アルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤及びそれを用いたマグネシウム濃度調整方法
【課題】アルミニウム合金溶湯中に含まれるＭｇの除去効果の高い、経済的なマグネシウム濃度調整剤と、それを用いることによりアルミニウムを効率的にリサイクルする方法を提供する。
【解決手段】使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓１００質量部に対して塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末とを含む混合塩粉末を１〜３０質量部添加した粉末からなるアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して０．５〜２０質量部添加する。
【解決手段】使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓１００質量部に対して塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末とを含む混合塩粉末を１〜３０質量部添加した粉末からなるアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して０．５〜２０質量部添加する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムのスクラップを溶解した溶湯中のＭｇを低減して高純度化するためのマグネシウム濃度調整剤及びそれを用いたアルミニウム合金溶湯のマグネシウム濃度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アルミニウムはそのスクラップを再溶解して再生地金にリサイクルされている。しかし、スクラップを再溶解したアルミニウム溶湯中には、多くの非金属介在物や合金元素が不純物として混入していることから、通常、新地金に比べて品質が著しく劣っている。
そこで、アルミニウムをリサイクルする際に、アルミニウム又はアルミニウム合金スクラップ溶湯から合金元素又は不純物を除去する高純度化処理も行われているが、高純度化処理には、有害な塩素ガスの使用や高価なフラックスの使用又は複雑な装置及び工程を必要とするなど、環境面、コスト面の問題があり、実用化の障害となっている。
【０００３】
ところで、アルミニウムのリサイクルは、回収したアルミニウムスクラップを溶解、希釈によりある合金成分濃度域まで調節したグレードの低い合金（ベースメタル）を、主に自動車部品(ホイール)等の製造に用いられるダイカスト用合金ＡＤＣ１２の原料として使用される場合が多い。二次合金の代表格であるダイカスト用ＪＩＳＡＤＣ１２合金は、その組成規格においてマグネシウム濃度が０．３％以下に限定されている。このため、マグネシウム濃度が比較的高いアルミニウム缶由来のスクラップは再利用し難くなっている。
【０００４】
アルミニウム溶湯中のマグネシウム濃度の微調整には、通称「脱Ｍｇ剤」が用いられているが、市販の脱Ｍｇ剤は高価であるために、容易に使用できないのが現状である。
そこで、アルミニウム溶湯中のマグネシウム濃度を低減するための手法が各種提案されている。
例えば特許文献１には、アルミニウム又はアルミニウム合金スクラップを溶融し、当該溶湯に使用済みの乾電池を焙焼及び粉砕して得られた粉末状のアルミニウム回収用材料を添加し、アルミニウム回収用材料に合金元素又は不純物を反応又は吸着させ、これらを分離してアルミニウムに含まれる合金元素又は不純物を除去し、純度を高めてアルミニウムを回収することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５０６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の方法によると、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓に、電解液由来のＫＣｌ等の塩化物が適度（Ｃｌ濃度に換算して１〜１０ｗｔ％）に含まれる場合には、適量の電池滓をアルミニウム合金溶湯に添加することにより、Ｍｇ等の合金元素又は不純物を吸着・除去する効果が著しく高まるとされている。
【０００７】
一方、近年マンガン電池の使用割合が低下しアルカリ電池の使用割合が増加しているため、電池滓に含まれる塩化物含有量は低下する傾向にあり、現状はＣｌ換算で約１ｗｔ％に過ぎないことが明らかとなっている。このため、電池滓をそのままアルミニウム合金溶湯中に添加するにしても、多量に添加しないことには十分なＭｇ除去効果を得ることが難しい状況にある。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために案出されたものであり、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓に対して、さらに数種類の混合塩粉末を適量添加することにより、経済的で且つアルミニウム合金溶湯中に含まれるＭｇの除去効果の高い、経済的なマグネシウム濃度調整剤を見出し、それを用いることによりアルミニウムを効率的にリサイクルする方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤は、その目的を達成するため、アルミニウム合金溶湯中に含有されるマグネシウムを除去してアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度を調整する粉末であって、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓１００質量部に対して、少なくとも塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末とを含む混合塩粉末を１〜３０質量部添加した粉末であることを特徴とする。
【００１０】
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０〜７０質量％であることが好ましい。
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が３０〜８０質量％であることが好ましい。
そして、前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末２０〜７０質量％、塩化カリウム粉末３０〜８０質量％を含み、残部が不可避的不純物からなる粉末であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明のアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度調整方法は、上記アルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して０．５〜２０質量部添加することを特徴とする。
このマグネシウム濃度調整剤の添加により、アルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度を低減させることができる。
前記マグネシウム濃度調整剤の添加は、投げ込み法、押し込み法及びインジェクションフラックス法いずれの方法であってもよいが、インジェクションフラックス法によって行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明方法によれば、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓に対して、さらに数種類の混合塩粉末を適量添加するのみで、アルミニウム合金溶湯中に含まれるＭｇを効率よく低減することができるアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤が経済的に調製できる。
そして、本発明のマグネシウム濃度調整剤を用いることにより、アルミニウムスクラップリサイクル材の品質を大幅に向上できることが可能となり、アルミニウム材料のリサイクル化を大きく進展させることができる。また、今まで十分なリサイクルが行なわれていなかった使用済みの乾電池の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電池滓に加える塩化物量の適正量を説明する図
【図２】電池滓に加える塩化物中の塩化ナトリウム及び塩化カリウムの適正割合を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者等は、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓をアルミニウム合金溶湯に添加することによりアルミニウム合金溶湯中に含まれるＭｇをより効率的に低減する技術について、鋭意検討を重ねてきた。
その過程で、電池滓中のＣｌ濃度を高くすることが有効であることがわかった。そしてそのＣｌ分を、塩化ナトリウムの粉末及び塩化カリウムの粉末を適正比率で混合した混合塩粉末の添加により増量することが有効であることがわかり、本発明に到達した。
以下に、その詳細を説明する。
【００１５】
電池滓は、マンガン電池、アルカリ電池などの使用済み乾電池を焙焼炉（ロータリーキルン）により大気中８００℃で焙焼し、粉砕後に電池表皮に用いられる鉄などの有価金属、または古い電池や輸入した電池に含まれる有害金属を除去した後の粉末である。
電池滓は、黒色の粉末であり、電子顕微鏡による観察の結果、通常は５μｍ程度の微粉末であることが確認されている。電池滓の組成例を表１に示す。なお、分析は蛍光Ｘ線分析法及びＸ線回折法を併用し、これら分析法から得られる各元素の蛍光Ｘ線強度データ、Ｘ線回折強度プロファイルを基に専用ソフトを用いて電池滓の組成を計算した。これにより電池滓は亜鉛酸化物（ＺｎＯ）とマンガン酸化物（ＭｎＯ２）を主成分とする数種類の酸化物から構成されていることがわかる。
【００１６】
【００１７】
乾電池の成分は、本願発明のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤の主成分となるものであるが、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）とマンガン酸化物（ＭｎＯ２）以外にマンガン電池には電解液としてＮＨ４Ｃｌ、アルカリ電池には電解液としてＫＯＨ、Ｃ、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２等を含有する。マンガン電池に含まれるＮＨ４Ｃｌ及びアルカリ電池に含まれるＫＯＨは、焙焼により多くはＫＣｌを形成し電池滓に残存することになる。
電解液由来のＫＣｌ等の塩化物が適度（Ｃｌ濃度に換算して１〜１０ｗｔ％）に含まれる場合には、適量の電池滓をアルミニウム合金溶湯に添加することにより、電池滓に残存するＫＣｌが電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善するとともに、ＫＣｌと溶湯中のＭｇが発熱反応してＭｇＣｌ２を生成するため、溶湯中のマグネシウム濃度を低減させることができるのである。
【００１８】
しかしながら、近年マンガン電池の使用割合が低下しアルカリ電池の使用割合が増加しているため、電池滓に含まれる塩化物含有量は低下する傾向にあり、現状はＣｌ換算で約１ｗｔ％に過ぎないことが明らかとなっている。このため、電池滓をそのままアルミニウム合金溶湯中に添加するにしても、多量に添加しないことには十分なＭｇ除去効果を得ることが難しい状況にある。
そこで、電池滓に対して、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末とを含む混合塩粉末を加えて、塩化物量を増量したものである。
【００１９】
〔電池滓１００質量部に対して、少なくとも塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末とを含む混合塩粉末を１〜３０質量部添加〕
塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）粉末も塩化カリウム（ＫＣｌ）粉末も、アルミニウム合金溶湯の脱滓処理用のフラックスとして、広く用いられている。電池滓に新たに混合されたこれら塩化物は、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善するため、電池滓由来の塩化物よるマグネシウム濃度低減効果をさらに高めることができる。特に塩化ナトリウムと塩化カリウムとの混合フラックスにすると、共晶融解するために溶融温度が低くなり、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果が高くなる。
【００２０】
この効果は塩化ナトリウムと塩化カリウムとの質量比が４：６の場合に最も高くなる。
電池滓に新たに加えられた混合塩粉末中の塩化物自身がアルミニウム合金溶湯中に含まれるマグネシウムと反応してＭｇＣｌ２を生成するため、マグネシウム濃度調整剤のマグネシウム濃度低減効果をより一層高めることができる。
【００２１】
電池滓１００質量部に対して前記混合塩粉末を１〜３０質量部の範囲で添加することが好ましい。前記混合塩粉末の添加割合が１質量部未満であると、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果、マグネシウム濃度低減効果を改善する効果を発揮することができない。前記混合塩粉末の添加割合が３０質量部を超えると、マグネシウム濃度調整剤の原料コストが増加し、電池滓を再利用するという目的を達成することが困難となる。
より好ましい前記混合塩粉末の添加割合は、電池滓１００質量部に対して３〜２０質量部の範囲である。さらに好ましい前記混合塩粉末の添加割合は、電池滓１００質量部に対して５〜１５質量部の範囲である。
【００２２】
〔塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０〜７０質量％〕
さらに、本願発明において、前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０〜７０質量％の範囲であることが好ましい。
塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０質量％未満であると、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果、マグネシウム濃度低減効果を改善する効果が十分ではない。塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が７０質量％を超えると、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果、マグネシウム濃度低減効果を改善する効果が十分ではない。
より好ましい塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率は３０〜６０質量％の範囲である。さらに好ましい塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率は３０〜５０質量％の範囲である。
【００２３】
〔塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が３０〜８０質量％〕
さらに、本願発明において、前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が３０〜８０質量％の範囲であることが好ましい。
塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が３０質量％未満であると、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果、マグネシウム濃度低減効果を改善する効果が十分ではない。塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が８０質量％を超えると、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果、マグネシウム濃度低減効果を改善する効果が十分ではない。
【００２４】
より好ましい塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率は４０〜７０質量％の範囲である。さらに好ましい塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率は５０〜７０質量％の範囲である。
前記混合塩粉末には、塩化ナトリウム粉末２０〜７０質量％、塩化カリウム粉末３０〜８０質量％の他に、不可避的な不純物を含んでいてもよい。
この不可避的不純物とは、塩化ナトリウム粉末及び塩化カリウム粉末を製造、精製する際に不可避的に混入する水分、酸化物、硫酸塩などである。
【００２５】
なお、混合塩粉末には、ＮａＣｌ、ＫＣｌの粉末以外に、アルミニウム合金溶湯とマグネシウム濃度調整剤との反応性を高めるＫＡｌＦ３、ＡｌＦ３、Ｋ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｎａ２ＣＯ３等の粉末を積極的に含ませていてもよい。特にインジェクションフラックス法により、Ａｒ、Ｎ２などの不活性ガスとともにマグネシウム濃度調整剤をアルミニウム合金溶湯中に混入・分散させてもよい。
前記混合塩粉末中におけるＫＡｌＦ３、ＡｌＦ３、Ｋ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｎａ２ＣＯ３等の粉末の混合比率は２０質量％以下であることが好ましい。より好ましくは１０質量％以下である。さらに好ましくは５質量％以下である。
【００２６】
次に、マグネシウム濃度調整剤を用いてアルミニウム合金溶湯のマグネシウム濃度を低減させる方法について説明する。
上記のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して、０．５〜２０質量部添加し、何らの手段で当該マグネシウム濃度調整剤を溶湯中に分散させることにより、マグネシウム濃度調整剤中の塩化物等の成分とアルミニウム合金溶湯中のＭｇとが反応して、ＭｇＣｌ２なる反応生成物を形成してアルミニウム合金から分離される。
【００２７】
アルミニウム溶湯の対する上記マグネシウム濃度調整剤の適切な添加量は次の通りである。
〔アルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して、０．５〜２０質量部添加〕
アルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して、０.５〜２０質量部の範囲で添加することが好ましい。アルミニウム合金溶湯へのマグネシウム濃度調整剤の添加量が０.５質量部未満であると、マグネシウム濃度低減効果が発揮されない。アルミニウム合金溶湯へのマグネシウム濃度調整剤の添加量が２０質量部を超えると、添加方法にもよるが、アルミニウム合金溶湯中への電池滓中のいわゆる骨材（亜鉛酸化物（ＺｎＯ）とマンガン酸化物（ＭｎＯ２）を主成分とする数種類の酸化物）の混入量が多くなって、インゴット、鋳物製品等の品質劣化を招くおそれがある。
より好ましいアルミニウム合金溶湯へのマグネシウム濃度調整剤の添加量は１〜１５質量部の範囲である。さらに好ましいアルミニウム合金溶湯へのマグネシウム濃度調整剤の添加量は２〜１０質量部の範囲である。
【００２８】
続いて、適切な添加方法について説明する。
〔インジェクションフラックス法によって添加〕
アルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤は、アルミニウム合金溶湯の湯面から上方添加してもよいし、適量をアルミニウム箔に包んでフォスフォライザーを使用して押し込み添加してもよい。しかしながら、マグネシウム濃度調整剤を溶湯中に迅速に分散させるためには、インジェクションフラックス法として、ランスを使用し、Ａｒ、Ｎ２などの不活性ガスとともに溶湯中に吹き込むことが好ましい。回転脱ガス装置を使用し、マグネシウム濃度調整剤を溶湯中に吹き込み分散させてもよい。
【００２９】
マグネシウム濃度調整剤を添加する際のアルミニウム合金溶湯の保持温度は、７２０〜８６０℃の範囲が好ましい。溶湯温度７２０℃未満であると、マグネシウム濃度調整剤中の塩化物等の成分とアルミニウム溶湯中のＭｇとの反応が進まず、マグネシウム濃度低減効果が低下する。溶湯温度８６０℃を超えると、マグネシウム濃度調整剤中の塩化物等の成分が坩堝や溶解・保持炉の内壁ブロックの劣化を促進する。より好ましい溶湯保持温度は、７４０〜８４０℃の範囲内である。さらに好ましくは、７６０〜８２０℃の範囲内である。
【実施例】
【００３０】
電池滓として、マンガン電池、アルカリ電池などの使用済み乾電池を焙焼炉（ロータリーキルン）により大気中８００℃で焙焼し、粉砕後に電池表皮に用いられる鉄などの有価金属、または古い電池や輸入した電池に含まれる有害金属を除去した後の粉末を用いた。
用いた電池滓は、黒色の粉末であり、電子顕微鏡による観察の結果、通常は５μｍ程度の微粉末であり、その成分組成を表２に示す。なお、分析は蛍光Ｘ線分析法で行った。電池滓には、分析値を超えるＣ（炭素）及びＯ（酸素）が含まれていると考えられるが、蛍光Ｘ線分析法では、いわゆる軽元素を正確に半定量分析することができない。
この電池滓に、ＫＣｌとＮａＣｌを種々の比率で混合した混合塩を加えてマグネシウム濃度調整剤とした。なお、用いた塩化ナトリウムの平均粒径（Ｄ５０）は、２００μｍ程度であった。塩化カリウム粉末の平均粒径（Ｄ５０）は、２００μｍ程度であった。
【００３１】
【００３２】
実施例１：（予備試験、最適な塩化物割合の検討）
電池滓１００質量部に対し、ＫＣｌ：ＮａＣｌを１：１としたＫＣｌ−ＮａＣｌ混合塩を０質量部（添加なし）、５質量部、１０質量部、1５質量部添加した、４種類のマグネシウム濃度調整剤を各５００ｇ調製した。
次に、離型剤を塗布した黒鉛坩堝（４個）にそれぞれ表３に示す成分組成を有するＪＩＳＡＤＣ１２アルミニウム合金地金を１０ｋｇずつ装入配置し、黒鉛坩堝を電気炉内に挿入して７８０℃で溶解・保持し、さらにＭｇインゴットをフォスフォライザーにて各坩堝のＪＩＳＡＤＣ１２アルミニウム合金溶湯にそれぞれ３５ｇずつ添加した。
なお、表３に示すＪＩＳＡＤＣ１２アルミニウム合金の成分組成は、地金出荷時の分析値である。したがって、Ｍｇインゴット添加後のＪＩＳＡＤＣ１２アルミニウム合金溶湯中のＭｇ濃度は０.６４質量％となっている。
【００３３】
【００３４】
このＭｇ添加ＪＩＳＡＤＣ１２アルミニウム合金溶湯（４ロット）に対して、上記４種類のマグネシウム濃度調整剤をそれぞれ５００ｇずつフォスフォライザーにて押し込み添加した。
マグネシウム濃度調整剤の添加直後に１分間の攪拌を行い、７８０℃で３０分間溶湯を保持した。湯面の除滓を行った後、スプーンにて各溶湯を採取し、ディスクサンプルを分析用試料採取鋳型に鋳造した。鋳型から取り出したディスクサンプルは空冷後、旋盤を用いて表面を約２ｍｍ切削し、蛍光Ｘ線分析装置を用いてマグネシウム濃度を測定した。
【００３５】
結果を図１に示す。
電池滓１００質量部に上記混合塩５質量部を添加した場合、十分なＭｇ低減効果を示さなかったが、電池滓１００質量部に上記混合塩１０質量部を添加した場合、高いＭｇ低減効果を示した。しかし、電池滓１００質量部に上記混合塩１５質量部を添加した場合、Ｍｇ低減効果は電池滓１００質量部に上記混合塩１０質量部を添加した場合に比べて、ほとんど変わらない。したがって、マグネシウム濃度調整剤としては、電池滓１００質量部に対する上記混合塩添加量が１０質量部であるものが最適であると判断した。
【００３６】
実施例２：
次に、電池滓に新たに加える塩化物の添加量を、電池滓１００質量部に対して１０質量部に固定し、塩化ナトリウム粉末、塩化カリウム粉末の混合塩粉末の混合比率を変化させて電池滓に混合し、これらの塩化物混合電池滓からなるマグネシウム濃度調整剤をＪＩＳＡＣ７Ａ合金溶湯１００質量部に対して５質量部添加して、マグネシウム濃度の低減効果に及ぼす塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との混合比率の影響について調査した。
なお、試験に使用したＪＩＳＡＣ７Ａ合金の成分組成を表４に示す。
【００３７】
【００３８】
上記電池滓５.０ｇ（６ロット分）に対して、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末を塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が０，２０，４０，６０，８０，１００質量％になるように混合した塩化物粉末０.５ｇを添加した塩化物混合電池滓からなる６種類のマグネシウム濃度調整剤を調製した。
次に、１００ｇ（６ロット分）のＪＩＳＡＣ７Ａ合金地金を切り出し、離型剤を塗布した黒鉛坩堝内に挿入・配置して、黒鉛坩堝を電気炉内に挿入し、ＪＩＳＡＣ７Ａ合金地金を大気中７８０℃で溶解した。次にそれぞれのＪＩＳＡＣ７Ａ合金溶湯（６ロット分）に対して、上記６種類の塩化物添加電池滓からなるマグネシウム濃度調整剤を５.０ｇずつ湯面上方から添加した。
電池滓の添加直後に１分間の攪拌を行い、７８０℃で３０分間溶湯を保持した。湯面の除滓を行った後、スプーンにて各溶湯を採取し、ディスクサンプルを分析用試料採取鋳型に鋳造した。鋳型から取り出したディスクサンプルは空冷後、旋盤を用いて表面を約２ｍｍ切削し、蛍光Ｘ線分析装置を用いてマグネシウム濃度を測定した。
【００３９】
電池滓に添加した塩化物中の塩化ナトリウム比率（塩化カリウム比率）に従って、ディスクサンプルのマグネシウム濃度をプロットしたものが図２である。
塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０〜７０質量％の範囲で、塩化カリウム粉末の比率では８０〜３０質量％の範囲で、確実にマグネシウム濃度が低減できていることがわかる。好ましくは、塩化ナトリウム粉末の比率が３０〜６０質量％の範囲、塩化カリウム粉末の比率では７０〜４０質量％の範囲であることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウムのスクラップを溶解した溶湯中のＭｇを低減して高純度化するためのマグネシウム濃度調整剤及びそれを用いたアルミニウム合金溶湯のマグネシウム濃度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アルミニウムはそのスクラップを再溶解して再生地金にリサイクルされている。しかし、スクラップを再溶解したアルミニウム溶湯中には、多くの非金属介在物や合金元素が不純物として混入していることから、通常、新地金に比べて品質が著しく劣っている。
そこで、アルミニウムをリサイクルする際に、アルミニウム又はアルミニウム合金スクラップ溶湯から合金元素又は不純物を除去する高純度化処理も行われているが、高純度化処理には、有害な塩素ガスの使用や高価なフラックスの使用又は複雑な装置及び工程を必要とするなど、環境面、コスト面の問題があり、実用化の障害となっている。
【０００３】
ところで、アルミニウムのリサイクルは、回収したアルミニウムスクラップを溶解、希釈によりある合金成分濃度域まで調節したグレードの低い合金（ベースメタル）を、主に自動車部品(ホイール)等の製造に用いられるダイカスト用合金ＡＤＣ１２の原料として使用される場合が多い。二次合金の代表格であるダイカスト用ＪＩＳＡＤＣ１２合金は、その組成規格においてマグネシウム濃度が０．３％以下に限定されている。このため、マグネシウム濃度が比較的高いアルミニウム缶由来のスクラップは再利用し難くなっている。
【０００４】
アルミニウム溶湯中のマグネシウム濃度の微調整には、通称「脱Ｍｇ剤」が用いられているが、市販の脱Ｍｇ剤は高価であるために、容易に使用できないのが現状である。
そこで、アルミニウム溶湯中のマグネシウム濃度を低減するための手法が各種提案されている。
例えば特許文献１には、アルミニウム又はアルミニウム合金スクラップを溶融し、当該溶湯に使用済みの乾電池を焙焼及び粉砕して得られた粉末状のアルミニウム回収用材料を添加し、アルミニウム回収用材料に合金元素又は不純物を反応又は吸着させ、これらを分離してアルミニウムに含まれる合金元素又は不純物を除去し、純度を高めてアルミニウムを回収することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５０６３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の方法によると、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓に、電解液由来のＫＣｌ等の塩化物が適度（Ｃｌ濃度に換算して１〜１０ｗｔ％）に含まれる場合には、適量の電池滓をアルミニウム合金溶湯に添加することにより、Ｍｇ等の合金元素又は不純物を吸着・除去する効果が著しく高まるとされている。
【０００７】
一方、近年マンガン電池の使用割合が低下しアルカリ電池の使用割合が増加しているため、電池滓に含まれる塩化物含有量は低下する傾向にあり、現状はＣｌ換算で約１ｗｔ％に過ぎないことが明らかとなっている。このため、電池滓をそのままアルミニウム合金溶湯中に添加するにしても、多量に添加しないことには十分なＭｇ除去効果を得ることが難しい状況にある。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するために案出されたものであり、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓に対して、さらに数種類の混合塩粉末を適量添加することにより、経済的で且つアルミニウム合金溶湯中に含まれるＭｇの除去効果の高い、経済的なマグネシウム濃度調整剤を見出し、それを用いることによりアルミニウムを効率的にリサイクルする方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤は、その目的を達成するため、アルミニウム合金溶湯中に含有されるマグネシウムを除去してアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度を調整する粉末であって、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓１００質量部に対して、少なくとも塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末とを含む混合塩粉末を１〜３０質量部添加した粉末であることを特徴とする。
【００１０】
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０〜７０質量％であることが好ましい。
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が３０〜８０質量％であることが好ましい。
そして、前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末２０〜７０質量％、塩化カリウム粉末３０〜８０質量％を含み、残部が不可避的不純物からなる粉末であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明のアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度調整方法は、上記アルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して０．５〜２０質量部添加することを特徴とする。
このマグネシウム濃度調整剤の添加により、アルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度を低減させることができる。
前記マグネシウム濃度調整剤の添加は、投げ込み法、押し込み法及びインジェクションフラックス法いずれの方法であってもよいが、インジェクションフラックス法によって行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明方法によれば、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓に対して、さらに数種類の混合塩粉末を適量添加するのみで、アルミニウム合金溶湯中に含まれるＭｇを効率よく低減することができるアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤が経済的に調製できる。
そして、本発明のマグネシウム濃度調整剤を用いることにより、アルミニウムスクラップリサイクル材の品質を大幅に向上できることが可能となり、アルミニウム材料のリサイクル化を大きく進展させることができる。また、今まで十分なリサイクルが行なわれていなかった使用済みの乾電池の有効利用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電池滓に加える塩化物量の適正量を説明する図
【図２】電池滓に加える塩化物中の塩化ナトリウム及び塩化カリウムの適正割合を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者等は、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓をアルミニウム合金溶湯に添加することによりアルミニウム合金溶湯中に含まれるＭｇをより効率的に低減する技術について、鋭意検討を重ねてきた。
その過程で、電池滓中のＣｌ濃度を高くすることが有効であることがわかった。そしてそのＣｌ分を、塩化ナトリウムの粉末及び塩化カリウムの粉末を適正比率で混合した混合塩粉末の添加により増量することが有効であることがわかり、本発明に到達した。
以下に、その詳細を説明する。
【００１５】
電池滓は、マンガン電池、アルカリ電池などの使用済み乾電池を焙焼炉（ロータリーキルン）により大気中８００℃で焙焼し、粉砕後に電池表皮に用いられる鉄などの有価金属、または古い電池や輸入した電池に含まれる有害金属を除去した後の粉末である。
電池滓は、黒色の粉末であり、電子顕微鏡による観察の結果、通常は５μｍ程度の微粉末であることが確認されている。電池滓の組成例を表１に示す。なお、分析は蛍光Ｘ線分析法及びＸ線回折法を併用し、これら分析法から得られる各元素の蛍光Ｘ線強度データ、Ｘ線回折強度プロファイルを基に専用ソフトを用いて電池滓の組成を計算した。これにより電池滓は亜鉛酸化物（ＺｎＯ）とマンガン酸化物（ＭｎＯ２）を主成分とする数種類の酸化物から構成されていることがわかる。
【００１６】
【００１７】
乾電池の成分は、本願発明のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤の主成分となるものであるが、亜鉛酸化物（ＺｎＯ）とマンガン酸化物（ＭｎＯ２）以外にマンガン電池には電解液としてＮＨ４Ｃｌ、アルカリ電池には電解液としてＫＯＨ、Ｃ、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２等を含有する。マンガン電池に含まれるＮＨ４Ｃｌ及びアルカリ電池に含まれるＫＯＨは、焙焼により多くはＫＣｌを形成し電池滓に残存することになる。
電解液由来のＫＣｌ等の塩化物が適度（Ｃｌ濃度に換算して１〜１０ｗｔ％）に含まれる場合には、適量の電池滓をアルミニウム合金溶湯に添加することにより、電池滓に残存するＫＣｌが電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善するとともに、ＫＣｌと溶湯中のＭｇが発熱反応してＭｇＣｌ２を生成するため、溶湯中のマグネシウム濃度を低減させることができるのである。
【００１８】
しかしながら、近年マンガン電池の使用割合が低下しアルカリ電池の使用割合が増加しているため、電池滓に含まれる塩化物含有量は低下する傾向にあり、現状はＣｌ換算で約１ｗｔ％に過ぎないことが明らかとなっている。このため、電池滓をそのままアルミニウム合金溶湯中に添加するにしても、多量に添加しないことには十分なＭｇ除去効果を得ることが難しい状況にある。
そこで、電池滓に対して、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末とを含む混合塩粉末を加えて、塩化物量を増量したものである。
【００１９】
〔電池滓１００質量部に対して、少なくとも塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末とを含む混合塩粉末を１〜３０質量部添加〕
塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）粉末も塩化カリウム（ＫＣｌ）粉末も、アルミニウム合金溶湯の脱滓処理用のフラックスとして、広く用いられている。電池滓に新たに混合されたこれら塩化物は、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善するため、電池滓由来の塩化物よるマグネシウム濃度低減効果をさらに高めることができる。特に塩化ナトリウムと塩化カリウムとの混合フラックスにすると、共晶融解するために溶融温度が低くなり、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果が高くなる。
【００２０】
この効果は塩化ナトリウムと塩化カリウムとの質量比が４：６の場合に最も高くなる。
電池滓に新たに加えられた混合塩粉末中の塩化物自身がアルミニウム合金溶湯中に含まれるマグネシウムと反応してＭｇＣｌ２を生成するため、マグネシウム濃度調整剤のマグネシウム濃度低減効果をより一層高めることができる。
【００２１】
電池滓１００質量部に対して前記混合塩粉末を１〜３０質量部の範囲で添加することが好ましい。前記混合塩粉末の添加割合が１質量部未満であると、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果、マグネシウム濃度低減効果を改善する効果を発揮することができない。前記混合塩粉末の添加割合が３０質量部を超えると、マグネシウム濃度調整剤の原料コストが増加し、電池滓を再利用するという目的を達成することが困難となる。
より好ましい前記混合塩粉末の添加割合は、電池滓１００質量部に対して３〜２０質量部の範囲である。さらに好ましい前記混合塩粉末の添加割合は、電池滓１００質量部に対して５〜１５質量部の範囲である。
【００２２】
〔塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０〜７０質量％〕
さらに、本願発明において、前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０〜７０質量％の範囲であることが好ましい。
塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０質量％未満であると、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果、マグネシウム濃度低減効果を改善する効果が十分ではない。塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が７０質量％を超えると、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果、マグネシウム濃度低減効果を改善する効果が十分ではない。
より好ましい塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率は３０〜６０質量％の範囲である。さらに好ましい塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率は３０〜５０質量％の範囲である。
【００２３】
〔塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が３０〜８０質量％〕
さらに、本願発明において、前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が３０〜８０質量％の範囲であることが好ましい。
塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が３０質量％未満であると、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果、マグネシウム濃度低減効果を改善する効果が十分ではない。塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が８０質量％を超えると、電池滓とアルミニウム溶湯との濡れ性を改善する効果、マグネシウム濃度低減効果を改善する効果が十分ではない。
【００２４】
より好ましい塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率は４０〜７０質量％の範囲である。さらに好ましい塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率は５０〜７０質量％の範囲である。
前記混合塩粉末には、塩化ナトリウム粉末２０〜７０質量％、塩化カリウム粉末３０〜８０質量％の他に、不可避的な不純物を含んでいてもよい。
この不可避的不純物とは、塩化ナトリウム粉末及び塩化カリウム粉末を製造、精製する際に不可避的に混入する水分、酸化物、硫酸塩などである。
【００２５】
なお、混合塩粉末には、ＮａＣｌ、ＫＣｌの粉末以外に、アルミニウム合金溶湯とマグネシウム濃度調整剤との反応性を高めるＫＡｌＦ３、ＡｌＦ３、Ｋ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｎａ２ＣＯ３等の粉末を積極的に含ませていてもよい。特にインジェクションフラックス法により、Ａｒ、Ｎ２などの不活性ガスとともにマグネシウム濃度調整剤をアルミニウム合金溶湯中に混入・分散させてもよい。
前記混合塩粉末中におけるＫＡｌＦ３、ＡｌＦ３、Ｋ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、Ｎａ２ＣＯ３等の粉末の混合比率は２０質量％以下であることが好ましい。より好ましくは１０質量％以下である。さらに好ましくは５質量％以下である。
【００２６】
次に、マグネシウム濃度調整剤を用いてアルミニウム合金溶湯のマグネシウム濃度を低減させる方法について説明する。
上記のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して、０．５〜２０質量部添加し、何らの手段で当該マグネシウム濃度調整剤を溶湯中に分散させることにより、マグネシウム濃度調整剤中の塩化物等の成分とアルミニウム合金溶湯中のＭｇとが反応して、ＭｇＣｌ２なる反応生成物を形成してアルミニウム合金から分離される。
【００２７】
アルミニウム溶湯の対する上記マグネシウム濃度調整剤の適切な添加量は次の通りである。
〔アルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して、０．５〜２０質量部添加〕
アルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して、０.５〜２０質量部の範囲で添加することが好ましい。アルミニウム合金溶湯へのマグネシウム濃度調整剤の添加量が０.５質量部未満であると、マグネシウム濃度低減効果が発揮されない。アルミニウム合金溶湯へのマグネシウム濃度調整剤の添加量が２０質量部を超えると、添加方法にもよるが、アルミニウム合金溶湯中への電池滓中のいわゆる骨材（亜鉛酸化物（ＺｎＯ）とマンガン酸化物（ＭｎＯ２）を主成分とする数種類の酸化物）の混入量が多くなって、インゴット、鋳物製品等の品質劣化を招くおそれがある。
より好ましいアルミニウム合金溶湯へのマグネシウム濃度調整剤の添加量は１〜１５質量部の範囲である。さらに好ましいアルミニウム合金溶湯へのマグネシウム濃度調整剤の添加量は２〜１０質量部の範囲である。
【００２８】
続いて、適切な添加方法について説明する。
〔インジェクションフラックス法によって添加〕
アルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤は、アルミニウム合金溶湯の湯面から上方添加してもよいし、適量をアルミニウム箔に包んでフォスフォライザーを使用して押し込み添加してもよい。しかしながら、マグネシウム濃度調整剤を溶湯中に迅速に分散させるためには、インジェクションフラックス法として、ランスを使用し、Ａｒ、Ｎ２などの不活性ガスとともに溶湯中に吹き込むことが好ましい。回転脱ガス装置を使用し、マグネシウム濃度調整剤を溶湯中に吹き込み分散させてもよい。
【００２９】
マグネシウム濃度調整剤を添加する際のアルミニウム合金溶湯の保持温度は、７２０〜８６０℃の範囲が好ましい。溶湯温度７２０℃未満であると、マグネシウム濃度調整剤中の塩化物等の成分とアルミニウム溶湯中のＭｇとの反応が進まず、マグネシウム濃度低減効果が低下する。溶湯温度８６０℃を超えると、マグネシウム濃度調整剤中の塩化物等の成分が坩堝や溶解・保持炉の内壁ブロックの劣化を促進する。より好ましい溶湯保持温度は、７４０〜８４０℃の範囲内である。さらに好ましくは、７６０〜８２０℃の範囲内である。
【実施例】
【００３０】
電池滓として、マンガン電池、アルカリ電池などの使用済み乾電池を焙焼炉（ロータリーキルン）により大気中８００℃で焙焼し、粉砕後に電池表皮に用いられる鉄などの有価金属、または古い電池や輸入した電池に含まれる有害金属を除去した後の粉末を用いた。
用いた電池滓は、黒色の粉末であり、電子顕微鏡による観察の結果、通常は５μｍ程度の微粉末であり、その成分組成を表２に示す。なお、分析は蛍光Ｘ線分析法で行った。電池滓には、分析値を超えるＣ（炭素）及びＯ（酸素）が含まれていると考えられるが、蛍光Ｘ線分析法では、いわゆる軽元素を正確に半定量分析することができない。
この電池滓に、ＫＣｌとＮａＣｌを種々の比率で混合した混合塩を加えてマグネシウム濃度調整剤とした。なお、用いた塩化ナトリウムの平均粒径（Ｄ５０）は、２００μｍ程度であった。塩化カリウム粉末の平均粒径（Ｄ５０）は、２００μｍ程度であった。
【００３１】
【００３２】
実施例１：（予備試験、最適な塩化物割合の検討）
電池滓１００質量部に対し、ＫＣｌ：ＮａＣｌを１：１としたＫＣｌ−ＮａＣｌ混合塩を０質量部（添加なし）、５質量部、１０質量部、1５質量部添加した、４種類のマグネシウム濃度調整剤を各５００ｇ調製した。
次に、離型剤を塗布した黒鉛坩堝（４個）にそれぞれ表３に示す成分組成を有するＪＩＳＡＤＣ１２アルミニウム合金地金を１０ｋｇずつ装入配置し、黒鉛坩堝を電気炉内に挿入して７８０℃で溶解・保持し、さらにＭｇインゴットをフォスフォライザーにて各坩堝のＪＩＳＡＤＣ１２アルミニウム合金溶湯にそれぞれ３５ｇずつ添加した。
なお、表３に示すＪＩＳＡＤＣ１２アルミニウム合金の成分組成は、地金出荷時の分析値である。したがって、Ｍｇインゴット添加後のＪＩＳＡＤＣ１２アルミニウム合金溶湯中のＭｇ濃度は０.６４質量％となっている。
【００３３】
【００３４】
このＭｇ添加ＪＩＳＡＤＣ１２アルミニウム合金溶湯（４ロット）に対して、上記４種類のマグネシウム濃度調整剤をそれぞれ５００ｇずつフォスフォライザーにて押し込み添加した。
マグネシウム濃度調整剤の添加直後に１分間の攪拌を行い、７８０℃で３０分間溶湯を保持した。湯面の除滓を行った後、スプーンにて各溶湯を採取し、ディスクサンプルを分析用試料採取鋳型に鋳造した。鋳型から取り出したディスクサンプルは空冷後、旋盤を用いて表面を約２ｍｍ切削し、蛍光Ｘ線分析装置を用いてマグネシウム濃度を測定した。
【００３５】
結果を図１に示す。
電池滓１００質量部に上記混合塩５質量部を添加した場合、十分なＭｇ低減効果を示さなかったが、電池滓１００質量部に上記混合塩１０質量部を添加した場合、高いＭｇ低減効果を示した。しかし、電池滓１００質量部に上記混合塩１５質量部を添加した場合、Ｍｇ低減効果は電池滓１００質量部に上記混合塩１０質量部を添加した場合に比べて、ほとんど変わらない。したがって、マグネシウム濃度調整剤としては、電池滓１００質量部に対する上記混合塩添加量が１０質量部であるものが最適であると判断した。
【００３６】
実施例２：
次に、電池滓に新たに加える塩化物の添加量を、電池滓１００質量部に対して１０質量部に固定し、塩化ナトリウム粉末、塩化カリウム粉末の混合塩粉末の混合比率を変化させて電池滓に混合し、これらの塩化物混合電池滓からなるマグネシウム濃度調整剤をＪＩＳＡＣ７Ａ合金溶湯１００質量部に対して５質量部添加して、マグネシウム濃度の低減効果に及ぼす塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との混合比率の影響について調査した。
なお、試験に使用したＪＩＳＡＣ７Ａ合金の成分組成を表４に示す。
【００３７】
【００３８】
上記電池滓５.０ｇ（６ロット分）に対して、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末を塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が０，２０，４０，６０，８０，１００質量％になるように混合した塩化物粉末０.５ｇを添加した塩化物混合電池滓からなる６種類のマグネシウム濃度調整剤を調製した。
次に、１００ｇ（６ロット分）のＪＩＳＡＣ７Ａ合金地金を切り出し、離型剤を塗布した黒鉛坩堝内に挿入・配置して、黒鉛坩堝を電気炉内に挿入し、ＪＩＳＡＣ７Ａ合金地金を大気中７８０℃で溶解した。次にそれぞれのＪＩＳＡＣ７Ａ合金溶湯（６ロット分）に対して、上記６種類の塩化物添加電池滓からなるマグネシウム濃度調整剤を５.０ｇずつ湯面上方から添加した。
電池滓の添加直後に１分間の攪拌を行い、７８０℃で３０分間溶湯を保持した。湯面の除滓を行った後、スプーンにて各溶湯を採取し、ディスクサンプルを分析用試料採取鋳型に鋳造した。鋳型から取り出したディスクサンプルは空冷後、旋盤を用いて表面を約２ｍｍ切削し、蛍光Ｘ線分析装置を用いてマグネシウム濃度を測定した。
【００３９】
電池滓に添加した塩化物中の塩化ナトリウム比率（塩化カリウム比率）に従って、ディスクサンプルのマグネシウム濃度をプロットしたものが図２である。
塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０〜７０質量％の範囲で、塩化カリウム粉末の比率では８０〜３０質量％の範囲で、確実にマグネシウム濃度が低減できていることがわかる。好ましくは、塩化ナトリウム粉末の比率が３０〜６０質量％の範囲、塩化カリウム粉末の比率では７０〜４０質量％の範囲であることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金溶湯中に含有されるマグネシウムを除去してアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度を調整する粉末であって、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓１００質量部に対して、少なくとも塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末とを含む混合塩粉末を１〜３０質量部添加した粉末であることを特徴とするアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤。
【請求項２】
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０〜７０質量％である請求項１に記載のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤。
【請求項３】
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が３０〜８０質量％である請求項１に記載のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤。
【請求項４】
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末２０〜７０質量％、塩化カリウム粉末３０〜８０質量％を含み、残部が不可避的不純物からなる粉末である請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤。
【請求項５】
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末１６〜５６質量％、塩化カリウム粉末２４〜６４質量％を含み、さらにフッ化アルミニウムカリウム粉末、フッ化アルミニウム粉末、硫酸カリウム粉末、硫酸ナトリウム粉末、炭酸ナトリウム粉末のうち一種または二種以上を２０質量％以下含むことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して０.５〜２０質量部添加することによりアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度を低減させることを特徴とするアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度調整方法。
【請求項７】
前記マグネシウム濃度調整剤の添加をインジェクションフラックス法によって行う請求項６に記載のアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度調整方法。
【請求項１】
アルミニウム合金溶湯中に含有されるマグネシウムを除去してアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度を調整する粉末であって、使用済みの乾電池を焙焼した後これを粉砕して得られた粉末である電池滓１００質量部に対して、少なくとも塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末とを含む混合塩粉末を１〜３０質量部添加した粉末であることを特徴とするアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤。
【請求項２】
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化ナトリウム粉末の比率が２０〜７０質量％である請求項１に記載のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤。
【請求項３】
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末と塩化カリウム粉末との合計質量に対する塩化カリウム粉末の比率が３０〜８０質量％である請求項１に記載のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤。
【請求項４】
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末２０〜７０質量％、塩化カリウム粉末３０〜８０質量％を含み、残部が不可避的不純物からなる粉末である請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤。
【請求項５】
前記混合塩粉末は、塩化ナトリウム粉末１６〜５６質量％、塩化カリウム粉末２４〜６４質量％を含み、さらにフッ化アルミニウムカリウム粉末、フッ化アルミニウム粉末、硫酸カリウム粉末、硫酸ナトリウム粉末、炭酸ナトリウム粉末のうち一種または二種以上を２０質量％以下含むことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤。
【請求項６】
前記請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム合金溶湯用マグネシウム濃度調整剤を、アルミニウム合金溶湯１００質量部に対して０.５〜２０質量部添加することによりアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度を低減させることを特徴とするアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度調整方法。
【請求項７】
前記マグネシウム濃度調整剤の添加をインジェクションフラックス法によって行う請求項６に記載のアルミニウム合金溶湯中のマグネシウム濃度調整方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１６８８３０（Ｐ２０１１−１６８８３０Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３３２０３（Ｐ２０１０−３３２０３）
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（３１００１０５７５）地方独立行政法人北海道立総合研究機構 (51)
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【上記１名の代理人】
【識別番号】１００１１６６２１
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 萬里
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（３１００１０５７５）地方独立行政法人北海道立総合研究機構 (51)
【出願人】（０００００４７４３）日本軽金属株式会社 (627)
【上記１名の代理人】
【識別番号】１００１１６６２１
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 萬里
【Ｆターム（参考）】
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