JPH07207364A - ＡｌまたはＡｌ合金の製造方法 - Google Patents
ＡｌまたはＡｌ合金の製造方法Info
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- JPH07207364A JPH07207364A JP326894A JP326894A JPH07207364A JP H07207364 A JPH07207364 A JP H07207364A JP 326894 A JP326894 A JP 326894A JP 326894 A JP326894 A JP 326894A JP H07207364 A JPH07207364 A JP H07207364A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＡｌまたはＡｌ合金中の不純物Ｌｉを除去す
る。 【構成】 不純物としてＬｉを含むＡｌまたはＡｌ合金
溶湯中に、ホウ酸塩を添加してホウ酸Ｌｉを形成させて
これを分離する工程を含むＡｌまたはＡｌ合金の製造方
法。
る。 【構成】 不純物としてＬｉを含むＡｌまたはＡｌ合金
溶湯中に、ホウ酸塩を添加してホウ酸Ｌｉを形成させて
これを分離する工程を含むＡｌまたはＡｌ合金の製造方
法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＡｌまたはＡｌ合金を
製造する方法に関し、詳細にはＡｌまたはＡｌ合金溶湯
から不純物であるＬｉを除去する方法に関するものであ
る。
製造する方法に関し、詳細にはＡｌまたはＡｌ合金溶湯
から不純物であるＬｉを除去する方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ＡｌまたはＡｌ合金は、軽量性、加工
性、表面美麗性等の特徴を有することから種々の用途に
利用されている。しかし、不純物元素の混入によって、
共晶化合物が粗大化する等の不都合が生じ、強度、靭
性、表面処理性等が著しく劣るという問題がある。従っ
て不純物元素を極力低減しなければならないが、なかで
もＬｉ不純物については、例えば特公昭６０−１３４１
４号にカリ氷晶石とＡｌＦ6を投入してリチウムとの化
合物を形成させてこれを除去する方法が提案されてい
る。しかし、この方法では弗化物を使用するためにフッ
素ガスが発生する可能性があり、除去率があまり高くな
いこともあって工業的には適用できない。
性、表面美麗性等の特徴を有することから種々の用途に
利用されている。しかし、不純物元素の混入によって、
共晶化合物が粗大化する等の不都合が生じ、強度、靭
性、表面処理性等が著しく劣るという問題がある。従っ
て不純物元素を極力低減しなければならないが、なかで
もＬｉ不純物については、例えば特公昭６０−１３４１
４号にカリ氷晶石とＡｌＦ6を投入してリチウムとの化
合物を形成させてこれを除去する方法が提案されてい
る。しかし、この方法では弗化物を使用するためにフッ
素ガスが発生する可能性があり、除去率があまり高くな
いこともあって工業的には適用できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題を解決し、ＡｌまたはＡｌ合金溶湯中からＬｉ
不純物を安価でしかも生産性良好に除去し得る方法を提
供することを目的とする。
術の問題を解決し、ＡｌまたはＡｌ合金溶湯中からＬｉ
不純物を安価でしかも生産性良好に除去し得る方法を提
供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のＡｌまたはＡｌ
合金の製造方法は、不純物としてＬｉを含むＡｌまたは
Ａｌ合金溶湯中に、ホウ酸塩を添加してホウ酸Ｌｉを形
成させてこれを分離する工程を含むところに要旨を有す
る。ホウ酸塩として、ホウ酸マグネシウム、ホウ酸カル
シウム、ホウ酸カリウムよりなる群から選択される１種
以上を用いること、不活性ガスをキャリアガスとして、
ノズルを用いてホウ酸塩を吹込むことは本発明の好まし
い実施態様である。金属間化合物の形成されたＡｌまた
はＡｌ合金溶湯中に、不活性ガスを吹込み溶湯中の金属
間化合物の浮上分離を促進する方法や、金属間化合物を
耐火性フィルターを介して除去する方法も好ましく採用
できる。
合金の製造方法は、不純物としてＬｉを含むＡｌまたは
Ａｌ合金溶湯中に、ホウ酸塩を添加してホウ酸Ｌｉを形
成させてこれを分離する工程を含むところに要旨を有す
る。ホウ酸塩として、ホウ酸マグネシウム、ホウ酸カル
シウム、ホウ酸カリウムよりなる群から選択される１種
以上を用いること、不活性ガスをキャリアガスとして、
ノズルを用いてホウ酸塩を吹込むことは本発明の好まし
い実施態様である。金属間化合物の形成されたＡｌまた
はＡｌ合金溶湯中に、不活性ガスを吹込み溶湯中の金属
間化合物の浮上分離を促進する方法や、金属間化合物を
耐火性フィルターを介して除去する方法も好ましく採用
できる。
【０００５】
【作用】Ａｌとリチウムの酸化物生成自由エネルギー
は、Ａｌ2 Ｏ3 が−２１７ｋＪ／ｍｏｌＯ2 であり、Ｌ
ｉ2 Ｏで−２２３ｋＪ／ｍｏｌＯ2 とほぼ同程度であ
る。従ってＬｉを酸化物として除去することはできな
い。本発明者らが鋭意検討した結果、ホウ酸リチウムは
Ａｌ溶湯中に晶析もしくは半溶融状態で存在し、濾過に
よってメタルロスなしに分離除去し得ることを見出し本
発明に到達した。代表的なホウ酸リチウムであるＬｉ2
Ｂ4 Ｏ7 の生成自由エネルギーはアルミニウムの融点６
６０℃で−６３０ｋＪ／ｍｏｌＯ2 であり、Ａｌ溶湯中
に形成されやすいためと考えられる。
は、Ａｌ2 Ｏ3 が−２１７ｋＪ／ｍｏｌＯ2 であり、Ｌ
ｉ2 Ｏで−２２３ｋＪ／ｍｏｌＯ2 とほぼ同程度であ
る。従ってＬｉを酸化物として除去することはできな
い。本発明者らが鋭意検討した結果、ホウ酸リチウムは
Ａｌ溶湯中に晶析もしくは半溶融状態で存在し、濾過に
よってメタルロスなしに分離除去し得ることを見出し本
発明に到達した。代表的なホウ酸リチウムであるＬｉ2
Ｂ4 Ｏ7 の生成自由エネルギーはアルミニウムの融点６
６０℃で−６３０ｋＪ／ｍｏｌＯ2 であり、Ａｌ溶湯中
に形成されやすいためと考えられる。
【０００６】本発明では、溶湯中にホウ酸リチウムを形
成させるためにホウ酸塩を用いる。ホウ酸塩としては、
ホウ酸マグネシウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸カリウ
ム等が挙げられ、これらの１種以上を用いることができ
る。
成させるためにホウ酸塩を用いる。ホウ酸塩としては、
ホウ酸マグネシウム、ホウ酸カルシウム、ホウ酸カリウ
ム等が挙げられ、これらの１種以上を用いることができ
る。
【０００７】ホウ酸塩の添加量は、ＡｌまたはＡｌ合金
溶湯中に含まれるＬｉの量に応じて、その存在量を増減
させる必要がある。ホウ酸塩中のホウ素の総量の下限値
は、ホウ酸リチウムを形成し得る化学量論的当量であ
る。当量より少ないと、不純物Ｌｉの全てを金属間化合
物として除去できないためである。代表的なホウ酸リチ
ウムはＬｉ2 Ｂ4 Ｏ7 であり、Ｌｉ：Ｂ＝１：２が化学
量論的当量であるので、Ｌｉ１モルに対しＢは２モル必
要となる。重量比としては６．９：２０．８となる。た
だし、後述の実験結果から化学量論的当量よりも若干少
ないホウ素量であってもかなりのＬｉの除去が可能であ
った。従って、ホウ酸マグネシウムとして添加する場合
の添加量は、溶湯中のＬｉの２０倍（重量比）以上
（０．８当量以上）とすることが好ましい。
溶湯中に含まれるＬｉの量に応じて、その存在量を増減
させる必要がある。ホウ酸塩中のホウ素の総量の下限値
は、ホウ酸リチウムを形成し得る化学量論的当量であ
る。当量より少ないと、不純物Ｌｉの全てを金属間化合
物として除去できないためである。代表的なホウ酸リチ
ウムはＬｉ2 Ｂ4 Ｏ7 であり、Ｌｉ：Ｂ＝１：２が化学
量論的当量であるので、Ｌｉ１モルに対しＢは２モル必
要となる。重量比としては６．９：２０．８となる。た
だし、後述の実験結果から化学量論的当量よりも若干少
ないホウ素量であってもかなりのＬｉの除去が可能であ
った。従って、ホウ酸マグネシウムとして添加する場合
の添加量は、溶湯中のＬｉの２０倍（重量比）以上
（０．８当量以上）とすることが好ましい。
【０００８】一方、これらのホウ酸塩は溶湯中のＬｉ量
より過剰に多く存在させると、却って溶湯汚染の原因と
なり、介在物が発生して得られるＡｌまたはＡｌ合金の
性能低下につながりかねない。ＪＩＳの規定では純Ａｌ
中のホウ素は０．０３％以下に、Ａｌ合金系では０．０
５％以下に定められている。従って、添加総量の上限値
は、ホウ酸リチウムを形成し得る化学量論的当量の３倍
以下、好ましくは２倍以下とする。ホウ酸マグネシウム
としては溶湯中のＬｉの７５倍以下、好ましくは５０倍
以下とする。
より過剰に多く存在させると、却って溶湯汚染の原因と
なり、介在物が発生して得られるＡｌまたはＡｌ合金の
性能低下につながりかねない。ＪＩＳの規定では純Ａｌ
中のホウ素は０．０３％以下に、Ａｌ合金系では０．０
５％以下に定められている。従って、添加総量の上限値
は、ホウ酸リチウムを形成し得る化学量論的当量の３倍
以下、好ましくは２倍以下とする。ホウ酸マグネシウム
としては溶湯中のＬｉの７５倍以下、好ましくは５０倍
以下とする。
【０００９】本発明では、ホウ酸塩を直接溶解炉へ添加
したり、または不活性ガスと共にノズルから溶湯中へ吹
込む方法によって添加することができる。これらの化合
物を、窒素、アルゴン、Ｈｅ、ネオン等の不活性ガスに
混入させて、微細な気泡状に溶湯中に吹込む方法を採用
すれば、溶湯中に浮遊している金属間化合物が気泡の浮
上と共に浮上して取り除き易くなる効果も有する。ま
た、脱水素も同時に達成することができる。
したり、または不活性ガスと共にノズルから溶湯中へ吹
込む方法によって添加することができる。これらの化合
物を、窒素、アルゴン、Ｈｅ、ネオン等の不活性ガスに
混入させて、微細な気泡状に溶湯中に吹込む方法を採用
すれば、溶湯中に浮遊している金属間化合物が気泡の浮
上と共に浮上して取り除き易くなる効果も有する。ま
た、脱水素も同時に達成することができる。
【００１０】本発明では、金属間化合物が形成したＡｌ
またはＡｌ合金溶湯中から、これらの金属間化合物を分
離することによって、不純物Ｌｉの除去が達成できる。
金属間化合物の除去方法は特に限定されない。「溶湯鎮
静」として溶湯を静置して金属間化合物を沈降もしくは
浮上させた後、耐火性の多孔体フィルターで溶湯濾過す
る等の方法で除去することが好ましい。
またはＡｌ合金溶湯中から、これらの金属間化合物を分
離することによって、不純物Ｌｉの除去が達成できる。
金属間化合物の除去方法は特に限定されない。「溶湯鎮
静」として溶湯を静置して金属間化合物を沈降もしくは
浮上させた後、耐火性の多孔体フィルターで溶湯濾過す
る等の方法で除去することが好ましい。
【００１１】ＡｌまたはＡｌ合金溶湯中に金属間化合物
を形成させて濾過した後は、公知の方法で精錬を行うこ
とによって、高純度なＡｌまたはＡｌ合金を製造するこ
とができる。
を形成させて濾過した後は、公知の方法で精錬を行うこ
とによって、高純度なＡｌまたはＡｌ合金を製造するこ
とができる。
【００１２】
【実施例】以下実施例によって本発明をさらに詳述する
が、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・
後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て
本発明の技術範囲に包含される。
が、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・
後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て
本発明の技術範囲に包含される。
【００１３】原料として、Ｌｉを０．１重量％含むＪＩ
Ｓ１１００系Ａｌスクラップ（Ｎｏ．１）、０．０５重
量％含む系（Ｎｏ．２）、０．０１重量％含む系を用い
て、１０トンの反射型溶解炉（ＬＮＧ炊き）を用い、７
７５℃で大気溶解した。ホウ酸マグネシウムを窒素ガス
と共に１０Ｎリットル／分で溶湯に吹き込んだ。三井金
属製チューブラーフィルター（ＨＤメッシュ４８本組）
で濾過した後のサンプルについて元素分析を行って溶湯
中のリチウム濃度とホウ素濃度を求め、初期Ｌｉに対す
るホウ酸マグネシウムの重量比を横軸にとり図１に示し
た。また、蛍光探傷試験による１０ｍ2 に存在する１０
μｍ以上の介在物の数を表１に示した。
Ｓ１１００系Ａｌスクラップ（Ｎｏ．１）、０．０５重
量％含む系（Ｎｏ．２）、０．０１重量％含む系を用い
て、１０トンの反射型溶解炉（ＬＮＧ炊き）を用い、７
７５℃で大気溶解した。ホウ酸マグネシウムを窒素ガス
と共に１０Ｎリットル／分で溶湯に吹き込んだ。三井金
属製チューブラーフィルター（ＨＤメッシュ４８本組）
で濾過した後のサンプルについて元素分析を行って溶湯
中のリチウム濃度とホウ素濃度を求め、初期Ｌｉに対す
るホウ酸マグネシウムの重量比を横軸にとり図１に示し
た。また、蛍光探傷試験による１０ｍ2 に存在する１０
μｍ以上の介在物の数を表１に示した。
【００１４】
【表１】
【００１５】初期Ｌｉ重量に対して２０〜７５倍のホウ
酸マグネシウムを添加したときに、溶湯汚染を抑えなが
ら介在物の発生もないまま、純Ａｌ系では０．００１重
量％以下にまで良好にＬｉを除去できることが分かっ
た。なお、他のＡｌ合金系（ＪＩＳ２０００、３００
０、４０００、５０００、６０００、７０００）におい
ても０．０１重量％以下にＬｉを低減でき、不活性ガス
としてアルゴン、ネオン、Ｈｅを用いたときや、ホウ酸
マグネシウムに代えて、ホウ酸カルシウム、ホウ酸カリ
ウムを用いたときも同様の結果を得た。
酸マグネシウムを添加したときに、溶湯汚染を抑えなが
ら介在物の発生もないまま、純Ａｌ系では０．００１重
量％以下にまで良好にＬｉを除去できることが分かっ
た。なお、他のＡｌ合金系（ＪＩＳ２０００、３００
０、４０００、５０００、６０００、７０００）におい
ても０．０１重量％以下にＬｉを低減でき、不活性ガス
としてアルゴン、ネオン、Ｈｅを用いたときや、ホウ酸
マグネシウムに代えて、ホウ酸カルシウム、ホウ酸カリ
ウムを用いたときも同様の結果を得た。
【００１６】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、Ａ
ｌまたはＡｌ合金中の不純物Ｌｉを安価にかつ効率よく
除去することができ、高純度なＡｌ、Ａｌ合金を製造す
ることができた。
ｌまたはＡｌ合金中の不純物Ｌｉを安価にかつ効率よく
除去することができ、高純度なＡｌ、Ａｌ合金を製造す
ることができた。
【図１】ホウ酸マグネシウムの添加量とＡｌ溶湯中のリ
チウム濃度を示すグラフである。
チウム濃度を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 不純物としてＬｉを含むＡｌまたはＡｌ
合金溶湯中に、ホウ酸塩を添加してホウ酸Ｌｉを形成さ
せてこれを分離する工程を含むことを特徴とするＡｌま
たはＡｌ合金の製造方法。 - 【請求項２】 ホウ酸塩として、ホウ酸マグネシウム、
ホウ酸カルシウム、ホウ酸カリウムよりなる群から選択
される１種以上を用いるものである請求項１に記載の製
造方法。 - 【請求項３】 不活性ガスをキャリアガスとして、ノズ
ルを用いてホウ酸塩を吹込むものである請求項１に記載
の製造方法。 - 【請求項４】 ＡｌまたはＡｌ合金溶湯中のホウ酸Ｌｉ
を、耐火性フィルターを介して除去するものである請求
項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP326894A JPH07207364A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | ＡｌまたはＡｌ合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP326894A JPH07207364A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | ＡｌまたはＡｌ合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07207364A true JPH07207364A (ja) | 1995-08-08 |
Family
ID=11552715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP326894A Withdrawn JPH07207364A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | ＡｌまたはＡｌ合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07207364A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20250001168A (ko) * | 2023-06-28 | 2025-01-06 | 주식회사 영풍 | 리튬 회수 방법 |
-
1994
- 1994-01-17 JP JP326894A patent/JPH07207364A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20250001168A (ko) * | 2023-06-28 | 2025-01-06 | 주식회사 영풍 | 리튬 회수 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010403 |