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銅液的精煉凈化工藝
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作者:pmo0cbdb2
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發(fā)布時(shí)間: 2018-06-20
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x[M]+y[O]=(MxOy) (4)
[M]為脫氧劑。MxOy為脫氧產(chǎn)物,不溶于銅液。
2.3.1 擴(kuò)散脫氧
表面脫氧劑的脫氧反應(yīng)主要在熔池表面進(jìn)行，內(nèi)部熔體的脫氧主要是靠氧化亞銅不斷向熔池?cái)U(kuò)散的作用實(shí)現(xiàn)。氧化亞銅的密度比銅小，易于向熔池表面浮動(dòng)。熔池表面的氧化亞銅不斷被還原，濃度不斷降低，濃度差作用的結(jié)果使熔池內(nèi)部氧化亞銅不斷上浮。銅液在木炭覆蓋下，溫度為1200℃ ，保溫時(shí)間20min，銅液中氧化亞銅的含量可由原來(lái)的0.7%下降到0.5%。木炭的脫氧反應(yīng)是:
2Cu2O + C = 4Cu + CO2↑
除了木炭以外,還可以用某些密度遠(yuǎn)小于銅的可還原氧化亞銅的熔劑，例如硼化鎂(Mg3B2)、碳化鈣(CaC2)、硼渣(Na2B4O6·MgO)等作表面脫氧劑。擴(kuò)散脫氧速度較慢，達(dá)到完全脫氧需要較長(zhǎng)時(shí)間,但卻不會(huì)污染熔體。
2.3.2 沉淀脫氧
銅及銅合金常用的沉淀脫氧劑有磷、硅、錳、鋁、鎂、鈣、鈦、鋰等,脫氧結(jié)果形成氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)生成物。主要反應(yīng)如下:
5Cu2O + 2P = P2O5←+ 10Cu
Cu2O + P2O5= 2CuPO3(L)
Cu2O + Mg = MgO(S)+ 2Cu
Cu2O + Li= Li2O(S)+ 2Cu
脫氧反應(yīng)所產(chǎn)生的細(xì)小的固體氧化物,使金屬的黏度增大或成為金屬中分布不均勻的夾雜物。采用這類脫氧劑時(shí)，應(yīng)控制加入量。沉淀脫氧能在整個(gè)熔池內(nèi)進(jìn)行，脫氧效果顯著。缺點(diǎn)是脫氧劑殘余可能形成夾雜。
2.3.3 復(fù)合脫氧
工業(yè)生產(chǎn)中，有時(shí)會(huì)采用“木炭-氬氣(氮?dú)?”復(fù)合脫氧，這是一種通過(guò)擴(kuò)散脫氧方式進(jìn)行的復(fù)合脫氧方法。其方法是在熔體表面采用木炭覆蓋的條件下，通過(guò)一根中空的石墨管，或是頭部帶有多孔噴頭的石墨管，采用旋轉(zhuǎn)石墨管的方式，向熔池深處吹入氬氣(也可吹入氮?dú)?。向銅液中吹入氬氣，有助于擴(kuò)大熔融銅鐘的二氧化碳與木炭的接觸面積，使熔融銅鐘的二氧化碳的擴(kuò)散速度加快，分布更加均勻。這種方法不但有利于脫氧,同時(shí)也有利于除氫
3 銅液凈化所用熔劑
銅及銅合金熔體中產(chǎn)生的金屬氧化物幾乎都屬于堿性的，故可以通過(guò)酸性熔劑例如石英砂或硼酸等材料造渣排除。所用熔劑應(yīng)具備的基本條件:
a)經(jīng)過(guò)脫水或干燥,具有較強(qiáng)的吸附、溶解和化合造渣能力;
b)熔點(diǎn)低于金屬熔體溫度;
c)密度低于金屬熔體,與銅液有較大的密度差;
d)與銅液間的界面張力大,便于與熔體分離;
e)適宜的黏度;
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