一种废镁合金的回收设备及其工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种镁合金废料回收设备及其工艺，该设备包括有控制系统、真空系统和真空回收炉；所述控制系统用于控制真空系统和真空回收炉协调运行，所述真空回收炉包括有蒸罐和结晶器，所述蒸罐和结晶器相互连通，中间用一隔热板隔开；所述蒸罐包括外罐、内罐和料框，所述外罐安装有电阻丝，该电阻丝向内罐提供热量，所述料框置于内罐中，所述蒸罐设置有一蒸盖；所述结晶器外围设置有冷凝层，所述结晶器上设置有一封盖。该工艺，可分四个步骤进行：装料，除油，蒸馏和回收。该废镁合金回收设备及其工艺具有低成本、高效益、安全、无污染、高回收率等优点。
【专利说明】一种废镁合金的回收设备及其工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及到废镁合金回收领域技术，特别是一种低成本、高效益、无污染的废镁合金回收设备及其工艺。
【背景技术】
[0002]镁合金因具有独特的性能:最轻的金属结构材料，比强度高、比刚度高、尺寸稳定、热导率高，同时一又具有优良的阻尼减震性能、优良的电磁屏蔽性能与机械加土性能，因此近几年来，镁合金在航空航天、汽车行业及3C产品的应用越来越广泛。随着镁合金越来越广泛的应用，其废料也越来越多，为达到减少环境污染和降低企业生产成本的目的，需要对镁合金废料进行有效回收利用。
[0003]在现有技术中，对压铸过程中产生的废品、浇道、渣包、飞边等无污染的高级废料，主要有熔剂精炼法与无熔剂精炼法，但是废镁合金含有大量的水分、油污及铜、镍、铁、被和硅等杂质儿素，很难通过重熔精炼法回收，加上镁金属化学性质活泼，如果采用重熔方法进行回收，必然产生很大的安全隐患。如何提高回收镁的纯度和回收工艺的安全性成为镁合金压铸生产过程中的技术难题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种低成本、高效益、安全、无污染、高回收率的废镁合金回收设备及其工艺。
[0005]为了实现上述目的，本发明的目的是通过如下的技术方案来实现:
[0006]一种镁合金废料回收设备，其特征在于:包括有控制系统、真空系统和真空回收炉；所述控制系统用于控制真空系统和真空回收炉协调运行，所述真空回收炉包括有蒸罐和结晶器，所述蒸罐和结晶器相互连通，中间用一隔热板隔开；所述蒸罐包括外罐、内罐和料框，所述外罐安装有电阻丝，该电阻丝向内罐提供热量，所述料框置于内罐中，所述蒸罐设置有一蒸盖；所述结晶器外围设置有冷凝层，所述结晶器上设置有一封盖。
[0007]所述蒸盖和封盖为滑配合连接并同时封盖于真空回收炉顶部。
[0008]所述蒸罐外壁上设置有保温壁层。
[0009]所述蒸罐与结晶器之间设置有一通气空间。
[0010]所述真空回收炉为一圆柱体，该圆柱体直径为60~120cm、高度为150cm~250cm。
[0011]一种镁合金废料回收工艺，应用上述镁合金废料回收设备，其步骤如下:
[0012]a.将镁合金废料倒入料框中，捣实，将料框放入内罐中，装料的高度以低于结晶器高度I~3cm为限；
[0013]b.将蒸盖打开一个通气口，加热，炉温控制在500~600°C，加热0.5~1.5小时；
因镁屑在切削过程中洒有很多机油，使镁屑被严重污染，如若直接将镁升华，那么机油在高温下裂解成炭，混夹在产品中，而在结晶器的低温区还可能有液体油出现，这样，不但污染了产品，也给出镁造成了困难。
[0014]c.将蒸盖盖上，打开封盖，安装结晶器后将封盖盖上，使得蒸罐与结晶器内部形成一密闭空间，启动真空系统，使蒸罐与结晶器内部处于真空环境中，同时于冷凝层中导通冷凝水，加热蒸馏，蒸馏温度控制在690~900°C。
[0015]d.蒸馏结束后降温，再破坏真空，然后取出结晶器，将得到的镁坨破碎后入库。
[0016]根据镁合金废料中几种典型金属的热力学数据关系可知，废镁中各种金属在同一温度下的饱和蒸汽压差别很大；在相同温度下，K，Na, Zn等金属饱和蒸汽压比金属镁要大，而金属Mn, Al, Cu, Ni, Fe, Si等金属蒸汽压则比金属镁低,特别是金属Cu, Ni, Fe等“问题元素”的饱和蒸汽压与镁差别非常显著，因此，利用它们各自饱和蒸汽压的不同能够将它们与镁金属分离开来。对于镁合金废料中的氧化物来说，如MgO等物质，由于此类金属氧化物的熔点及沸点非常高，与金属镁的饱和蒸汽压差别更大，所以可采用同样的方法将其与金属镁区分开来。
[0017]为实现镁合金废料中镁的真空蒸馏，我们将镁合金废料置于低于大气压的高温环境中，根据温度不断升高，镁直接发生汽化，再根据相同温度下，镁合金中各物质的饱和蒸汽压不同即可将各物质与金属镁分离开来，蒸发出来的金属镁蒸汽冷凝在结晶器上，实现镁金属的分离。
[0018]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述方案可知:
[0019]该镁合金废料的回收设备结构紧凑，具有安全性能好，效率高等优点。该镁合金废料的回收工艺，从镁合金废料中回收镁的回收率达到95%以上，回收镁的纯度在99.8%以上。该工艺还具有成本低且环保无环境污染等优点。
【专利附图】
【附图说明】`
[0020]图1是本发明之实施例的真空回收炉示意图。
[0021]附图标识说明:
[0022]1、真空回收炉
[0023]10、蒸罐
[0024]11、外罐 12、内罐
[0025]13、料框 14、电阻丝
[0026]15、蒸盖 16、保温壁层
[0027]20、结晶器
[0028]21、外壁 22、冷凝层
[0029]23、封盖
[0030]30、通气空间
[0031]40、隔热板
[0032]50、镁合金废料。
【具体实施方式】
[0033]请参照图1所示，其显示了本发明之较佳实施例的具体结构，一种镁合金废料回收设备包括有控制系统、真空系统和真空回收炉。
[0034]该控制系统用于控制真空系统和真空回收炉协调运行。该真空系统用于调节和控制真空回收炉的真空状态。
[0035]该真空回收炉I包括有蒸罐10和结晶器20，所述蒸罐10包括外罐11、内罐12和料框13，所述外罐11安装有电阻丝14，该电阻丝14向内罐12提供热量，所述料框13置于内罐12中，所述蒸罐10设置有一蒸盖15，所述蒸罐10外壁上设置有保温壁层16 ;所述结晶器20外围设置有冷凝层22，所述冷凝层外设有炉壁21，所述结晶器20上设置有一封盖23。所述蒸盖15和封盖23为滑配合连接并同时封盖于真空回收炉顶部；所述蒸罐10和结晶器20相互连通，该蒸罐10与结晶器20之间设置有一通气空间30 ;中间用一隔热板40隔开；所述真空回收炉I为一圆柱体,该圆柱体直径为80cm、高度为200cm。
[0036]一种镁合金废料回收工艺，应用上述镁合金废料回收设备，其步骤如下:
[0037]a.将镁合金废料50合金倒入料框13中，捣实，将料框13放入内罐12中，装料的高度以低于结晶器20高度2cm为限；
[0038]b.将蒸盖15打开一个通气口，加热，炉温控制在600°C，加热I小时；因镁屑在切削过程中洒有很多机油，使镁屑被严重污染，如若直接将镁升华，那么机油在高温下裂解成炭，混夹在产品中，而在结晶器的低温区还可能有液体油出现，这样，不但污染了产品，也给出镁造成了困难。
[0039]c.将蒸盖15盖上，打开封盖23，安装结晶器20后将封盖23盖上，使得蒸罐10与结晶器20内部形成一密闭空间，启动真空系统，使蒸罐10与结晶器20内部处于真空环境中，同时于冷凝层22中导通冷凝水，加热蒸馏，蒸馏温度控制在800°C。
[0040]d.蒸馏结束后降温，再破坏真空，然后取出结晶器20，将得到的镁坨破碎后入库。
`[0041]本发明的重点在于:
[0042]该镁合金废料的回收设备结构紧凑，具有安全性能好，效率高等优点。该镁合金废料的回收工艺，从镁合金废料中回收镁的回收率达到95%以上，回收镁的纯度在99.8%以上。该工艺还具有成本低且环保无环境污染等优点。
[0043]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种镁合金废料回收设备，其特征在于:包括有控制系统、真空系统和真空回收炉；所述控制系统用于控制真空系统和真空回收炉协调运行，所述真空回收炉包括有蒸罐和结晶器，所述蒸罐和结晶器相互连通，中间用一隔热板隔开；所述蒸罐包括外罐、内罐和料框，所述外罐安装有电阻丝，该电阻丝向内罐提供热量，所述料框置于内罐中，所述蒸罐设置有一蒸盖；所述结晶器外围设置有冷凝层，所述结晶器上设置有一封盖。
2.根据权利要求1所述一种镁合金废料回收设备，其特征在于:所述蒸盖和封盖为滑配合连接并同时封盖于真空回收炉顶部。
3.根据权利要求1所述一种镁合金废料回收设备，其特征在于:所述蒸罐外壁上设置有保温壁层。
4.根据权利要求1所述一种镁合金废料回收设备，其特征在于:所述蒸罐与结晶器之间设置有一通气空间。
5.根据权利要求1所述一种镁合金废料回收设备，其特征在于:所述真空回收炉为一圆柱体，该圆柱体直径为60~120cm、高度为150cm~250cm。
6.一种镁合金废料回收工艺，应用如权利要求1所述的镁合金废料回收设备，其特征在于: a.将镁合金废料倒入料框中，捣实，装料的高度以低于结晶器高度I~3cm为限； b.将蒸盖打开一个通气口，加热，炉温控制在500~600°C，加热0.5~1.5小时； c.将蒸盖盖上，蒸罐与结晶器内部形成一密闭空间，启动真空系统，使蒸罐与结晶器内部处于真空环境中，并于冷凝层中通入冷凝水，加热蒸馏，蒸馏温度控制在600~900°C ； d.蒸馏结束后降温，再破坏真空，然后取出结晶器，将得到的镁坨破碎后入库。
【文档编号】C22B7/00GK103509950SQ201210208279
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月21日 优先权日:2012年6月21日
【发明者】周亚民 申请人:周亚民