[发明专利]使用后的镁熔炼熔剂或者镁合金熔炼熔剂回收处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用后的镁熔炼熔剂或者镁合金熔炼熔剂的回收处理方法。

背景技术

金属镁以及常用的镁合金在熔炼过程中要发生剧烈的氧化甚至燃烧，为了防止镁及镁合金熔液的氧化燃烧，同时将氧化燃烧产生的MgO等非金属夹杂物从镁及镁合金熔液中去除，即实现纯净化。生产中一直采用镁及镁合金专用熔剂抛撒在镁及镁合金液面上并搅拌，在专用熔剂的保护下进行熔炼，纯净化则是利用熔剂对镁液中夹杂物的吸附并沉底原理实现的。目前，这些熔剂在使用后都作为废弃物处理，使周围土壤盐碱化。使用后的镁熔炼熔剂或者镁合金熔炼熔剂的回收处理，对镁工业的可持续发展意义重大。

归结起来，镁熔炼熔剂或者镁合金熔炼熔剂主要有两个作用：①覆盖作用，熔融的熔剂借助表面张力的作用，在镁熔液表面形成一连续、完整的覆盖层，隔绝空气，阻止Mg与空气中的O₂和H₂O反应，防止了镁的氧化，扑灭镁的燃烧。②精炼作用，熔融的熔剂对MgO等非金属夹杂物具有良好的润湿、吸附能力，并利用熔炼熔剂与镁或者镁合金熔液的密度差，把这些夹杂物随同熔剂从镁或者镁合金熔液中排除。

镁熔炼熔剂或者镁合金熔炼熔剂的性质应当具有：①熔点低于纯镁或镁合金的熔点。②有足够高的液体流动性和表面张力，以便在镁或者镁合金液面上造成连续的覆盖膜。③有精炼的能力，即从镁或者镁合金熔液中除掉MgO等非金属夹杂物的能力。④在镁或者镁合金熔炼温度范围700~800℃时，密度要大于合金的密度，以保证熔剂质点由镁或者镁合金熔液中沉淀下来。⑤有粘滞性，以便熔剂能够在合金的浇注温度与金属分离，防止熔剂进入模具或铸型中。⑥有润湿坩埚壁和炉底的能力。

镁熔炼熔剂或者镁合金熔炼熔剂的组成是一样的，其作用也是一样的，用于镁金属的熔炼的熔炼熔剂称为镁熔炼熔剂；用于镁合金熔炼的熔炼熔剂称为镁合金熔炼熔剂，其组成都是相同的，其主要是由MgCl₂、KCl、CaF₂、BaCl₂等氯盐、氟盐的混合物组成的。几种盐按一定比例混合，使熔剂的熔点、密度、粘度及表面性能均能较好地满足使用要求。表一是镁或镁合金的2种熔炼熔剂的成分配比：

表一常用的镁或镁合金的2种熔炼熔剂的主要成分及杂质的配比

需要说明的是，表一中显示的是常用的镁或镁合金的2种熔炼熔剂的主要成分及杂质的配比，这里所说的主要成分是起着镁熔炼熔剂或者镁合金熔炼熔剂的性质的主要成分，当然不包括除主要成分及杂质以外的其它成份。对于杂质含量来说，是用MgO来表示。

镁熔炼熔剂或者镁合金熔炼熔剂的主要成分是MgCl₂，它对镁或镁合金熔液具有良好的覆盖作用及一定的精炼能力。MgCl₂的熔点为708℃，易与其他盐混合形成低熔点盐类混合物，如无水光卤石（w(MgCl₂)=44%~52%，w(KCl)=32%~46%），其熔点仅为400~480℃，且流动性好，在镁或镁合金熔液表面能够迅速地铺展成一层连续、严密的熔剂层。MgCl₂也能很好地润湿镁或镁合金熔液表面的氧化镁，并将其包覆后转移到熔剂中去，消除了由氧化镁所产生的绝热作用，使镁或镁合金氧化产生的热量能较快地通过熔剂层散出，避免镁或镁合金熔液表面温度急剧上升。MgCl₂的良好精炼作用在于液态的MgCl₂对MgO等非金属夹杂物的润湿性好，能有效地吸附悬浮于镁或镁合金熔液中的这些夹杂，并发生化学造渣反应：MgCl₂+5MgO=MgCl₂·5MgO，形成的产物MgCl₂·5MgO能从镁或镁合金熔液中沉淀出来，从而达到精炼的目的。

在MgCl₂中加入KCl后，能够显著降低MgCl₂的熔点、表面张力和粘度。KCl的另一作用是提高熔剂的稳定性、即减少高温时MgCl₂的蒸发损失，使MgCl₂的蒸汽压下降。KCl和MgCl₂质量分数各占50%的熔剂蒸汽压最小。