特開 2023-12355 Ｍｇ除去剤およびアルミニウム合金の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023012355

(43)【公開日】2023-01-25

(54)【発明の名称】Ｍｇ除去剤およびアルミニウム合金の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 21/06 20060101AFI20230118BHJP

   C22B 9/10 20060101ALI20230118BHJP

【ＦＩ】

C22B21/06

C22B9/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021115954

(22)【出願日】2021-07-13

(71)【出願人】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000241485

【氏名又は名称】豊田通商株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】519016181

【氏名又は名称】豊通スメルティングテクノロジー株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100113664

【弁理士】

【氏名又は名称】森岡 正往

(74)【代理人】

【識別番号】110001324

【氏名又は名称】特許業務法人ＳＡＮＳＵＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】日比 加瑞馬

(72)【発明者】

【氏名】八百川 盾

(72)【発明者】

【氏名】森 広行

(72)【発明者】

【氏名】箕浦 琢真

(72)【発明者】

【氏名】川原 博

(72)【発明者】

【氏名】岩田 靖

(72)【発明者】

【氏名】伊東 享祐

(72)【発明者】

【氏名】中野 悟志

(72)【発明者】

【氏名】石井 博行

(72)【発明者】

【氏名】加納 彰

(72)【発明者】

【氏名】日下 裕生

【テーマコード（参考）】

4K001

【Ｆターム（参考）】

4K001AA02

4K001EA04

(57)【要約】

【課題】アルミニウム合金溶湯からＭｇを除去するために用いるＭｇ除去剤を提供する。
【解決手段】本発明は、塩化物と酸化銅からなるＭｇ除去剤である。塩化物は、Ｋ、ＮａおよびＣａから選択される一種以上のベース金属元素と、Ｍｇとを少なくとも含む。塩化物は、その全体に対して、例えば、ＭｇＣｌ_２を０．２～６０質量％、ＫＣｌを４０～９９．８質量％含む。酸化銅に対する塩化物の質量割合である配合比は、例えば、０．１５以上である。塩化物は、溶製塩でも混合塩でもよい。また塩化物の少なくとも一部は、ベース金属元素とＭｇを含む鉱物または鉱物由来でもよい。Ｍｇ除去剤の好例は、アルミニウム合金溶湯中へ導入される粒状のフラックスである。
【選択図】図３Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

塩化物と酸化銅を含み、
該塩化物は、Ｋ、ＮａおよびＣａから選択される一種以上のベース金属元素とＭｇとを少なくとも有し、
アルミニウム合金溶湯からＭｇを除去するために用いられるＭｇ除去剤。

【請求項2】

前記塩化物は、その全体に対してＭｇＣｌ_２を０．２～６０質量％含む請求項１に記載のＭｇ除去剤。

【請求項3】

前記塩化物は、その全体に対してＫＣｌを４０～９９．８質量％含む請求項１または２に記載のＭｇ除去剤。

【請求項4】

前記酸化銅に対する前記塩化物の質量割合である配合比が０．１５以上である請求項１～３のいずれかに記載のＭｇ除去剤。

【請求項5】

前記塩化物は、溶製塩または混合塩である請求項１～４のいずれかに記載のＭｇ除去剤。

【請求項6】

前記塩化物の少なくとも一部は、前記ベース金属元素とＭｇを含む鉱物または該鉱物から得られた鉱物由来塩化物である請求項１～５のいずれかに記載のＭｇ除去剤。

【請求項7】

前記アルミニウム合金溶湯中へ導入される粒状のフラックスである請求項１～６のいずれかに記載のＭｇ除去剤。

【請求項8】

請求項１～７のいずれかに記載のＭｇ除去剤とＭｇを含むアルミニウム合金溶湯とを接触させて、Ｍｇ濃度を低減したアルミニウム合金を得る製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アルミニウム合金溶湯からＭｇを除去するフラックス等に関する。

【背景技術】

【0002】

環境意識等の高揚に伴い、軽量なアルミニウム系部材が様々な分野で用いられている。新規に精錬されたアルミニウムを用いるよりもスクラップを再利用すれば、省エネルギ化、環境負荷低減、脱炭素化等を図りつつ、アルミニウム系部材の利用を促進できる。

【0003】

スクラップを利用する場合、Ａｌ以外の様々な元素が溶湯中に混在し得る。不要または過剰な元素は、スクラップを溶解した原料溶湯（「Ａｌ合金溶湯」ともいう。）から除去する必要がある。その一例として、Ｍｇの除去に関連する記載が下記の文献にある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】ＵＳ４０９７２７０Ａ

【特許文献2】特開２００７－１５４２６８

【特許文献3】特開２００８－５０６３７

【特許文献4】特開２０１１－１６８８３０

【特許文献5】ＧＢ４５１２７１Ａ

【特許文献6】ＳＵ１００８２６１Ａ

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】軽金属33（1983）243-248

【非特許文献2】軽金属54（2004）75-81

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１には、Ｍｇを含むＡｌ合金溶湯とシリカ（ＳｉＯ_２）を反応させて（２Ｍｇ＋ＳｉＯ_２→２ＭｇＯ＋Ｓｉ）、ＭｇをＭｇＯとして除去する方法（金属酸化物処理法の一種）に関する記載がある。

【0007】

特許文献２は、Ｍｇを含むＡｌ合金溶湯へ、ホウ酸アルミニウム（９Ａｌ_２Ｏ_３・２Ｂ_２Ｏ_３）を含むペレットを添加し、Ｍｇをそのペレット上に付着させ、反応生成物（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）として除去する方法を提案している。

【0008】

特許文献３、４は、使用済みの乾電池を焙焼して得た粉末状の電池滓を、Ｍｇを含むＡｌ合金溶湯へ添加して、Ｍｇを除去する方法を提案している。電池滓の主成分はＺｎＯ、ＭｎＯ_２であり、Ｍｇはそれら酸化物との反応物（ＭｇＯ、ＭｇＭｎ_２Ｏ_４またはＭｇＭｎＯ_３）として除去される。電池滓に含まれる塩化物は、それら酸化物とＡｌ合金溶湯の濡れ性を高め、反応物の生成を促進する。電池滓中の塩化物量がマンガン乾電池より少ないアルカリ乾電池の場合、塩化物（ＫＣｌとＮａＣｌの混合塩）が補充される。

【0009】

特許文献５では、Ａｌ合金溶湯の精製フラックスとして、塩化マグネシウムと塩化亜鉛の混合塩を用いている。フラックスに利用できる塩として、高価な塩化銅も例示されているが、その具体例は特許文献５に記載されていない。

【0010】

特許文献６は、Ｍｇを含むＡｌ合金溶湯上で溶解させたフラックス（ＮａＣｌとＫＣｌだけの混合塩）へ、さらに酸化銅粉末を添加して、Ａｌ合金溶湯を精製することを提案している。具体的にいうと、混合塩：１００ｇまたは１５０ｇに対して、酸化銅が３～５ｇ添加されている（酸化銅に対する混合塩の質量比：２０～５０）。酸化銅はＮａＣｌとＫＣｌの混合塩中で分解し難く、少量の酸化銅しか混合塩へ添加できなかったと考えられる。

【0011】

非特許文献１、２には、塩素ガス処理法とフラックス処理法に関する記載がある。塩素ガス処理法では、Ａｌ合金溶湯中へ吹き込まれた塩素、六塩化エタン、四塩化炭素等のガスと反応したＭｇが、ＭｇＣｌ_２として除去される（Ｍｇ＋Ｃｌ_２→ＭｇＣｌ_２）。フラックス処理法では、Ａｌ合金溶湯中へ添加されたフッ化物（ＡｌＦ_３、ＮａＡｌＦ_４、Ｋ_３ＡｌＦ_６等）と反応したＭｇが、ＭｇＦ_２として除去される（例えば、３Ｍｇ＋２ＡｌＦ_３→３ＭｇＦ_２＋２Ａｌ）。このような処理法は、ドロス等にトラップされてロスとなるＡｌ量が増加すると共に、作業環境の悪化や有害廃棄物の発生等を招く。

【0012】

本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、Ａｌ合金溶湯からＭｇを効率的に除去できる新たなＭｇ除去剤等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究した結果、酸化銅と除去対象であるＭｇを含む塩化物とを有するフラックスを用いることにより、Ａｌ合金溶湯中に含まれるＭｇの濃度を効率的に低減できることを新たに見出した。この成果を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。

【0014】

《金属除去剤》
本発明は、塩化物と酸化銅を含み、該塩化物は、Ｋ、ＮａおよびＣａから選択される一種以上のベース金属元素とＭｇとを少なくとも有し、アルミニウム合金溶湯からＭｇを除去するために用いられるＭｇ除去剤である。

【0015】

本発明のＭｇ除去剤（単に「除去剤」ともいう。）によれば、有害廃棄物の発生や作業環境の悪化等を回避しつつ、アルミニウム合金溶湯（適宜、「Ａｌ合金溶湯」または単に「溶湯」という。）からＭｇを高効率または低コストで除去できる。

【0016】

《アルミニウム合金の製造方法等》
本発明は、上述したＭｇ除去剤とＭｇを含むアルミニウム合金溶湯とを接触させて、Ｍｇ濃度を低減したアルミニウム合金を得る製造方法（アルミニウム合金の精製方法、Ｍｇ除去方法等）としても把握される。除去剤と溶湯の接触方法は、例えば、除去剤の湯面への添加、除去剤の溶湯中への強制導入（フィーダ等による圧送）等によりなされる。

【0017】

Ｍｇ除去前の溶湯（適宜「原料溶湯」ともいう。）がアルミニウム系スクラップを利用して調製される場合、本発明は、再生アルミニウム合金の製造方法（アルミニウム合金の再生方法等）としても把握されてもよい。なお、Ｍｇ除去後のＡｌ合金は、凝固物（インゴット等）として利用されても、溶湯（半溶融状態を含む）のまま利用されてもよい。

【0018】

《その他》
（１）本明細書でいう濃度や組成は、特に断らない限り、対象物（溶湯、組成物等）の全体に対する質量割合（質量％）で示す。適宜、質量％を単に「％」で示す。

【0019】

（２）Ｍｇ除去前の溶湯は、Ｍｇを含み、Ａｌが主成分（溶湯全体に対してＡｌが５０原子％超、７０原子％以上さらには８５原子％以上）であれば、具体的な組成を問わない。Ｍｇ除去前の溶湯全体に対するＭｇ濃度は問わないが、例えば、３質量％以下さらには１質量％以下であるとよい。Ｍｇ除去後の溶湯または合金は、鋳造用でも展伸材用でもよい。

【0020】

（３）特に断らない限り本明細書でいう「ｘ～ｙ」は下限値ｘおよび上限値ｙを含む。本明細書に記載した種々の数値または数値範囲に含まれる任意の数値を新たな下限値または上限値として「ａ～ｂ」のような範囲を新設し得る。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】金属酸化物と金属塩化物の６６０℃における標準生成自由エネルギ図である。

【図2】フラックスによりＡｌ合金溶湯からＭｇが除去される機序を示す説明図である。

【図3A】溶製塩と酸化銅からなるフラックスを用いたＭｇ除去処理を示す工程模式図である。

【図3B】フラックスの配合比とＡｌ合金溶湯中のＭｇ濃度との関係を示すグラフと、その一部区間（配合比：０～１．０５）を拡大したグラフである。

【図3C】Ｍｇ除去処理後の溶湯表面と除滓した灰を示す写真である。

【図4】塩化物中のＭｇＣｌ_２濃度とＡｌ合金溶湯中のＭｇ濃度との関係を示すグラフである。

【図5】Ｍｇ除去処理の保持時間とＡｌ合金溶湯中のＭｇ濃度またはＣｕ濃度との関係を示すグラフである。

【図6A】混合塩と酸化銅からなるフラックスを用いたＭｇ除去処理を示す工程模式図である。

【図6B】そのＭｇ除去処理によるＡｌ合金溶湯中のＭｇ濃度とＣｕ濃度を示す棒グラフである。

【図7A】カーナライトを含むフラックスを用いたＭｇ除去処理を示す工程模式図である。

【図7B】そのＭｇ除去処理によるＡｌ合金溶湯中のＭｇ濃度を示す棒グラフである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

上述した本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一つまたは二つ以上の構成要素を付加し得る。本明細書で説明する内容は、方法的な構成要素であっても物（例えば、除去剤やＡｌ合金（溶湯））に関する構成要素ともなり得る。

【0023】

《Ｍｇ除去原理》
本発明の除去方法により、Ａｌ合金溶湯からＭｇが除去される原理は次のように考えられる。

【0024】

（１）酸化還元反応（電気化学反応）
Ａｌ合金溶湯に含まれるＭｇは、次のように酸化され得る。
アノード反応：Ｍｇ → Ｍｇ^２+＋２ｅ^- （１０ａ）

【0025】

一方、除去剤に含まれるＣｕ^２+は、次のように還元されて析出し得る。
カソード反応：Ｃｕ^２+＋２ｅ^- → Ｃｕ （１０ｂ）

【0026】

（２）酸化銅
Ｃｕ^２+源がＣｕＯであるとき、上述した酸化還元反応は次のように示される。
ＣｕＯ＋Ｍｇ → Ｃｕ＋ＭｇＯ （１）

【0027】

図１に示す金属元素の塩化物・酸化物の標準生成自由エネルギ（単に「自由エネルギ」ともいう。）に基づくと、反応式（１）は、自由エネルギ変化ΔＧが負（ΔＧ＜０）となる安定な方向、すなわち、左辺から右辺に進行することになる。

【0028】

ちなみに、図１に示した各自由エネルギは、Knacke O., Kubaschwski O., Hesselmann K.,“Thermochemical Properties of Inorganic Substances"(1991)，SPRlNGER-VERLAGに依る。図１には、６６０℃における各自由エネルギを示した。少なくとも６６０～８００℃における各自由エネルギの傾向（大小関係）は、図１に示した各自由エネルギと同様な傾向となる。

【0029】

本発明者の実験によると、ＣｕＯはＡｌ合金溶湯に濡れ難くいため、ＣｕＯをそのままＡｌ合金溶湯中へ加えても、反応式（１）は容易に進行しなかった。また、ＣｕＯをＮａＣｌとＫＣｌだけの混合塩と共にＡｌ合金溶湯へ加えても、やはり反応式（１）の進行は遅かった。

【0030】

ところが、Ｃｕ^２+源として銅塩化物（ＣｕＣｌ_２）を用いると、下記に示す酸化還元反応は容易に進行した。但し、ＣｕＣｌ_２そのものは高価なため、Ａｌ合金の工業的な精製に用いる除去剤（フラックス等）の原料として好ましくない。
ＣｕＣｌ_２＋Ｍｇ → Ｃｕ＋ＭｇＣｌ_２ （２ｂ）

【0031】

（３）塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ_２）
本発明者がさらに研究したところ、Ａｌ合金溶湯からの除去対象であるＭｇを含む塩化物（例えばＭｇＣｌ_２）とＣｕＯとを含む除去剤を用いた場合、下記に示す反応が容易に進行することがわかった。
ＣｕＯ＋ＭｇＣｌ_２ → ＣｕＣｌ_２＋ＭｇＯ （２ａ）

【0032】

反応式（２ａ）で得られたＣｕＣｌ_２は、上述した反応式（２ｂ）により、Ａｌ合金溶湯からのＭｇトラップに寄与する。反応式（２ａ）と反応式（２ｂ）が共に左辺から右辺へ進行することは、図１に示した各自由エネルギ変化ΔＧが負（ΔＧ＜０）となる安定な方向であることにも合致する。

【0033】

Ａｌ合金溶湯から除去剤へトラップされたＭｇはＭｇＣｌ_２→ＭｇＯと変化し、ＭｇＯからＭｇＣｌ_２へは戻らない。これは、図１の拡大部に示すように、Ｍｇ酸化物（ＭｇＯ）がＭｇ塩化物（ＭｇＣｌ_２）よりも自由エネルギが小さいことからもわかる。こうしてＡｌ合金溶湯中のＭｇは、ＭｇＯとして除去剤に取り込まれて低減される。

【0034】

（４）小括
反応式（２ａ）と反応式（２ｂ）を合せると反応式（１）となる。逆にいえば、反応式（１）は反応式（２ａ）と反応式（２ｂ）に分割され得る（図１参照）。この場合、反応式（２ａ）、（２ｂ）に現れるＭｇＣｌ_２は、触媒的に作用して、反応式（１）を左辺から右辺へ進行さると考えられる。

【0035】

こうして、Ｍｇを含む塩化物と酸化銅からなる除去剤をＡｌ合金溶湯に接触させると、反応式（１）が進行して、Ａｌ合金溶湯中のＭｇはＭｇＯとして除去される。なお、除去剤中のＣｕＯは、還元されたＣｕとして析出し得る。このような各反応を図２に模式的に示した。

【0036】

ちなみに、理由は定かではないが、析出したＣｕは、その殆どが除去剤（溶融塩化物）中に取り込まれ、基本的にＡｌ合金溶湯中へ混入しない。また、ＣｕＯは比較的廉価であり、Ａｌ合金の工業的な精製に用いる除去剤（フラックス等）の原料として好適である。

【0037】

《塩化物》
塩化物は、少なくともベース金属元素とＭｇを含むとよい。塩化物は、金属元素とＣｌのみからなる金属塩化物であるとよいが、他の非金属元素（ハロゲン元素を含む）を含んでもよい。また塩化物は、Ｍｇと特定のベース金属元素以外の金属元素（例えば、Ｋ、Ｎａ、Ｃａ以外のアルカリ金属（Ｌｉ等）やアルカリ土類金属（Ｂａ等））を含んでもよい。

【0038】

ベース金属元素は、Ｋ、ＮａおよびＣａから選択される一種以上からなる。ベース金属元素の塩化物（単に「ベース塩」という。）は、安定であり（図１参照）、上述した酸化還元反応等に直接関与しない。ベース塩は、Ａｌ合金溶湯との濡れ性、Ａｌ合金溶湯からのＭｇの捕集性、生成物（例えばＭｇＯや析出Ｃｕ）の保持性等の確保に寄与する。

【0039】

ベース塩は、ＫＣｌ、ＮａＣｌまたはＣａＣｌ_２の単塩でも複合塩でもよい。複合塩を用いると、融点、蒸気圧、密度、濡れ性または吸湿性等の調整やコスト低減などが可能となる。複合塩は、安定で比較的融点が低いＫＣｌを含むとよい（図１参照）。例えば、塩化物全体に対してＫＣｌは、４０～９９．８質量％、５０～８０質量％さらには５５～６０質量％含まれてもよい。なお、ＮａＣｌは、塩化物全体に対して、例えば、２５～６５質量％、３０～５０質量％さらには３５～４５質量％含まれてもよい。

【0040】

ベース金属元素とＭｇを含む塩化物（全部または一部）は、複数種の原料塩の混合物（混合塩）でも、原料塩全体を溶融させた後に固化させた溶製塩でも、鉱物や鉱物から得られた鉱物由来塩化物等でもよい。ベース金属元素とＭｇを含む鉱物として、例えば、カーナライトがある。鉱物由来塩化物として、例えば、そのカーナライトの無水物（例えばＫＭｇＣｌ_３）がある。

【0041】

塩化物に含まれるＭｇ（さらにはＭｇＣｌ_２）は、上述したように、Ａｌ合金溶湯からのＭｇ除去処理（特にその初期段階）において、触媒的に作用する。このため、塩化物中のＭｇは、反応式（２ａ）を右辺へ進行させ得る程度あれば足る。そこで除去剤は、塩化物全体に対してＭｇＣｌ_２を、例えば、０．２～６０質量％、０．３～５５質量％、０．４～４０質量％、０．５～３０質量％、２～２０質量％さらには７～１５質量％含むとよい。なお、ＭｇＣｌ_２が過多になると、Ｍｇ除去処理中にＭｇＣｌ_２の蒸発や塩素ガス（Ｃｌ_２）の発生が起こり易くなる。

【0042】

なお、Ｍｇ除去処理中、反応式（２ａ）に示すように、ＭｇＣｌ_２がＭｇＯとなり消費される。一方、反応式（２ｂ）に示すように、Ａｌ合金溶湯から取り込まれたＭｇがＭｇＣｌ_２となる。こうしたＭｇＣｌ_２の消費と補充を繰り返しつつ、Ａｌ合金溶湯中のＭｇは除去剤に含まれるＣｕＯ量に応じて、ＭｇＯとして除去される。

【0043】

《酸化銅》
酸化銅は主にＣｕＯであるが、Ｃｕ_２Ｏを含んでもよい。また、Ｍｇ除去処理中に、ＣｕＯの少なくとも一部はＣｕ_２Ｏに変化してもよい。

【0044】

《配合比》
Ａｌ合金溶湯からＭｇを効率的に除去するためには、塩化物と酸化銅の両方が必要である。酸化銅に対する塩化物の質量割合である配合比（塩化物／酸化銅）は、例えば、０．１５以上であるとよい。さらにその配合比は、例えば、０．２～９、０．２５～７、０．５～５さらには０．７～２．５としてもよい。

【0045】

《Ｍｇ除去剤》
除去剤は、塩化物と酸化銅の混合物でも溶製物でもよい。除去剤は、塊状、粒状（粉砕粉状、顆粒状、粉末状等）など、種々の形態をとり得る。除去剤が粒状であるとき、その粒サイズ（「粒径」ともいう。）は、例えば、最大長（直径）が０．１～８ｍｍ、０．５～５ｍｍさらには１～３ｍｍ程度である。除去剤の粒径や粒度分布は、Ａｌ合金溶湯中における分散性や溶解性等を考慮して調整される。

【0046】

Ｍｇ除去剤は、例えば、Ａｌ合金溶湯中へ導入される粒状のフラックスまたはその原料塊（固形物）である。この他、Ｍｇ除去剤は、Ａｌ合金溶湯の湯面上に所定厚の溶融塩層を形成するために利用されてもよい。

【実施例0047】

Ｍｇを含むＡｌ合金溶湯へ種々のフラックスを導入し、各フラックスによるＭｇ除去量（Ｍｇ濃度の低減度合）を評価した。このような具体例に基づいて本発明をより詳しく説明する。

【0048】

《Ｍｇ除去処理の概要》
（１）Ａｌ合金溶湯
除去対象であるＭｇを含むＡｌ合金溶湯（「Ａｌ-Ｍｇ溶湯」とも記す。／原料溶湯）として、表１に示す溶湯１～４のいずれかを用いた。各溶湯は、所望組成に応じて秤量した合金原料を黒鉛製の坩堝内で溶解させて調製した。特に断らない限り、実験に供した溶湯はいずれも、７１０℃（±２０℃）、１０００ｇとした。

【0049】

（２）塩化物
フラックスを構成する塩化物には、特に断らない限り、表２に示す塩化物１～５のいずれかを用いた。それらのベース塩には、ＮａＣｌとＫＣｌの複合塩を用いた。塩化物は、特に断らない限り、混合塩または溶製塩とした。

【0050】

混合塩は、所望組成に秤量した粉末状の原料塩（ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＭｇＣｌ_２）をそのまま混合して調製した。その原料塩には、市販の試薬を用いた。この点は後述する酸化銅も同様である。

【0051】

溶製塩は次のように調製した。先ず、ベース塩となる原料塩（ＮａＣｌとＫＣｌ）をアルミナ製タンマン管に入れて７３０℃（±２０℃）に加熱して溶解させる。その溶融したベース塩へＭｇＣｌ_２を添加して、全体が溶解した溶融塩を金型（φ４０×２０）へ注入して固化させる。得られた固形塩をアルミナ製の乳鉢中で粉砕して、粒径（最大長）５ｍｍ以下の粒状とした。なお、いずれの処理も大気雰囲気中で行った。

【0052】

（３）フラックス
各塩化物と粉末状の酸化銅（ＣｕＯ）を秤量して、表３に示す配合比となるフラックスを調製した。配合比は、酸化銅に対する塩化物の質量割合である。表３には、フラックス全体（塩化物＋酸化銅）に対する塩化物の質量割合も併せて示した。特に断らない限り、フラックスの配合比は、表３に示すいずれかとした。

【0053】

（４）Ｍｇ除去処理
粒状（粉末状を含む）のフラックス（塩化物と酸化銅）を市販のアルミニウム箔（厚さ：１１μｍ）に包んで、坩堝内のＡｌ合金溶湯中へ導入した。フラックスを導入した溶湯をアルミナ製の保護管で１分間撹拌した後、１０分間または３０分間保持（静置）した。なお、処理中の溶湯は、電気炉により一定温度に保持した。

【0054】

（５）分析
所定の保持時間が経過した坩堝の略中央付近から採取したＡｌ合金溶湯を、金型（ステンレス製分析型）へ注入し、大気中で自然凝固させて、分析試料（Ａｌ合金）を得た。

【0055】

Ａｌ合金の化学成分（Ｍｇ濃度、Ｃｕ濃度）は、蛍光Ｘ線分析装置（ＸＲＦ：株式会社リガク製ZSX Primus II）で分析した。本実施例で示す各成分組成（濃度）は、Ａｌ合金全体に対する質量割合である。

【0056】

《実施例１》
フラックスの配合比がＡｌ合金溶湯のＭｇ濃度に及ぼす影響を次のような実験により評価した。

【0057】

（１）処理
配合比（表３）の異なる各フラックスをＡｌ合金溶湯（表１の溶湯１）へ加えて、図３Ａに示す手順に沿ってＭｇ除去処理を行った。フラックスの配合は、ＣｕＯ：５ｇ（一定）に対して、溶製した塩化物４（表２）の質量を調整して行った。例えば、配合比：１のフラックスなら、ＣｕＯ：５ｇに対して、塩化物４（ＫＣｌ－４１．８％ＮａＣｌ－５％ＭｇＣｌ_２）：５ｇを配合した。

【0058】

（２）評価
フラックスの配合比と処理後のＡｌ合金中のＭｇ濃度との関係を図３Ｂにまとめて示した。

【0059】

図３Ｂから明らかなように、酸化銅とＭｇを含む塩化物との共存により、保持時間が１０分程度でも、Ａｌ合金溶湯からＭｇを効率的に低減できることがわかった。特に、それら配合比が０．１５以上になると、急激にＭｇ濃度が低減されることがわかった。また配合比が０．５以上さらには１以上になるとＭｇ濃度が略最小値となり、それよりも配合比が増加しても、その状態が維持される（つまり飽和状態となる）こともわかった。

【0060】

なお、上述したフラックスの配合比を９にしたとき、塩化物が溶湯表面（湯面）上で溶融塩層を形成するようになった。フラックスによるＭｇ除去処理性（作業性）を考慮すると、配合比を９以下さらには８以下にするよい。

【0061】

（３）観察
処理後の溶湯表面や除滓した灰を観察した。フラックスの配合比を０または１としたときの観察例（保持時間：３０分間）を図３Ｃに併せて示した。配合比：０のとき、溶湯表面や灰に未反応なＣｕＯが見られた。一方、配合比：１のとき、溶湯表面や灰に、そのようなＣｕＯは見られなかった。溶融した塩化物（特にベース塩）により、Ａｌ合金溶湯に対する酸化銅の濡れ性が向上して、Ａｌ合金溶湯からＭｇが効率的に除去されるようになったと考えられる。

【0062】

また図３Ｃからわかるように、配合比：０のとき、溶湯表面や除滓した灰に、トラップされた金属Ａｌが観察された。一方、配合比：１のとき、溶湯表面や除滓した灰は、そのような金属Ａｌを含まず、ドライな状態であった。

【0063】

《実施例２》
フラックス（塩化物）中のＭｇＣｌ_２濃度がＡｌ合金溶湯のＭｇ濃度に及ぼす影響を次のような実験により評価した。

【0064】

（１）処理
ＭｇＣｌ_２濃度の異なる塩化物１～５（表２）と酸化銅からなるフラックスを溶湯１（表１）へ加えて、図３Ａに示す手順に沿って実施例１と同様に、Ｍｇ除去処理を行った。本実施例ではいずれも、配合比：１（ＣｕＯ：５ｇ、各塩化物：５ｇ）とした。

【0065】

（２）評価
塩化物中のＭｇＣｌ_２濃度と処理後のＡｌ合金中のＭｇ濃度との関係を図４にまとめて示した。

【0066】

図４から明らかなように、塩化物中にＭｇ（Ｍｇ^２+）が含まれることにより、保持時間が１０分程度でも、Ａｌ合金溶湯からＭｇを効率的に除去できることがわかった。特に、塩化物中のＭｇＣｌ_２濃度が僅か０．３質量％超（例えば０．５～７質量％さらには１～６質量％）程度でも、急激にＭｇ濃度が低減されることが明らかとなった。既述した反応式（１）が、反応式（２ａ）、（２ｂ）を経由して進行したためと考えられる。

【0067】

《実施例３》
フラックスの導入後の保持時間がＡｌ合金溶湯のＭｇ濃度に及ぼす影響を次のような実験により評価した。

【0068】

（１）処理
塩化物４（表２）：１０ｇと酸化銅：１０ｇ（配合比：１）からなるフラックスを、溶湯２（表１）：１８００ｇへ加えて、図３Ａに示す手順に沿って実施例１と同様に、Ｍｇ除去処理を行った。但し、本実施例では、Ａｌ合金溶湯へ導入したフラックスの撹拌後の保持時間を、１０分間、２０分間、３０分間または６０分間とした。

【0069】

（２）評価
その保持時間と処理後のＡｌ合金中のＭｇ濃度との関係を図５にまとめて示した。図５から明らかなように、Ａｌ合金溶湯中のＭｇ濃度は保持時間と共に低減したが、２０分程度の保持時間で、Ａｌ合金溶湯中のＭｇ濃度は十分に低減されることもわかった。

【0070】

《実施例４》
調製方法やＭｇＣｌ_２濃度を変更した塩化物を用いたフラックスによるＡｌ合金溶湯のＭｇ濃度低減に及ぼす影響を次のような実験により評価した。

【0071】

（１）フラックス
塩化物には、粉末状の原料塩（ＫＣｌ：１ｇ、ＮａＣｌ：０．５ｇ、ＭｇＣｌ_２：１．５ｇ）を溶製せずに混合のみしてなる混合塩（ＫＣｌ－１０％ＮａＣｌ―５０％ＭｇＣｌ_２）を調製した。この混合塩：３ｇに酸化銅：６ｇ（配合比：０．５）を加えて、粉末状のフラックスを得た。

【0072】

（２）処理
図６Ａに示す手順に沿って、そのフラックスをＡｌ合金溶湯（表１の溶湯３／１０００ｇ）へ加えてＭｇ除去処理を行った。溶湯温度：７５０℃、撹拌後の保持時間：３０分間とした。

【0073】

（３）評価
Ｍｇ除去処理の前後におけるＡｌ合金中のＭｇ濃度とＣｕ濃度を対比して図６Ｂに示した。図６Ｂから明らかなように、ＭｇＣｌ_２濃度の高い混合塩を用いたフラックスでも、Ａｌ合金溶湯中のＭｇ濃度を十分に低減できることがわかった。

【0074】

なお、Ａｌ合金溶湯中のＣｕ濃度は、Ｍｇ除去処理の前後で殆ど変化がなかった。これにより、Ｍｇ除去処理で析出したＣｕは、Ａｌ合金溶湯中へ殆ど混入せず、フラックスの残渣（除滓した灰）に取り込まれることもわかった。

【0075】

《実施例５》
鉱物由来の塩化物を用いたフラックスによるＡｌ合金溶湯のＭｇ濃度低減に及ぼす影響を次のような実験により評価した。

【0076】

（１）フラックス
塩化物の調製には、カーナライトの溶融脱水物（株式会社パイロテック・ジャパン製プロマグＦ）を用いた。その組成（質量割合）は、ＫＣｌ－４５．５％ＭｇＣｌ_２であった。その組成分析は、Ｋ：原子吸光法、Ｍｇ：ＩＣＰ発光分光分析法、Ｃｌ：イオンクロマトグラフ法により行った。

【0077】

カーナライトの溶融脱水物（適宜、単に「カーナライト」という。）：５ｇに酸化銅：５ｇ（配合比：１）を加えたフラックスと、そのカーナライト：０．５ｇとＫＣｌ：４．５ｇからなる混合塩（合計５ｇ）に酸化銅：５ｇ（配合比：１）を加えたフラックスとを用意した。カーナライトおよび混合塩は、溶製せず粒状のまま用いた。

【0078】

（２）処理
図７Ａに示す手順に沿って、各フラックス（１０ｇ）をＡｌ合金溶湯（表１の溶湯４／１０００ｇ）へ加えてＭｇ除去処理を行った。溶湯温度：７１０℃、撹拌後の保持時間：３０分間とした。

【0079】

（３）評価
Ｍｇ除去処理の前後におけるＡｌ合金中のＭｇ濃度とＣｕ濃度を対比して図７Ｂに示した。図７Ｂから明らかなように、鉱物由来の塩化物を用いて調製したフラックスでも、Ａｌ合金溶湯中のＭｇ濃度を同様に低減できることがわかった。

【0080】

またフラックスの配合に際して、カーナライトのみを用いるよりもＫＣｌとカーナライトの混合塩を用いる方が、Ｍｇ濃度はより低減した。ＭｇＣｌ_２を多く含むカーナライトを用いると、Ｍｇ除去処理中にＭｇＣｌ_２の蒸発やＣｌ_２の発生が起き、結果的に塩化物自体が減少したためと考えられる。

【0081】

いずれにしても、Ｍｇを含む塩化物に鉱物を利用することで、塩化物の溶製省略によるフラックスの低コスト化、Ｍｇ除去処理時に発生する塩素ガス抑制による作業環境改善等が図られる。

【0082】

以上のことから、本発明のＭｇ除去剤を用いることにより、Ａｌ合金溶湯中からＭｇを効率的に除去できることが確認された。

【0083】

【表1】

【0084】

【表2】

【0085】

【表3】

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】