Способ переработки отходов титано-магниевого производства

Способ переработки отходов титано-магниевого производства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 В 7/00

ГО СУДА Р СТВЕ HHbl Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

llPI4 ГKHT СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816923/02 (22) 23.04.90 (46) 07.05.92. Бюл. ¹ 17 (71) Соликамский магниевый завод Березниковского титано-магниевого комбината и

Березниковский филиал Института титана (72) Л.В. Мельников, В,А. Старцев, Р.Х. Курмаев, В;Д. Язев, B.М. Агапов, Т.Л, Вотинова,, В.А, Ветчанинов и В.M. Галкин (53) 669.715.018(088.8) (56) Эмли Е,Ф. Основы технологии производства и обработки магниевых сплавов.—

М.: Металлургия, 1972, с. 124 — 125.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и сплавов, в частности 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 дроб ления. 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, вклю„„«>Ц „„1731848 А1 (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ТИТАНО-МАГНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

{57) 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

NaCl:CaClz-1:(1-3) при 750-800 С. В качестве флюсов возможно использование электролитов электролиза магния или натрия. 2 з.п. ф-лы, 2 табл, чающий их плавление, нагревание и перемешивание во феосе, содержащем хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, выдержк, 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 запассивированный оксидом .магния металл вновь увлекается на дно.тигля, это вызывает необходимость проведения дополнительных операций по рафинированию, транспортировке и расшихтовке el.o металлическим ломом,. а это существенно усложняет технологию. Этот способ не дает положительных результатов при переработке магния и сплавов системы Mg-Zr-Nd, 1731848

Mg — Al — 2n — Mn, Поэтому он также не исполь.— зуется 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,%: MgCIz 4 — 7; KCI 71 — 78; NaCI

15 — 17„и корректировки расплава хлоридом кальция до отношения Na CI: Ca CI2 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 эдгезии и на границе расплав — металлический натрий с 822х10 н/м и до 720х10 н /м и способствует всплыванию капель или корольков магния в верхний слой. При этом плотность магния (1,542 г/см ) при 800 С оказывается заметно ниже плотности верхнего слоя расплава (1,59 г/смз). Дальнейшее извлечение магния, сконцентрированного на поверхности верхнего слоя расплава, не представляет трудности и может быть реализовано стандартными технологическими приемамии. 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 йэС :Cacl в электролите, равном 1:3.

Пример. 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% Mg, добавляют отработанного электролита и производят дошихтовку расплава хлористым кальцием. Скорректированный расплав имеет состав, мас,%: М9С 5,2; KCI 45; NaCI

15; CaCI2 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 разделение смеси на светлую солевую и темную оксидную составляющие, С поверхности расплава извлечено 495 r магния или 79,8% от исходного.

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

При 820 С извлечено 538,4 r 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 титаномагниевого 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, о т л и ч а ю щ ий с я 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, отл ич а ю щи и с я тем, что в качестве флюса используют электролит электролитического получения магния в смеси с хлоридом кальция.

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

1731848

Таблица1

Окси ный слой

Солевой слой Свойства

89,б

1,б1

8б,5

1,59

Таблица2

Опыт

Темпе"!

Вихтовка, кг

Примечание

Состав расплава, мас,4

Содержание металла в тигельных остатках

Извлечение металла,ь

ТигельОтрабо- Солевая тамный добавка элект ратура, с ные остатки кг 8 роли т

1 3

800 0,795

Прототмп

Выделение металла нв наблюдалось

26,5

Флис -0,21

1 Кс(а

t(Cl

ИаС1

49,!

8,4

1,6

ВаС4

Сас1з

ИаС1

Соотновение -.----- 2

СаСlз иеталл на поверхности отдельмыми каплями

3,0 0,395 (Сас1з ) 800 0,795 26;5

0,335 42,!

2 3,0

13,4

49,9

21>!

5 8

6,7

3 3,0

0,790(CaCla) 800 0,795 26,5

3,0

13 3

43>9

20,9

5,7 !

3,4

tt,7

38,7

NaC1 1

Отновение---СаС1З 2 металл на поверхности собирается компактно

3,0! 56(гасlэ) 3,0

0,670 84,2

800 0,795 1 26,5!

8,4

23,2

NaC1

Отмовение---сас1з 3 металл нв поверхности собирался компактно

3,0 2,340(-acla) 5, 3 0

t0,3

34." !

6,5

6 . 3,0

4,4

31;4

800 0,795 26,5

NaC1 1

Отновение --""- м--СаС12 3,5 металл на поверхности грязный

0,700 88,0

3>0

32,5 !

5,4

4,!

34,9

7 " 3,0

0>650 81,7

750 0,795 26,5.Неталл собирался компактной массой чистый!

2>Ч

12,2

19 г, 30

22 > 3 опробсвание

8,!

1000

500

4!

14,5

8,2

23 2

858 300(CaC> ) 670

11,9

35,8

25,2

7,9

18,!

12,5

298,7

83,9

862

800 356

4t 3

Неталл коипактный остаток сплава ИЦр!ИЗ

800 745(сасlз) !

44,.9 !

4,0

4,7

21,2

11,4

Отработанный электролит электролиза ИаС1 !

300

1 056

9,7

16,6

37,7

24,!

Поверхностное натяжение, 10 Н/С

Плотность, г/см

NaC1

КС1

ИКСlт

ВаС1З

СаС1З

NaC1

VC1

NgÑl, ВаС1

СаС1

NaC1

КС1

1tgc1, Вас1т

С С1

NaC1

КС1

ИВС1, Вае(т

Саеlт

2,740(СаС1 ) NaCl

КС1

NgClg

В С1 сас1

3,0 (о>расо- Насl танный алек" КС1 тролит) ИВСlз

ВаС1

СаС1

Опытно-промышленное

346(CaC1a) NaCl

КС1

ИВС1

Вас1т

СаС1

Na Cl

NC1

ИВС(з

Вас11

С С1

NaCl

kCI

ИВС(т

ВаС1

СаС1З

NaC1

КС1

ИВСlт

ВаС1

СаС1.

0 645 81 "Отновение -„--- 1

ИаС1

> >

Гасl > металл на Йо6е хности спловной массой

800 0,795 26,5 0,685 86,1

800 21,5 21,5 176 82 Неталл конпактный остаток сплава ИДВЦ

800 65,5 24,7 131,2 79,3 Иеталл компактный остаток ИА8Ц

750 298,8 28,3 251>3 84,! Истаял кбмпактный остаток сплава НАBЦ ИГ-90