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銅液的精煉凈化工藝
來源:
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作者:pmo0cbdb2
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發(fā)布時間: 2018-06-20
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銅及其合金具有一系列優(yōu)良的性能,其加工產(chǎn)品被廣泛用于電氣、儀表、熱工、機械制造和軍工等部門。然而銅在熔煉過程中易產(chǎn)生氧化、吸氣和吸雜，使銅熔體產(chǎn)生污染,降低材料的工藝性和產(chǎn)品的性能。熔體的氧化是指銅在熔煉過程中,銅熔體與環(huán)境中的氧發(fā)生反應(yīng),形成氧化亞銅及在隨后的冷卻過程中生成氧化銅。這些氧化物夾雜會惡化銅的工藝性，降低銅的導(dǎo)電性能。溶解于熔體中的氫是使鑄錠產(chǎn)生氣孔、縮松、氣泡和分層的主要原因,使隨后的加工過程發(fā)生氫脆。氫主要以固溶體的形式存在于銅熔體中,它主要來自于熔體還原時所用的碳?xì)浠衔锖蜖t氣及環(huán)境中的水蒸氣和結(jié)晶水。銅在熔煉過程中熔體還常常會吸收各種雜質(zhì)。這些雜質(zhì)包括各種金屬雜質(zhì)元素和非金屬夾雜物,它們對銅制品的最終使用性能往往會產(chǎn)生不利的影響。為了獲得最終合乎質(zhì)量要求的銅制品,銅熔體在澆注前一般都需要進行必要的精煉凈化處理。
2 技術(shù)現(xiàn)狀
2.1 除雜
銅熔煉過程中夾雜主要通過密度差作用、吸附作用、化合作用和機械過濾作用去除。密度差利用銅液在高溫靜置時,非金屬夾雜物的密度小于銅液密度，上浮出銅液表面而去除。吸附作用是向熔體中導(dǎo)入惰性氣體或采取熔劑產(chǎn)生中性氣體，在氣泡上浮過程中，與懸浮的夾渣相遇時，夾渣便可能被吸附在氣泡表面而被帶出熔體?；献饔檬菉A渣和熔劑之間有一定親和力并能形成化合物或絡(luò)合物，最后利用靜置的方法分離除去。所謂機械過濾作用，是指當(dāng)銅液通過過濾介質(zhì)時，過濾介質(zhì)會對非金屬夾雜物產(chǎn)生機械的阻擋作用。
2.1.1 靜置澄清法
這種方法一般是將銅液在精煉溫度和覆蓋劑覆蓋的條件下保持一段時間,讓夾雜物上浮而去除。
2.1.2 浮選法
浮選發(fā)是利用通入熔體中的惰性氣體或加入的熔劑所產(chǎn)生的氣泡，在上浮過程中與懸浮的夾渣相遇時，夾渣被吸附到氣泡表面并被帶到熔體液面的熔劑中去，如下圖所示。氣泡的數(shù)目越多、尺寸越大,浮選的效果越好。所用的惰性氣體一般為氮氣或氬氣。
2.1.3 熔劑法
熔劑法是通過熔劑與夾渣之間的吸附、溶解、化合等作用而實現(xiàn)除渣。如下圖所示。熔劑加在銅液的表面，熔池上層的夾渣與熔劑接觸，發(fā)生吸附、溶解或化合作用而進入熔劑中。這時,與熔劑接觸的一薄層銅液較純，其密度比含渣的金屬液大而向下運動，與此同時，含渣較多的下層金屬液則上升與熔劑接觸，其中的夾渣又不斷地與熔劑發(fā)生吸附、溶解或化合作用而滯留在熔劑中。這一過程一直進行到整個熔池內(nèi)的夾渣幾乎被熔劑吸收完為止。
2.1 除雜
銅熔煉過程中夾雜主要通過密度差作用、吸附作用、化合作用和機械過濾作用去除。密度差利用銅液在高溫靜置時,非金屬夾雜物的密度小于銅液密度，上浮出銅液表面而去除。吸附作用是向熔體中導(dǎo)入惰性氣體或采取熔劑產(chǎn)生中性氣體，在氣泡上浮過程中，與懸浮的夾渣相遇時，夾渣便可能被吸附在氣泡表面而被帶出熔體?；献饔檬菉A渣和熔劑之間有一定親和力并能形成化合物或絡(luò)合物，最后利用靜置的方法分離除去。所謂機械過濾作用，是指當(dāng)銅液通過過濾介質(zhì)時，過濾介質(zhì)會對非金屬夾雜物產(chǎn)生機械的阻擋作用。
2.1.1 靜置澄清法
這種方法一般是將銅液在精煉溫度和覆蓋劑覆蓋的條件下保持一段時間,讓夾雜物上浮而去除。
2.1.2 浮選法
浮選發(fā)是利用通入熔體中的惰性氣體或加入的熔劑所產(chǎn)生的氣泡，在上浮過程中與懸浮的夾渣相遇時，夾渣被吸附到氣泡表面并被帶到熔體液面的熔劑中去，如下圖所示。氣泡的數(shù)目越多、尺寸越大,浮選的效果越好。所用的惰性氣體一般為氮氣或氬氣。
2.1.3 熔劑法
熔劑法是通過熔劑與夾渣之間的吸附、溶解、化合等作用而實現(xiàn)除渣。如下圖所示。熔劑加在銅液的表面，熔池上層的夾渣與熔劑接觸，發(fā)生吸附、溶解或化合作用而進入熔劑中。這時,與熔劑接觸的一薄層銅液較純，其密度比含渣的金屬液大而向下運動，與此同時，含渣較多的下層金屬液則上升與熔劑接觸，其中的夾渣又不斷地與熔劑發(fā)生吸附、溶解或化合作用而滯留在熔劑中。這一過程一直進行到整個熔池內(nèi)的夾渣幾乎被熔劑吸收完為止。
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