JPH05295466A

JPH05295466A - アルミニウム溶湯の不純物分離方法及び装置

Info

Publication number: JPH05295466A
Application number: JP12420692A
Authority: JP
Inventors: Tokuji Tsuneizumi; 徳次常泉; Mizuyoshi Fujiike; 瑞芳藤池; Hiroshi Watanabe; 寛渡辺
Original assignee: Nikkei Techno Research Co Ltd; Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nikkei Techno Research Co Ltd; Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1993-11-09

Abstract

(57)【要約】【目的】アルミニウム溶湯から不純物を金属間化合物
として晶出分離する反応を促進させると共に、晶出した
金属間化合物を有効利用する。【構成】アルミニウム溶湯原料１から晶出する金属間
化合物と同じ組成をもつ金属間化合物の微粒子をアルミ
ニウム溶湯１に添加し、晶出槽２における金属間化合物
の晶出反応を促進させる。晶出処理後のアルミニウム溶
湯３は、分離槽４で精製アルミニウム溶湯５，微粒金属
間化合物を含むアルミニウム溶湯６及び粗粒金属間化合
物を含むアルミニウム溶湯７に分離される。アルミニウ
ム溶湯６は、晶出槽２に返送され、浮遊懸濁している微
粒状金属間化合物が不純物の晶出分離反応に使用され
る。【効果】アルミニウム溶湯原料１から晶出する金属間
化合物と同じ組成をもつ金属間化合物が結晶成長の核と
して使用されるため、不純物が効率よく晶出分離する。
また、粗粒金属間化合物は、アルミニウム合金製造用の
原料として消費される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム溶湯に含
まれているＦｅ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｕ等の不純物を効率よ
く除去する不純物分離方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム材料に含まれているＦｅ等
の不純物を分離除去するため、添加されたＭｎと不純物
との間で金属間化合物を生成させ、晶出した金属間化合
物を分離する方法が採用されている。たとえば、特開昭
５７−２１３４号公報ではＡｌ−Ｍｎ系金属間化合物を
添加し、特開昭５９−１２７３１号公報ではＭｎ又はＡ
ｌ−Ｍｎ及びＭｇ又はＡｌ−Ｍｇを併用添加している。
何れの方法においても、不純物であるＦｅは、Ａｌ−Ｆ
ｅ−Ｍｎ系金属間化合物として分離除去される。

【０００３】また、特開昭６０−２４３３４号公報で
は、高純度のＭｎ粒子又はＡｌ−Ｍｎ合金粒子をフラッ
クスと混合した成形体をアルミニウム溶湯の精製に使用
することが開示されている。成形体を浸漬したアルミニ
ウム溶湯を撹拌すると、アルミニウム溶湯に含まれてい
るＦｅを始めとする不純物とＭｎとの間の反応が促進さ
れ、金属間化合物の生成が助長される。生成した金属間
化合物が沈降し、アルミニウム溶湯の純度が向上する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】Ｍｎ等の添加によりア
ルミニウム溶湯を生成する方法では、金属間化合物の生
成及び晶出を促進させるため、溶湯のＭｎ濃度が高くな
るように多量のＭｎを添加することが必要となる。その
ため、Ｍｎ消費量が多く、製造コストを上昇させる原因
となる。また、添加したＭｎに由来する金属間化合物の
量が増加することから、残湯の処理及び生成した金属間
化合物の有効利用等を図る必要がある。

【０００５】Ｍｎ等を添加するときの処理条件が不適当
であると、Ｆｅ等の不純物が金属間化合物として晶出す
る前に、添加したＭｎ等の表面に共晶化合物，包晶化合
物，α−Ａｌ等が晶出する場合がある。Ｍｎ等の表面が
共晶化合物，包晶化合物，α−Ａｌ等で覆われると、新
たに金属間化合物を晶出させる精製作用が阻害される。
その結果、溶湯中に残留するＦｅ等が多くなり、しかも
精製工程及び分離工程を経た後の溶湯の組成にバラツキ
が生じる。

【０００６】また、特公昭５７−２１３４号公報では粒
径５ｍｍ程度の粗粒Ａｌ−Ｍｎ合金を添加し、特開昭６
０−２４３３４号公報では１〜３ｍｍの粗粒Ａｌ−Ｍｎ
合金を添加している。このような粗粒添加材では反応に
必要な表面積を大きく取ることができないため、Ａｌ−
Ｍｎ−Ｆｅ系金属間化合物の析出速度が小さい。この
点、アルミニウム溶湯の撹拌やフラックスと混合した成
形体の使用により反応性を高めることができるが、たと
えばアルミニウム溶湯内におけるフラックスの分布状態
が悪いと、溶湯とＡｌ−Ｍｎ合金粒子との接触状態が悪
くなり、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅ系の金属間化合物の新たな精
製が阻害される。

【０００７】本発明は、このような問題を解消すべく案
出されたものであり、精製されるアルミニウム溶湯から
晶出する金属間化合物と同じ組成をもつ金属間化合物を
微粒子としてアルミニウム溶湯に浮遊懸濁させることに
より、アルミニウム溶湯から晶出するの金属間化合物の
晶出反応を促進し、効率よくしかも組成のバラツキがな
い精製アルミニウムを得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の不純物分離方法
は、その目的を達成するため、アルミニウム溶湯原料か
ら晶出する金属間化合物と同じ組成をもつ金属間化合物
の微粒子を前記アルミニウム溶湯に添加し、前記アルミ
ニウム溶湯に含まれている不純物を金属間化合物とし
て、前記添加された金属間化合物微粒子の表面に結晶成
長させることを特徴とする。

【０００９】添加された金属間化合物微粒子の表面に不
純物を金属間化合物として結晶成長させたアルミニウム
溶湯は、二層式或いは三層式の分離槽によって精製アル
ミニウム溶湯と晶出金属間化合物が浮遊懸濁したアルミ
ニウム溶湯に分離される。また、不純物を金属間化合物
として晶出させる反応は、アルミニウム溶湯原料から晶
出する金属間化合物と同じ組成をもつ金属間化合物の微
粒子が充填された充填槽にアルミニウム溶湯原料を供給
することによっても行われる。

【００１０】添加材として使用する金属間化合物の微粒
子は、破砕，フラックス処理，塩酸処理，塩素処理等に
よって活性化された表面をもっていることが好ましい。
この金属間化合物の微粒子としては、アルミニウム溶湯
原料を精製する過程で晶出した金属間化合物を使用する
こともできる。添加材として使用する金属間化合物は、
粒径が２０〜８０μｍであることが好ましい。

【００１１】また、不純物分離装置は、アルミニウム溶
湯原料に含まれている不純物を金属間化合物として晶出
させる晶出槽と、金属間化合物が晶出したアルミニウム
溶湯から精製アルミニウム溶湯を分離する分離槽と、該
分離槽から抜き出され、微細な金属間化合物を浮遊懸濁
させているアルミニウム溶湯を前記晶出槽に返送する返
送路とを備えていることを特徴とする。ここで、晶出槽
が多段に配置し、アルミニウム溶湯及び晶出金属間化合
物を向流式或いは並流式で多段処理することができる。

【００１２】

【作用】Ｆｅ，Ｍｎ，Ｓｉ，Ｃｕ等の不純物を含むア
ルミニウムを溶解して降温するとき、α−Ａｌが晶出す
る前に、不純物元素とＡｌとのＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ
等の金属間化合物が晶出する。金属間化合物の晶出は、
アルミニウム溶湯の温度条件に応じて変わる。この系に
おいて、金属間化合物晶出の核となるシードをアルミニ
ウム溶湯に浮遊懸濁させておくと、晶出反応が促進さ
れ、アルミニウムの精製が効率よく行われる。

【００１３】Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｎ−Ｆｅ系アルミニウムス
クラップを溶融させ、溶湯温度を７５０℃に保ちつつ金
属間化合物を添加するとき、アルミニウム溶湯から晶出
する金属間化合物の状況は、添加される金属間化合物の
種類，粒径，添加量等に影響される。たとえば、アルミ
ニウム溶湯から晶出する金属間化合物と同じ組成をもつ
金属間化合物を添加材として使用するとき、不純物が金
属間化合物として晶出する反応は、異種の金属間化合物
を添加材とする場合に比較して格段に促進される。

【００１４】晶出反応が促進される理由は、アルミニウ
ム溶湯から不純物が金属間化合物として晶出するとき、
アルミニウム溶湯に浮遊懸濁している金属間化合物（添
加材）がシードとして働くことに起因するものと推察さ
れる。すなわち、金属間化合物（添加材）が金属間化合
物（不純物）と同じ結晶方位及び配向性をもつことか
ら、アルミニウム溶湯内で生成した金属間化合物（不純
物）は、金属間化合物（添加材）の表面に優先的にトラ
ップされ、金属間化合物（添加材）をシードとしてその
上に成長する。

【００１５】この晶出過程に関する推察は、金属間化合
物（添加材）の種類に応じて金属間化合物（不純物）の
晶出速度が異なることによっても裏付けられる。また、
金属間化合物（添加材）の粒径や表面活性度等によって
金属間化合物（不純物）の晶出速度が異なることによっ
ても裏付けられる。たとえば、特開昭５７−２１３４号
公報で紹介されている粒径５ｍｍの粗粒Ａｌ−Ｍｎ合金
に比較して、平均粒径４０μｍの微粒Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ
系金属間化合物をアルミニウム溶湯に添加したとき、Ｆ
ｅ濃度の低下に顕著な相違がみられる。

【００１６】精製されるアルミニウム溶湯は、金属間化
合物を優先的に晶出させるため、α−Ａｌ及び包晶化合
物が晶出する温度以上に保持される。具体的には、α−
Ａｌの晶出温度より１０〜１６０℃、好ましくは２０〜
５０℃高い温度に維持される。これにより、α−Ａｌ及
び包晶化合物の晶出が抑制され、且つ金属間化合物の晶
出が促進される。

【００１７】アルミニウム溶湯に添加される金属間化合
物（添加材）は、生成されるアルミニウム溶湯から晶出
する金属間化合物（不純物）に応じて定められる。たと
えば、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系の金属間化合物（不純物）が
主として晶出するアルミニウム溶湯に対しては、Ａｌ−
Ｆｅ−Ｍｎ系の金属間化合物（添加材）を添加する。Ａ
ｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物（不純物）が主として
晶出するアルミニウム溶湯に対しては、Ａｌ−Ｆｅ−Ｓ
ｉ系の金属間化合物（添加材）を添加する。また、Ａｌ
−Ｆｅ−Ｍｎ系及びＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物
（不純物）が主として晶出するアルミニウム溶湯に対し
ては、Ａｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系の金属間化合物（添加材）及
びＡｌ−Ｆｅ−Ｓｉ系の金属間化合物（添加材）を混合
して使用する。この金属間化合物（添加材）として、精
製中のアルミニウム溶湯に晶出した金属間化合物を使用
することも可能である。この場合、金属間化合物（添加
材）が浮遊懸濁しているアルミニウム溶湯を、精製しよ
うとするアルミニウム溶湯に添加しても良い。

【００１８】たとえば、Ｓｉ：２．０〜１０．０重量
％，Ｆｅ：２．０〜１０．０重量％，Ｃｕ：１．０〜
３．５重量％，Ｍｇ：０．１〜０．５重量％，Ｍｎ：
０．１〜０．５重量％及び亜鉛０．１〜０．５重量％を
含有するアルミニウムを原料とするとき、Ａｌ：５０〜
７０重量％，Ｓｉ：５〜１５重量％，Ｆｅ１０〜２５重
量％，Ｃｕ：１〜５重量％及びＭｎ：５〜２５重量％の
組成をもつ金属間化合物がシードとして使用される。

【００１９】金属間化合物（添加材）は、アルミニウム
溶湯との反応を活発にし金属間化合物（不純物）の晶出
・成長を促進させるため、１０〜８０μｍの粒径をもっ
ていることが好ましい。粒径が１０μｍ以下であると、
取扱いが困難になる。他方、８０μｍを超える粒径で
は、金属間化合物（添加材）の有効表面積を大きくする
ことができず、精製反応が緩慢になる。また、金属間化
合物（添加材）の添加時に際しては、アルミニウム溶湯
との反応を円滑に進行させる上から、金属間化合物（添
加材）を温度６１０〜６６０℃の範囲に維持することが
好ましい。

【００２０】金属間化合物（添加材）の添加量は、アル
ミニウム溶湯を基準として０．５〜２０重量％、好まし
くは５〜１０重量％の範囲に維持することが望ましい。
２０重量％を超える多量の添加は、製造コストを上昇さ
せるばかりでなく、精製後の残湯の処理にかかる負担が
大きくなる。また、０．５重量％未満の添加では、金属
間化合物（添加材）による精製作用が不十分である。

【００２１】アルミニウム溶湯に対する金属間化合物
（添加材）の反応性を高めるため、金属間化合物（添加
材）の表面活性を上げることが好ましい。金属間化合物
（添加材）の表面を活性化する手段としては、金属間化
合物（添加材）を粉砕し新鮮な活性面を露呈させる方
法，フラックス処理によって金属間化合物（添加材）の
表面を清浄化する方法，ＨＣｌ溶解やＣｌ₂ 処理等によ
って表面を清浄化する方法等がある。

【００２２】アルミニウム溶湯中においても、金属間化
合物（添加材）の表面にα−Ａｌ，包晶化合物等が晶出
しないように温度制御によって表面活性状態を維持する
ことができる。また、アルミニウム溶湯を撹拌すると
き、金属間化合物（添加材）の表面がアルミニウム溶湯
で洗われ、活性状態の表面が回復される。

【００２３】金属間化合物（添加材）が添加されたアル
ミニウム溶湯は、所定の冷却速度、たとえば５〜２０℃
／分で冷却される。冷却中のアルミニウム溶湯は、撹拌
装置付き冷却槽に保持することが好ましい。晶出操作
は、アルミニウム溶湯の組成にもよるが５〜２０時間か
けて行われる。この晶出操作の過程で、アルミニウム溶
湯に含まれている不純物は、金属間化合物（不純物）と
なって金属間化合物（添加材）の上に結晶成長し粗粒化
する。

【００２４】粗粒化した金属間化合物は、アルミニウム
溶湯から容易に分離することができる。分離手段として
は、沈澱，濾過，遠心分離等がある。金属間化合物が分
離されたアルミニウム溶湯は、精製アルミニウムとな
る。他方、分離された金属間化合物は、次工程における
アルミニウム溶湯を精製するための金属間化合物（添加
材）を得るための母合金として使用することができる。
或いは、精製されたアルミニウムと混合し、所定組成を
もつアルミニウム合金を製造することに利用される。

【００２５】本発明に従ったアルミニウム溶湯の精製プ
ロセスとして、精製過程でアルミニウム溶湯から晶出す
る金属間化合物を循環使用するフローを図１に示す。ア
ルミニウムスクラップ等のアルミニウム溶湯原料１を晶
出槽２に導入する。このとき、アルミニウム溶湯原料１
は、７１０〜７５０℃の温度範囲に維持されることが好
ましい。

【００２６】晶出槽２としては、撹拌機構を備えた冷却
式のものが使用される。アルミニウム溶湯原料１は、晶
出槽２内で撹拌作用及び冷却作用を受け、不純物が金属
間化合物として晶出する。晶出金属間化合物が浮遊懸濁
しているアルミニウム溶湯３を分離槽４に供給する。ア
ルミニウム溶湯３は、分離槽４で精製アルミニウム溶湯
５，微細な金属間化合物が浮遊懸濁しているアルミニウ
ム溶湯６及び粗粒の金属間化合物が浮遊懸濁しているア
ルミニウム溶湯７に分離される。

【００２７】晶出槽２においては、排出されるアルミニ
ウム溶湯５〜７の温度が６１０〜６４０℃となるように
冷却条件を制御することが好ましい。このとき、溶湯温
度が６１０℃より下げると、共晶点に近づき、更にはα
−Ａｌ晶出温度になる。その結果、金属間化合物（添加
材）の表面に共晶やα−Ａｌの晶出がみられ、金属間化
合物（添加材）の活性状態を維持できなくなる。

【００２８】分離槽４としては、たとえば図２に内部構
造を示したものが使用される。すなわち、容器ａの上方
にアルミニウム溶湯３を送り込む供給ノズルｂを備え、
容器ａの底部にアルミニウム溶湯７を流出させる排出ノ
ズルｃを備えている。また、容器ａの側壁には、溶湯５
及び６をそれぞれ流出させるため、高さ位置が異なる溢
流口ｄ及び抜取りノズルｅが設けられている。溶湯５〜
７は、それぞれ比重が異なるため、溢流口ｄ，抜取りノ
ズルｅ及び排出口ノズルｃから分別流出される。

【００２９】分離槽４の中段部から取り出されたアルミ
ニウム溶湯６は、アルミニウム溶湯原料１に混合された
後、晶出槽２に返送される。アルミニウム溶湯６に浮遊
懸濁している微粒の金属間化合物がシードとなって、晶
出槽２内でアルミニウム溶湯原料１から不純物が金属間
化合物として晶出することが促進される。

【００３０】また、アルミニウム溶湯から晶出した金属
間化合物を粉砕して所定粒径に調整した後、精製される
アルミニウム溶湯原料に添加することもできる。この場
合、図３にフローを示すように、晶出槽２で金属間化合
物が晶出したアルミニウム溶湯原料１の全量を晶出処理
後のアルミニウム溶湯３として分離槽４に送り込む。分
離槽４では、アルミニウム溶湯３を、金属間化合物を含
まない精製アルミニウム溶湯５及び金属間化合物を含む
アルミニウム溶湯８に二層分離する。精製アルミニウム
溶湯５は系外に取り出され、金属間化合物を含むアルミ
ニウム溶湯８は濾過機９に送られる。アルミニウム溶湯
８は、濾過機９で濾液となるアルミニウム溶湯１０と金
属間化合物を多量に含むアルミニウム溶湯１１に分離さ
れる。なお、濾過機９に替えて遠心分離機を使用するこ
ともできる。

【００３１】アルミニウム溶湯１０は、分離槽４に返送
され、精製アルミニウム溶湯５の生成に再利用される。
アルミニウム溶湯１１は、更に濾過され、粗粒の金属間
化合物が浮遊懸濁しているアルミニウム溶湯１２から固
形状の金属間化合物１３が分離される。固形状金属間化
合物１３は、粉砕機１４により所定の粒径に粉砕された
後、晶出槽２に導入されるアルミニウム溶湯原料１に添
加され、シードとして利用することもできる。

【００３２】図１及び図２に示したプロセスは、アルミ
ニウム溶湯の流動方向に沿って金属間化合物（添加材）
を並流に送る方式である。この並流方式において、アル
ミニウム溶湯の純度を漸次高めるように晶出槽２及び分
離槽４を多段に設けることもできる。或いは、図４に示
すように、アルミニウム溶湯原料１と金属間化合物（添
加材）との流れを逆にした向流方式を採用することもで
きる。

【００３３】図４の向流方式においては、晶出槽２₁ ，
２₂ ・・・２_n を多段に配置し、第１段の晶出槽２₁ に
アルミニウム溶湯原料１を導入する。晶出槽２₁ で処理
されたアルミニウム溶湯のうち、浮遊懸濁している金属
間化合物を含むものを次の晶出槽２₂ ・・・２_n に順次
送り、最終段の晶出槽２_n から流出するアルミニウム溶
湯を二層分離槽４₁ で精製アルミニウム溶湯５及び微細
金属間化合物を含むアルミニウム溶湯６に分離する。ま
た、第１段の晶出槽２₁ から送り出された多量の金属間
化合物を含むアルミニウム溶湯３₁ は、三層分離槽４₂
で精製アルミニウム溶湯５，微細な金属間化合物を含む
アルミニウム溶湯６及び粗粒の金属間化合物を含むアル
ミニウム溶湯７に分離される。アルミニウム溶湯６は、
二層分離槽４₁ からのアルミニウム溶湯を混合された
後、最終段の晶出槽２_n に返送される。

【００３４】各段の晶出槽２_n ，２_n-1 ・・・２₂ でア
ルミニウム溶湯から晶出した金属間化合物又は金属間化
合物を含むアルミニウム溶湯は、それぞれ前段の晶出槽
２_n- ₁ ・・・２₂ ，２₁ に送られる。晶出金属間化合物
の流れをアルミニウム溶湯の流れに向流させることによ
り、各段の晶出槽２₁ ，２₂ ・・・２_n にあるアルミニ
ウム溶湯の精製に適した粒度分布をもった金属間化合物
が得られる。

【００３５】アルミニウム溶湯から晶出した金属間化合
物は、図５に示すように充填槽ｆに装入された状態でも
使用可能である。アルミニウム溶湯原料１は、充填槽ｆ
を通過する間に不純物が金属間化合物として晶出分離さ
れ、充填槽ｆから精製アルミニウム５として流出する。
また、アルミニウム溶湯から晶出する金属間化合物と同
じ組成をもつ金属間化合物が予め入手されているとき、
この金属間化合物を添加材として充填槽ｆに装入しても
良い。

【００３６】晶出した金属間化合物は、塩酸溶液，ＨＣ
ｌガス，Ｃｌ₂ ガス等で洗浄することによって、塩化物
として取り出すと共に金属間化合物の活性かを促進させ
る。或いは、多数の充填槽ｆを用意しておき、順次切り
換えながら金属間化合物の晶出操作を行うことも可能で
ある。このとき、金属間化合物の晶出が完了した充填槽
ｆから溶湯を排出した後、晶出した金属間化合物を取り
出し、更に活性化された金属間化合物を再度充填する。

【００３７】本発明に従った精製プロセスは、基本的に
は簡略化された連続晶析システムであり、制御が容易で
あり、しかも無駄となる原材料を最小限にすることがで
きる。また、分離槽，晶出槽等を多段配置するとき、そ
れぞれの槽から取り出されたアルミニウム溶湯及び金属
間化合物の組成が異なるため、これらを適宜混ぜ合せる
ことによりニーズに応じた成分系のアルミニウム合金を
得ることもできる。その結果、比較的純度の高いアルミ
ニウムから始まって、Ｆｅ，Ｓｉ，Ｃｕ等の濃度レベル
が比較的高いアルミニウムまで多種品揃えすることが可
能となる。

【００３８】更に、他の精製法、たとえば一方向凝固に
よる偏析法等の前後或いは途中に接続したコンビネーシ
ョンプロセスを設けることもできる。図６は、一方向凝
固法の後工程として本発明に従った工程を組み込んだコ
ンビネーションプロセスを示す。アルミニウム溶湯原料
１は、一方向凝固工程２０で精製アルミニウム２１と不
純物が濃縮されたアルミニウム溶湯２２に分離される。
このアルミニウム溶湯２２の全量又は一部に対して、金
属間化合物（添加材）を含むアルミニウム溶湯６が添加
され、金属間化合物（添加材）をシードとした金属間化
合物（不純物）の晶出分離が晶出槽２で行われる。

【００３９】

【実施例】不純物としてＦｅ，Ｓｉ，Ｃｕ，Ｍｎ等を含
有するアルミニウムスクラップを溶解し、その組成を調
べたところ、Ｓｉ：７．０重量％，Ｆｅ：１．０重量
％，Ｃｕ：３．０重量％，Ｍｎ：０．４重量％であっ
た。このアルミニウム溶湯を温度７３０℃に保持した
後、Ａｌ：５８重量％，Ｓｉ：１０重量％，Ｆｅ：２０
重量％，Ｃｕ：２重量％，Ｍｎ：１０重量％の組成をも
つ金属間化合物（添加材）を次の条件で添加した。

【００４０】金属間化合物（添加材）の添加条件粒径：１０〜５０μｍ（平均粒径４０μｍ）添加量：８重量％（アルミニウム溶湯を基準として）添加温度：６４０℃

【００４１】金属間化合物（添加材）が装入されたアル
ミニウム溶湯を撹拌機付き晶出槽に導入した後、１０℃
／分の冷却速度で冷却した後、アルミニウム溶湯を６３
０℃で８時間保持した。このとき、溶湯温度が６３０℃
以下に下がらないように、晶出槽を外側から加温した。

【００４２】晶出処理後のアルミニウム溶湯を、図２に
示した分離槽で三層に分離した。得られた精製アルミニ
ウム溶湯は、Ｓｉ：５．０重量％，Ｆｅ：０．４重量
％，Ｃｕ：２．５重量％，Ｍｎ：０．３重量％の組成を
もっており、純度が高められたものであった。分離槽の
底部から排出されたアルミニウム溶湯には、３０〜１５
０μｍ（平均粒径８０μｍ）の粗粒状金属間化合物が含
まれていた。また、側壁から抜き出されたアルミニウム
溶湯には、１０〜５０μｍ（平均粒径４０μｍ）の微粒
状金属間化合物が含まれていた。この微粒状金属間化合
物を含むアルミニウム溶湯を６４０℃に加温した後、ア
ルミニウム溶湯原料に混合し、晶出槽に返送した。

【００４３】この晶出・分離を繰返すことによって、前
述の組成をもつ精製アルミニウムを定常状態で製造する
ことができた。また、粗粒状金属間化合物を含むアルミ
ニウム溶湯は、粗粒状金属間化合物を分離した後、アル
ミニウム溶湯原料として再使用した。他方、分離された
粗粒状金属間化合物は、精製アルミニウム溶湯の一部に
混合され、所定組成をもったアルミニウム合金の製造に
消費された。このようにして、アルミニウム溶湯原料か
ら晶出した金属間化合物を微粒部分及び粗粒部分と共に
無駄なく消費することが可能となった。

【００４４】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、アルミニウム溶湯原料１から晶出する金属間化合物
と同じ組成をもつ金属間化合物が結晶成長の核として使
用されるため、不純物が効率よく晶出分離する。また、
粗粒金属間化合物は、アルミニウム合金製造用の原料と
して消費される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った並流式精製プロセスの一例

【図２】同プロセスで使用する三層分離槽

【図３】本発明に従った並流式精製プロセスの他の例

【図４】本発明に従った向流式精製プロセスの一例

【図５】本発明に従った充填槽式精製プロセスの一例

【図６】本発明に従った精製法を一方向凝固法と組合
せたコンビネーションプロセスの一例

【符号の説明】

１アルミニウム溶湯原料
２晶出槽３，８晶出処理後のアルミニウム溶湯原料
４分離槽５精製アルミニウム溶湯６，１３微細な金属間化合物が浮遊懸濁するアルミニ
ウム溶湯７，１２粗粒の金属間化合物が浮遊懸濁するアルミニ
ウム溶湯９濾過機１０濾液としてのアルミニウム溶湯１１金属間化合物を含むアルミニウム溶湯１４粉砕機ａ分離槽の容器ｂ供給ノズルｃ排出ノズ
ルｄ溢流口ｅ抜取りノズルｆ充填槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺寛静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号株式会社日軽技研内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム溶湯原料から晶出する金属
間化合物と同じ組成をもつ金属間化合物の微粒子を固体
状又は溶湯中に浮遊懸濁している状態で前記アルミニウ
ム溶湯に添加し、前記アルミニウム溶湯に含まれている
不純物を金属間化合物として、前記添加された金属間化
合物微粒子の表面に結晶成長させることを特徴とするア
ルミニウム溶湯の不純物分離方法。
【請求項２】添加された金属間化合物微粒子の表面に
不純物を金属間化合物として結晶成長させたアルミニウ
ム溶湯から精製アルミニウムを比重分離することを特徴
とする請求項１記載の不純物分離方法。
【請求項３】アルミニウム溶湯原料から晶出する金属
間化合物と同じ組成をもつ金属間化合物の微粒子が充填
された充填槽に前記アルミニウム溶湯原料を供給し、前
記アルミニウム溶湯原料に含まれている不純物を金属間
化合物として前記充填された金属間化合物微粒子の表面
に結晶成長させることを特徴とするアルミニウム溶湯の
不純物分離方法。
【請求項４】請求項１〜３の何れかに記載の金属間化
合物の微粒子は、破砕，フラックス処理，塩酸処理，塩
素処理等によって活性化された表面をもっていることを
特徴とするアルミニウム溶湯の不純物分離方法。
【請求項５】請求項１〜３の何れかに記載の金属間化
合物の微粒子は、アルミニウム溶湯原料を精製する過程
で晶出した金属間化合物であることを特徴とするアルミ
ニウム溶湯の不純物分離方法。
【請求項６】請求項１〜５の何れかに記載の金属間化
合物は、粒径が１０〜８０μｍであることを特徴とする
アルミニウム溶湯の不純物分離方法。
【請求項７】アルミニウム溶湯原料に含まれている不
純物を金属間化合物として晶出槽で晶出させ、前記金属
間化合物が晶出したアルミニウム溶湯から精製アルミニ
ウム溶湯を分離槽で分離し、該分離槽から抜き出され、
微細な金属間化合物を浮遊懸濁させているアルミニウム
溶湯を前記晶出槽に返送することを特徴とするアルミニ
ウム溶湯の不純物分離方法。
【請求項８】請求項７記載の晶出槽が多段に配置さ
れ、アルミニウム溶湯及び晶出金属間化合物が並流式に
下段側の晶出槽に送られることを特徴とするアルミニウ
ム溶湯の不純物分離方法。
【請求項９】請求項７記載の晶出槽が多段に配置さ
れ、アルミニウム溶湯が順次上段側から下段側の晶出槽
に送られ、晶出金属間化合物が下段側から上段側の晶出
槽に送られることを特徴とするアルミニウム溶湯の不純
物分離方法。
【請求項１０】アルミニウム溶湯原料に含まれている
不純物を金属間化合物として晶出させる晶出槽と、金属
間化合物が晶出したアルミニウム溶湯から精製アルミニ
ウム溶湯を分離する分離槽と、該分離槽から抜き出さ
れ、微細な金属間化合物を浮遊懸濁させているアルミニ
ウム溶湯を前記晶出槽に返送する返送路とを備えている
ことを特徴とするアルミニウム溶湯の不純物分離装置。
【請求項１１】請求項１０記載の晶出槽が多段に配置
され、アルミニウム溶湯及び晶出金属間化合物が並流式
に下段側の晶出槽に送られることを特徴とするアルミニ
ウム溶湯の不純物分離装置。
【請求項１２】請求項１０記載の晶出槽が多段に配置
され、アルミニウム溶湯が並流式に下段側の晶出槽に送
られ、晶出金属間化合物が下段側から上段側の晶出槽に
送られることを特徴とするアルミニウム溶湯の不純物分
離装置。