特許 7414592 Ａｌ合金の再生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-05

(45)【発行日】2024-01-16

(54)【発明の名称】Ａｌ合金の再生方法

(51)【国際特許分類】

   C22B 21/06 20060101AFI20240109BHJP

   C22B 7/00 20060101ALI20240109BHJP

   C22B 9/10 20060101ALI20240109BHJP

   B09B 3/40 20220101ALI20240109BHJP

【ＦＩ】

C22B21/06

C22B7/00 A

C22B9/10 101

B09B3/40

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020040619

(22)【出願日】2020-03-10

(65)【公開番号】P2021143351

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2023-02-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000241485

【氏名又は名称】豊田通商株式会社

(73)【特許権者】

【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

(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】箕浦 琢真

(72)【発明者】

【氏名】八百川 盾

(72)【発明者】

【氏名】青木 裕子

(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

(72)【発明者】

【氏名】伊東 享祐

(72)【発明者】

【氏名】村田 知雄

【審査官】岡田 隆介

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－２９５４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－０５０４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５１－００６８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－２３４９３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５３１６８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｂ ７／００

Ｃ２２Ｂ ９／１０

Ｃ２２Ｂ ２１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一方がＡｌ合金スクラップまたは再生Ａｌ合金鋳塊を含む原料を溶解して調製された第１溶湯と第２溶湯を混合して第３溶湯を得る混合工程と、
該第３溶湯から晶出したＦｅ化合物の少なくとも一部を除去した第４溶湯を抽出する抽出工程と、
を備えたＡｌ合金の再生方法であって、
該第１溶湯は、第２溶湯よりもＭｎ濃度が大きいと共に湯温が高く、
該第２溶湯は、湯温がＦｅ化合物の晶出温度域内にあるＡｌ合金の再生方法。

【請求項2】

前記第１溶湯は、その全体に対するＭｎ濃度が１質量％以上であり、
前記第２溶湯は、その全体に対するＭｎ濃度が１質量％未満である請求項１に記載のＡｌ合金の再生方法。

【請求項3】

前記第１溶湯の湯温は、Ｆｅ化合物の晶出上限温度よりも高い請求項１または２に記載のＡｌ合金の再生方法。

【請求項4】

前記第２溶湯の湯温は、α－Ａｌの晶出上限温度よりも高い請求項１～３のいずれかに記載のＡｌ合金の再生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ａｌ合金スクラップを再生（リサイクル）する方法等に関する。

【背景技術】

【0002】

最近の環境意識等の高揚に伴い、様々な部材や装置の軽量化が進められており、アルミニウム合金（単に「Ａｌ合金」という。）の使用量は増加しつつある。新規なＡｌの製造（精錬）には多量のエネルギーが必要であるが、Ａｌ合金スクラップ（単に「スクラップ」ともいう。）の再溶解に必要なエネルギーは僅かである。このためスクラップの再生または再利用（単に「リサイクル」という。）が望まれる。

【0003】

スクラップを再溶解すると、通常、その溶湯中には、Ｆｅが混在する。スクラップから再生Ａｌ合金を得るためには、不要元素（不純物元素）の除去が必要となる。そのような元素の除去方法として、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】

【文献】米国特許第２４６４６１０号

【文献】米国特許第５７４１３４８号

【文献】特開２００２－１５５３２２号

【文献】米国特許第４７３４１２７号

【文献】ＷＯ２０１３／１６８２１３

【文献】ＷＯ２０１３／１６８２１４

【非特許文献】

【0005】

【文献】古河電工時報104号（平成11年7月）25-30

【文献】Metallurgical Transactions 5(1974)785-787

【文献】Material Transactions, JIM.38(1997)622-699

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

（１）金属間化合物除去法
特許文献１、２および非特許文献は、Ｆｅを金属間化合物として溶湯から除去する方法に関する。具体的にいうと、特許文献１では、Ａｌ－（11.6～13.5）％Ｓｉ－（0.8～9）％Ｆｅ合金に対し、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏを添加してＦｅ系金属間化合物を晶出させ、溶湯中のＦｅ量を低減させている。

【0007】

特許文献２では、Ａｌ－（0～12）％Ｓｉ－（0.49～2.1）％Ｆｅ－（0.37～1.91）％Ｍｎ合金（Ｃｒ＜0.4％、Ｔｉ＜0.41％、Ｚｒ＜0.26％、Ｍｏ＜0.01％）にＭｎを添加してＦｅ量の低減を図っている。しかし、Ｍｎの使用量に対するＦｅの除去効率は低い。

【0008】

（２）偏析凝固法、結晶分別法
特許文献３～６、非特許文献１、２は、Ａｌ相が晶出した半凝固状態の溶湯から、Ａｌ晶出物を残留液相から分離して不純物を低減する偏析凝固法または結晶分別法に関する。ちなみに、非特許文献１では、半凝固溶湯を圧搾して残留液相を除去している。また非特許文献２では、半凝固溶湯を撹拌してＡｌ晶出物を球状化させて、残留液相と分離している。このような方法は、Ａｌ相が晶出するまで溶湯を冷却する必要があり、エネルギーロスが大きい。

【0009】

（３）半溶融精製法
非特許文献３は、Ａｌ合金（固体）を半溶融状態に加熱して液相と残留Ａｌ結晶とに分離し、Ａｌ相の固溶限を超える不純物を除去する半溶融精製法に関する。具体的にいうと、非特許文献３では、半溶融状態のＡｌ－8.39％Ｓｉ－0.06％Ｍｎ－0.05％Ｍｇ合金を加圧して液相を分離し、残留分からＡｌ－0.96％Ｓｉ－1.14％Ｍｎ－1.56％Ｍｇ合金を得ている。この方法では、Ｆｅを金属間化合物として除去することが難しい。また、半溶融状態の残留Ａｌ結晶量は温度に依存しているため、本方法を利用できる合金組成が限られる。

【0010】

（４）帯溶融法
上述した方法以外にも、Ａｌ合金中から不純物を除去する方法として、インゴットを一端側から部分的に加熱・溶融させて、末端側に不純物を集め、加熱を開始した一端側の純度を高める帯溶融法もある。

【0011】

本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、Ｍｎ使用量に対するＦｅ除去量の割合（除去効率）を高めてＡｌ合金スクラップをリサイクルできる新たなＡｌ合金の再生方法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】

【0012】

本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究した結果、Ｍｎ濃度と湯温が異なる複数の溶湯を混合することにより、従来よりも除去効率を高めることに成功した。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。

【0013】

《Ａｌ合金の再生方法》
（１）本発明は、少なくとも一方がＡｌ合金スクラップを含む原料を溶解して調製された第１溶湯と第２溶湯を混合して第３溶湯を得る混合工程と、該第３溶湯から晶出したＦｅ化合物の少なくとも一部を除去した第４溶湯を抽出する抽出工程と、を備えたＡｌ合金の再生方法であって、該第１溶湯は、第２溶湯よりもＭｎ濃度が大きいと共に湯温が高く、該第２溶湯は、湯温がＦｅ化合物の晶出温度域内にあるＡｌ合金の再生方法である。

【0014】

（２）本発明のＡｌ合金の再生方法（単に「再生方法」または「リサイクル方法」という。）によれば、Ｍｎ使用量またはＭｎ濃度を全体的に低減させつつ、スクラップを利用した溶湯から、Ｆｅ除去またはＦｅ濃度低減が可能となる。換言すると、Ｍｎ量に対して除去されるＦｅ量の割合である除去効率（Ｆｅ／Ｍｎ）を高めることができ、Ａｌ合金スクラップの効率的なリサイクル（Ａｌ合金の再生）が可能となる。

【0015】

本発明により除去効率が向上した理由は、次のように推察される。第２溶湯は、第１溶湯よりもＭｎ濃度が小さく、その湯温はＦｅ化合物の晶出温度域内にある。このような第２溶湯では、Ｆｅ濃度の高いＦｅ化合物（Ｍｎの有無は問わない）が晶出する。

【0016】

このような第２溶湯に、高Ｍｎ濃度の第１溶湯が加わると、第２溶湯中のＦｅ化合物が核となって、Ｍｎを含むＦｅ化合物の成長が促進される。この結果、一般的な化学量論比（ＭｎとＦｅの比率）に沿うＦｅ化合物ではなく、Ｍｎに対してＦｅが濃化または偏在したＦｅ化合物が新たに生成され得る。その結果、高い除去効率（収率）でスクラップをリサイクルできるようになったと考えられる。

【0017】

《その他》
（１）Ｆｅの除去（Ｆｅ濃度の低減）がなされた再生Ａｌ合金は、固相状態で利用されても、液相状態（例えば第４溶湯のまま）で利用されてもよい。液相状態の再生Ａｌ合金は、例えば、再溶解等を行わずに、そのまま再生地金として利用され得る。

【0018】

（２）Ｆｅ化合物の組成は、再生過程の進行に伴い変化し得る。Ｆｅ化合物は、第３溶湯から分離除去され得る限り（第４溶湯の抽出が可能である限り）、具体的な組成や形態等は問わない。例えば、Ｆｅ化合物は、Ｆｅを含む金属間化合物、Ｆｅを含む合金、それらの混在物でもよい。Ｆｅ化合物の一部を構成し得る金属間化合物として、例えば、Ａｌ_１３Ｆｅ_４、Ａｌ_１５Ｓｉ_２（Ｆｅ，Ｍｎ）_４等があり得る。

【0019】

（３）本明細書でいう濃度や組成等は、特に断らない限り、対象物（溶湯、合金、化合物等）の全体に対する質量割合（質量％）であり、適宜、質量％を単に「％」と記す。

【0020】

（４）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】Ｆｅ化合物の晶出温度と、Ｍｎ濃度またはＦｅ濃度との関係を示すグラフである。

【図2】各試料に係る再生方法と、再生溶湯のＦｅ・Ｍｎ濃度を示す説明図である。

【図3A】試料１に係る残渣（Ｆｅ化合物）のＥＰＭＡによる分析結果である。

【図3B】試料Ｃ１に係る残渣（Ｆｅ化合物）のＥＰＭＡによる分析結果である。

【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、再生Ａｌ合金（溶湯））に関する構成要素となり得る。

【0023】

《混合工程》
混合工程では、Ｍｎ濃度と湯温が異なる第１溶湯と第２溶湯が、少なくとも混合される。便宜上、第１溶湯と第２溶湯を混合する場合について主に説明するが、混合工程は、Ｍｎ濃度および／または湯温が異なる３種以上の溶湯（第１溶湯、第２溶湯および他の溶湯）が混合されてもよい。

【0024】

（１）第１溶湯と第２溶湯
第１溶湯と第２溶湯は、少なくとも一方が、スクラップ原料から調製されていれば足る（調製工程）。スクラップ原料は、Ａｌ合金スクラップ（単に「スクラップ」という。）を含む原料、再生Ａｌ合金鋳塊（Ａｌ合金スクラップを原料として製造したＡｌ合金鋳塊）等の一種以上からなる。各溶湯がスクラップ原料をベースに調製されていると、スクラップのリサイクルが促進されてより好ましい。各溶湯の調製に際して、スクラップ原料の異同や調製時期の異同等は問わない。

【0025】

スクラップ原料は、鋳物や展伸材等からなるＡｌ合金の他、異種金属材（Ｆｅ基材、Ｍｇ基材等）を含んでもよい。また、スクラップ原料は、スクラップ自体に加えて、各溶湯を所望の成分組成とするための調整原料（合金、化合物、純金属等からなる添加材）を含んでもよい。

【0026】

第１溶湯の調製は、Ａｌ合金スクラップや添加材等の原料が十分に溶融する温度（例えば、６５０～９３０℃さらには６８０～８８０℃程度）でなされるとよい。但し、その湯温は、鉄くず等が溶け残る温度でもよい。第２溶湯の調製は、例えば、Ａｌ合金スクラップ等の原料が十分に溶解する温度（Ｆｅ化合物の晶出上限温度超）にされた後、Ｆｅ化合物の晶出温度域に調整（降温）してなされてもよい。いずれにしても第２溶湯は、第１溶湯との混合前に、核となるＦｅ化合物が晶出した状態であると好ましい。

【0027】

第２溶湯は、例えば、その全体に対してＭｎ濃度が１質量％未満、０．７質量％以下さらには０．４質量％以下であるとよい。Ｍｎ濃度は、下限値を問わないが、例えば、０．０５質量％以上さらには０．１質量％以上でもよい。

【0028】

第１溶湯は、その核のまわりに、Ａｌ－Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ系化合物を成長させるため、例えば、その全体に対してＭｎ濃度が１質量％以上、１．４質量％以上さらには１．７質量％以上であるとよい。そのＭｎ濃度は、上限値を問わないが、例えば、５質量％以下、４質量％以下さらには３質量％以下でもよい。除去効率を高めるため、第１溶湯と第２溶湯のＭｎ濃度差を、例えば、１質量％以上、１．５質量％以上さらには１．８質量％以上としてもよい。

【0029】

Ｆｅ化合物の晶出温度域は、溶湯の成分組成により変化し得る。Ｆｅ化合物の晶出上限温度（晶出開始温度）とα－Ａｌの晶出上限温度との一例を図１に示した。図１は、解析ソフト（Thermo-Calc Software AB社製 Thermo-Calc）を用いてＳｃｈｅｉｌ式に基づいて計算した結果である。そのときのＡｌ合金溶湯組成（一例）は、Ａｌ－１１％Ｓｉ－２％Ｃｕ－（０．５～１．５）％Ｆｅ－（０．２～２）％Ｍｎ－０．３％Ｍｇ－０．８％Ｚｎとした。

【0030】

図１からわかるように、Ｍｎ濃度およびＦｅ濃度が高いほど、Ｆｅ化合物が生成されて晶出温度域が広くなることがわかる。

【0031】

そこで第１溶湯の湯温は、第２溶湯の湯温よりも高いと共に、Ｍｎ濃度やＦｅ濃度に応じて、Ｆｅ化合物の晶出上限温度よりも高いとよい。具体的にいうと、第１溶湯の湯温は、例えば、７００～９００℃さらには７５０～８５０℃とされるとよい。

【0032】

第２溶湯の湯温は、例えば、核となるＦｅ化合物の晶出温度域内にあるとよい。他の化合物や金属等がその温度域内で晶出等してもよい。但し、リサイクル効率（Ａｌ収率）を高めるため、第２溶湯の湯温は、α－Ａｌが晶出しない温度域であるとよい。つまり第２溶湯の湯温は、α－Ａｌの晶出上限温度（約５７７℃）よりも高いとよい。具体的にいうと、第２溶湯の湯温は、例えば、６２０～５７０℃さらには６００～５７５℃とされるとよい。

【0033】

（２）第３溶湯
第３溶湯は、第１溶湯と第２溶湯を混合して得られる。混合は、例えば、第１溶湯を第２溶湯側へ注いでなされてもよいし、第２溶湯を第１溶湯側へ注いでなされてもよいし、第１溶湯と第２溶湯を別な容体（坩堝等）へ注いでなされてもよい。第２溶湯を第１溶湯側または別な容体へ注ぐときは、沈降しているＦｅ化合物の混入を抑制しつつなされてもよい。具体的には、下層域を除いて、第２溶湯の上層域～中層域（上澄み部分）が他へ注がれてもよい。

【0034】

混合後の時間経過や温度変化（降温）により、第３溶湯中でＦｅ化合物の晶出や成長が起こる（晶出工程）。その晶出を促進するために、第３溶湯は、降温、撹拌等がされてもよい。例えば、第３溶湯は、（α－Ａｌの晶出上限温度）＋（３～５３℃さらには１３～３３℃）、具体的にいうと、５８０～６３０℃さらには５９０～６１０℃とされるとよい。なお、晶出工程の時間は問わないが、例えば、５～１２０分間さらには１５～６０分間であるとよい。

【0035】

《抽出工程》
第３溶湯中に晶出したＦｅ化合物の少なくとも一部を除去することにより、Ｆｅ濃度が低減された第４溶湯が抽出される。比重が大きいＦｅ化合物は第３溶湯の下層域に沈降し易いため、第４溶湯の抽出は、例えば、第３溶湯の中層域～上層域にある溶湯（Ｆｅの濃度が低下した上澄み溶湯）だけを取り出してなされる。その他、固相であるＦｅ化合物をフィルター等で濾して、第３溶湯から第４溶湯が抽出されてもよい。

【0036】

Ｆｅ化合物以外の未溶解物（例えば鉄くず等）の除去は、第３溶湯の調製段階（混合工程）でなされてもよいし、第４溶湯の抽出段階でなされてもよい。

【0037】

抽出された第４溶湯は、凝固させることなく、そのまま展伸材や鋳物等の製造に供されてもよい。第４溶湯は、再利用前（リサイクル前）に、さらに精製されたり、純Ａｌ（新塊）や合金源が添加されて、所望成分に調整されてもよい（成分調整工程）。勿論、第４溶湯は、凝固させた再生鋳塊（インゴット）として提供されてもよい。

【0038】

各溶湯の組成は、本発明に係るＦｅの除去原理（メカニズム）が実現され得る限り、問わない。敢えて一例をいうと、各溶湯は、Ａｌ合金部材の所望特性等に応じて、下記に示す組成範囲のいずれか一つ以上を満たしてもよい。
Ｓｉ：１～１３％さらに３～１２％、Ｃｕ：０．５～５％さらに１．５～４％、
Ｍｇ：０．１～６％さらに０．２～４％、Ｚｎ：０．３～７％さらに０．６～５％、
Ｍｎ：０．１～５％さらに０．３～３％、Ｆｅ：０．５％以下さらに０．４％以下

【実施例】

【0039】

Ｆｅの除去方法（再生方法）を変更して調製した各Ａｌ合金溶湯（試料）について、その成分測定と分離されたＦｅ化合物の観察を行った。これらの具体例に基づいて本発明をより詳しく説明する。

【0040】

《試料１》
（１）原溶湯
図２に示すように、Ａｌ合金スクラップの代替として、Ｆｅ含有量（濃度）が比較的多いダイカスト材（ＪＩＳ ＡＤＣ１２）を原料に用いた。その化学組成（初期組成）は、Ａｌ－１１％Ｓｉ－２％Ｃｕ－１％Ｆｅ－０．２％Ｍｎ－０．３％Ｍｇ－０．８％Ｚｎであった。なお、本実施例でいう組成（濃度）は、対象としている溶湯または合金の全体に対する質量割合（質量％）であり、単に「％」で示す。

【0041】

試料１では、二つの黒鉛坩堝（＃１０：高さ1８２ｍｍ×口径1４７ｍｍ×底径９４ｍｍ、口厚１２ｍｍ）に、それぞれ原料を１ｋｇずつ入れて、８００℃まで加熱した。こうして、各黒鉛坩堝（単に「坩堝」という。）に、同組成の溶湯（「原溶湯」という。）を１ｋｇずつ用意した。ちなみに、原溶湯のＦｅ化合物の晶出上限温度は５９１℃となる。なお、本実施例で示す晶出温度はいずれも、既述した解析ソフト（熱力学計算ソフト）から求めた。

【0042】

（２）調製工程
一方の原溶湯に、粒状の純Ｍｎを１６．２ｇ添加して、撹拌と静置を繰返し、Ｍｎを含む原料全体（スクラップ原料）を完全に溶解した。こうしてＭｎ濃度を２％とした溶湯（８００℃）を調製した。この溶湯を「第１溶湯」という。ちなみに、第１溶湯のＦｅ化合物の晶出上限温度は６７６℃となる。

【0043】

他方の原溶湯は、Ｍｎを添加せず、坩堝ごと炉外へ取り出し、大気中に静置して５７８℃（α－Ａｌの晶出上限温度（５７７℃）＋１℃）まで放冷させた（降温工程）。こうして得られた溶湯を「第２溶湯」という。第２溶湯は、その降温処理により、Ｆｅ化合物が微細に晶出した状態またはその一部が沈降した状態になっていたと推察される。第２溶湯は原溶湯と同組成なため、第２溶湯のＦｅ化合物の晶出上限温度も５９１℃である。

【0044】

（３）混合工程
炉外に取り出した第１溶湯の坩堝を傾動させて、第１溶湯を第２溶湯の坩堝へ注いだ。こうして第１溶湯と第２溶湯を混合した。混合された溶湯（「混合溶湯」という。）の湯温は約６４０℃であった。

【0045】

（４）晶出工程
混合溶湯を大気中で撹拌しながら６００℃（α－Ａｌの晶出上限温度（５７７℃）＋ ２３℃）まで放冷させた。こうして得られた溶湯を「第３溶湯」という。撹拌されつつ降温された第３溶湯は、Ｆｅ化合物の晶出と成長が進行し、Ｆｅ化合物の多くが沈降した状態になっていたと推察される。ちなみに、第３溶湯のＦｅ化合物の晶出上限温度は６３６℃となる。

【0046】

（５）抽出工程
第３溶湯を坩堝ごと傾動させて、その上層域にある溶湯（上澄み）だけを空の坩堝に注いだ。こうしてＡｌ合金の再生溶湯（第４溶湯）を得た。

【0047】

《試料Ｃ１・試料Ｃ２》
比較例として、図２に示すように、試料Ｃ１と試料Ｃ２も製作した。いずれの試料も、一つの坩堝で２ｋｇの原料を８００℃まで加熱して、原溶湯を用意した。試料Ｃ１では、原溶湯に既述のＭｎを１６．２ｇ添加して、Ｍｎ濃度が１％の溶湯を調製した。試料Ｃ２では、原溶湯に同Ｍｎを３６．７ｇ添加し、Ｍｎ濃度が２％の溶湯を調製した。なお、いずれの試料でも、試料１の場合と同様に、撹拌と静置を繰返して、Ｍｎを含む原料を完全に溶解させた。

【0048】

Ｍｎを添加した各溶湯に対しても、試料１の場合と同様な晶出工程と抽出工程を施して、それぞれ再生溶湯を得た。

【0049】

《測定・観察》
（１）成分測定
各試料の再生溶湯（上澄み溶湯）を、７５０℃まで再加熱し、十分に撹拌した後、その一部を分析用型（φ４０ｍｍ×３０ｍｍ）に注湯し、室内で放冷して自然凝固させた。こうして得られた各試料の合金を用いて、その底面から高さ約５ｍｍの水平断面における濃度を蛍光Ｘ線分析により行った。得られたそれぞれのＦｅ濃度とＭｎ濃度を、図２に併せて示した。

【0050】

（２）Ｆｅ化合物の観察
試料１と試料Ｃ１について、上澄み溶湯の抽出後の底部（試料１なら第３溶湯の底部）にあった残渣（凝固物）を、電子プローブマイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）で観察・分析した。得られた結果（Ｆｅ、Ｍｎ、ＳｉおよびＡｌの濃度分布）を、図３Ａと図３Ｂ（両者を併せて単に「図３」という。）にそれぞれ示した。なお、ＥＰＭＡの観察試料は、熱硬化性樹脂に埋め込んだ凝固物の一部を鏡面研磨して製作した。

【0051】

《評価》
（１）Ｆｅ濃度
図２に示した試料１～Ｃ２の各Ｆｅ濃度を比較すると明らかなように、試料１のＦｅ濃度は、Ｍｎ添加量が同じ試料Ｃ１のＦｅ濃度とＭｎ添加量が約２倍である試料Ｃ２のＦｅ濃度との略中間となった。これらのことから、Ｍｎ濃度と湯温が異なる二つの溶湯を混合すると、Ｍｎの使用量に対するＦｅの除去量（除去効率）を大幅に向上させ得ることがわかった。具体的にいうと、混合工程により、除去効率が２５～７５％程度向上することがわかった。

【0052】

（２）Ｆｅ化合物
図３に示したＡｌ－Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ系の化合物（Ｆｅ化合物）を比較すると明らかなように、試料１のＦｅ化合物は、中央付近に、Ｆｅ濃度が高くてＭｎ濃度が低い部分が生成されていた。一方、試料Ｃ１のＦｅ化合物は、Ｆｅ濃度とＭｎ濃度が略均一的であった。

【0053】

試料１のＦｅ化合物は、混合工程前に核となる第１Ｆｅ化合物（高Ｆｅ濃度で低Ｍｎ濃度な化合物）が晶出した後、混合工程後にその核の周囲に第２Ｆｅ化合物（Ｆｅ濃度とＭｎ濃度が略均一的な化合物）が成長してできたと考えられる。そして、第１Ｆｅ化合物の生成が上述した除去効率の向上に寄与したと推察される。

【0054】

以上のことから、本発明の再生方法によれば、Ｍｎ量を抑制しつつＦｅを除去でき、Ａｌ合金スクラップのリサイクルを効率的に行えることが明らかとなった。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】