равен 50—75%. Более обстоятельно процесс описан фирмой Dow Metal Products.
Мелкие опилки и очень мелкий порошок опасны, и их лучше всего сжигать, приняв соответствующие меры предосторожности.
Для извлечения магния из тигельных остатков раньше применяли следующие различные методы:
а) плавление богатых остатков с защитным флюсом и перемешивание массы для агломерации металла;
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 металла.
Из этих методов, по-видимому, наиболее эффективным является метод «а», который можно применять и для остатков плавки, в которую перед началом процесса попала влага. Однако недавно Симкокс, Хёрст и Янг описали метод извлечения металла из остатков плавки с помощью центрифугирования в сравнительно простом и недорогом устройстве (рис. 36). Процесс позволяет получить высокий выход металла.
Процессы извлечения магния из скрапа

При установке устройства в цехе литья слитков остатки плавки с высокой температурой можно сливать или счищать непосредственно из 2-т тиглей во вращающуюся центрифугу. После затвердевания остатка металла с флюсом вращение прекращают и удаляют цилиндр металла и флюса. Более плотный флюс располагается снаружи и его легко отбить молотком. Обработка таким образом остатка от каждой плавки массой 2270 кг дает выход 34—45 кг чистого металла, который можно вводить в следующую плавку.
Все, что говорилось в целом о скрапе магниевых сплавов, можно отнести также и к сплавам, содержащим цирконий, за исключением того, что металл, извлеченный из мелкой стружки или остатков, необходимо перед загрузкой в плавки сплавов с цирконием разливать в слитки. При невыполнении этого условия сплавы с цирконием загрязняются мелкой алюминиевой стружкой. Таким образом, извлеченный металл, если он вообще может быть использован в плавках сплавов с цирконием, нельзя добавлять в больших количествах.
При центрифугировании остатков плавки сплавов с цирконием на наружной стороне цилиндра полученного металла присутствует слой слегка уплотненных циркониевых частиц с флюсом. Однако этот слой можно легко удалить водой, не ухудшив при этом чистый металл.