Способ переработки металлургических магнийсодержащих отходов

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам переработки металлсодержащих металлургических отходов производства магния и его сплавов. Цель изобретения - повышение производительности при высоком извлечении металла. Отходы, содержащие, мас.%: металлическая фаза 35 - 62 (25 - 52 Mg; Al до 10; Zn до 5; прочих металлов до 5) и солевая фаза 30 - 62, с плотностью 1,75 г/см³ загружают на флюс состава, мас.%: MgCl₂ 4 - 30; KCl 20 - 90; NaCl 5 - 45. Количество флюса 8 - 10 мас.% от массы отходов. Затем плав обрабатывают фторидом кальция в количестве 1 - 2 мас.% от массы отходов и проводят выдержку в течение 30 - 60 мин. Производительность печи СМТ-2 достигает 1600 кг/сут и повышается в 2,5 - 3,0 раза при извлечении металла 70 - 74%. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к способам переработки металлсодержащих металлургических отходов производства магния и его сплавов. Целью изобретения является повышение производительности при высоком извлечении металла. Описываемый способ заключается в следующем. Чистый скрапной тигель устанавливают в шахту печи СМТ-2. В тигле направляют флюс, содержащий, мас. MgCl 4-30; KCl 20-90; NaCl 5-45; BaCl₂ 0-8. Количество флюса 8-10 мас. от массы подготовленных отходов. Расплав нагревают до 730-760^оС. Экспериментально установлено, что флюс такого состава при данной температуре имеет плотность, не превышающую 1,7 г/см³. В расплав флюса загружают металлсодержащие отходы от производства магния и магниевых сплавов, состоящие из 35-62% металлической фазы (Mg 25-52% Al 0-10% Zn 0-5% Cu 0-0,5% сумма прочих металлов 0-5%), 30-62% солевой фазы (MgCl₂ 5-20% KCl 10-40% NaCl 0,5-10% BaCl₂ 0-10% CaCl₂ 0-5% фториды Mg и Ca 0-1,5%) и 0-26% оксидной фазы (MgO 4,0-25% сумма оксидов Al, Zn, Cu, Fe, Si, Mn, Zr, Nd и других 1-4%). Экспериментально установлено, что плотность данных отходов превышает 1,75 г/см³. Отходы, проходя, сквозь слой расплавленного флюса, очищаются. При этом тяжелая составляющая флюса, т. е. оксид магния (плотность 3,65 г/см³) и мелкие гранулы металла (диаметром 0,2-0,4 мм), покрытые прочной оксидной пленкой, опускаются на дно тигля в шламовую зону, так как их плотность превосходит 1,7 г/см³. Гранулы металла, размер которых превышает 0,2-0,4 мм в диаметре, остаются в расплаве флюса и оксидная пленка на них под влиянием хлорида магния начинает растворяться. Указанный процесс значительно интенсифицируется при загрузке в расплав фторида кальция. Фторид кальция загружают на поверхность расплава в количестве 1-2 мас. от массы расплава. Фторид кальция, проходя сквозь слой расплава, растворяется в нем и, активно взаимодействуя с оксидной пленкой, покрывающей гранулы металла, разрушает ее. Гранулы металла, освобожденные от оксидной пленки, имеют плотность (1-54-1,65 г/см³), меньшую плотности окружающего расплава, и поэтому начинают движение к поверхности расплава. В процессе движения происходит коагуляция гранул металла и они сливаются в компактную массу. Этот процесс завершается в течение 30-60 мин. После слияния металла его отделяют от расплава, например, посредством перелива и используют непосредственно в качестве шихтовой составляющей при производстве магниевых сплавов системы Mg-Al-Zn-Mn (ГОСТ 2581-78). Оставшуюся в тигле оксидно-хлоридную часть с небольшим содержанием магния (до 10-20%) перемешивают и разливают в слитки, которые отправляют на предприятия черной металлургии для обработки железоуглеродистых расплавов. П р и м е р. Экспериментальную проверку предложенного способа проводили в промышленных условиях. Для этого чистый скрапной тигель устанавливали в шахту печи СМТ-2. В тигле наплавляли флюс, содержащий, мас. MgCl₂ 4-30; KCl 20-90; NaCl 5-45. Количество флюса 3-12 мас. от массы подготовленных отходов, т.е. 45-180 кг. Флюс нагревали до 710-770^оС и загружали на его поверхность металлсодержащие отходы от производства магния и магниевых сплавов в количестве 1500 кг. Проводили обработку фтористым кальцием, загружая его на поверхность расплава в количестве 0,5-2,67 мас. от массы переплавляемых отходов и отстаивали расплав в течение 20-120 мин. После отстоя металл извлекали, взвешивали, анализировали состав с целью установления возможности непосредственно его использовали в качестве шихтовой составляющей при производстве магниевых сплавов системы Mg-Al-Zn-Mn. Условия проведения процесса и полученные результаты приведены в таблице. В результате проведенных опытов были установлены нормы технологического режима разделительной плавки металлсодержащих отходов производства магния и его сплавов. Предложенным способом можно извлекать до 70-74% металла, содержащегося в отходах. Извлеченный металл полностью соответствует техническим требованиям к вторичному магниевому сплаву и может быть использован без дополнительной переработки в качестве шихтовой составляющей при производстве стандартных магниевых сплавов системы Mg-Al-Zn-Mn. Расчеты показывают, что использование предложенного способа для переработки металлсодержащих отходов в сравнении с прототипом позволяет сэкономить в течение года до 750 ˙ 10³ кВт ч электроэнергии и увеличить производительность печи в 2,5-3,0 раза.

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ МАГНИЙСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ, включающий плавку отходов в среде флюса и отстаивание, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности при высоком извлечении металла, плавку ведут при 730 760^oС в среде флюса с плотностью ниже плотности расплава отходов при расходе флюса 8 10 мас. от массы отходов с последующей обработкой фторидом кальция при его расходе 1 2 мас. от массы отходов.

РИСУНКИ

Рисунок 1