metalurgia016

( heroiczna rafinacja próżniowa

Opisana w podrozdziale 2.4.1 ekstrakcja próżniowa wykorzystuje jedynie, wpływ obniżonego ciśnienia na zjawiska fizyczne zachodzące miedzy rpetalgm ,i /nnicczyszczeniem. Ciśnienie panujące w układzie może mieć także istotny E^plywlia wartościstałych równowagi K reakcji, które mogą zachodzić pomiędzy ,.jK ludni kami metalu. Dzieje się tak wówczas, gdy produkt takiej reakcji jest w stanic gazowym. Jeżeli tak wywołana reakcja prowadzi do zmniejszenia zawartości /iiiiioczyszczenia w metalu, to możemy mówić o procesie chemicznej rafinacji próżniowej. Podczas ekstrakcji próżniowej, np. zanieczyszczeń gazowych, mamy do czynienia ze stosunkowo wysokimi ciśnieniami (rzędu kilku, a nawet kilkudziesięciu hektopaskali), natomiast ciśnienie niezbędne do chemicznej rafinacji próżniowej stali lub miedzi jest o 2-3 rzędy mniejsze i wyraża się w paskalach. Dzięki i iiltnacji próżniowej można otrzymać metale o wysokim stopniu czystości, szcze-_ góTTue”podTwzględem zawartoscPzanTeczyszczeń niemeijliozHyUi:'Tfźeszkoda w stosowaniu tej metody może być duża prężność paryTafinowanegoTnetalu, dlatego nie stosuje się jej np. w przypadku magnezu, cynku i ich stopów.

*.4.3. Rafinacja elektrolityczna

Podczas rafinacji elektrolitycznej anodę (elektrodę dodatnią) etanowi .wszczony metal. Elektrolit może stanowić:***'

-v wodny roztwór soli rafinowanego metalu,

^--ystopione sole rafinowanego metalu lub ich mieszanki.

Tatoda (elektroda ujemną) są cienkie blachy wykonane z rafinowanego metalu inh elektroda, na której zbiera sie ciekły rafinowany metal. Na anodzie..następuje ^puszczanie metalu połączone z utraty przez jego atomy n elektronów Łgodnio

Me-ne ->Meⁿ⁺ .

^ieczyszrzMua-oiiercizpuszczalne w elektrolicie opadają na dno elektrolizera i tworzą osad . Kationy rafinowanego metalu kierują się ku katodzie, gdzie na sku-

się, i osadzają₁ tworząc z cząsSJti-waFStwę-iaflntManfigO metalu. Rafma-cję elektrolityczną prowadzi się w celu uzyskiwania większości metali nieżelaznych o dużej czystości, np. miedzi lub aluminium, stosowanych w elektrotechnice.

2.4.4. Wytwarzanie stopów i ich topienie

Jak widać na schemacie przedstawionym na rys. 2.1, rafinowany metal w stanie ciekłym może być wykorzystany do wytwarzania stopów. W tym przypadku po

zakończeniu rafinacji    ^metalu dodatki stopowe.

Mogą one występować w dwojakiej postaci:

'T O metali czystych, gdy nie zachodzi obawa ich utleniania lub wrzenia oraz gdy łatwo się rozpuszczają w metalu podstawowym,

^)stopów wstępnych dwu- lub wieloskładnikowych, gdy powyższe warunki nie są spełnione.

Stopy wstępne (zaprawy) są wytwarzane w specjalnych warunkach (próżnia, atmosfera ochronna, podwyższone ciśnienie, wysoka temperatura) przez nieliczne firmy na świecie. Ich stosowanie umożliwia wprowadzenie dodatków w normaL-jyych warunkach, co byłobyJrudne lułTniemożliwe w przypadku czystego metalu. Jak przygotowańe stopy są odlewane w gąski lub wlewki.

Rafinowany czysty metal, w postaci gągek. może być przetapiany w celu odlania z niego odlewów lub sporządzenia stopów. Przetapianiu mogą podlegać także gą-sTĆTstopu przygotowanego w opisany wyżej sposób z przeznaczeniem na odlewy.

W obu przypadkach proces zachodzi podobnie i składa się z trzech etapów: ładowania i topienia wsadu,

C-v rafinacji metalu,

Cr;'* wprowadzenia dodatków stopowych w celu wytworzenia stopu lub korekty jego składu chemicznego.

Ładowanig wsadu prowadzi się tak, aby do maksimum ograniczyć jego utlenianie.. Uzyskuje się to przez:

(Jp pokrycie żużlem izolacyjnym już pierwszych kropel ciekłego metalu -w tym celu substancje żużlotwórcze załadowuje się z pierwszą porcją wsadu,

odpowiednią kolejność ładowania, aby drobny, łatwo utleniający się wsad był zanurzany w ciekłym metalu pochodzącym ze stopienia wsadu grubego.

Po stopieniu wsadu prowadzi sie jego rafinację w sposób podany w podrozdziałach 2.4.1-2.4.3. Żużel izolujący w czasie topienia metalu może mieć także właściwości rafinujące, wówczas etap topienia może się w pewnym zakresie pokrywaćz etapem rafinacji.

Jeżeli topiony wsad stanowił czysty metal, to dodatki stopowe wprowadza sję w poprzednio opisany sposdh.. Jeżeli przetapia się uprzednio przygotowany stop_ może zachodzić konieczność uzupełnienia niektórych sl^adpikńw stopowych Obowiązują wówczas te same zasady ich wprowadzania jak przy wytwarzaniu stopów.

Zarówno czysty metal, jak i stop.y..przed odlaniem mogą być poddane zabiegowi modyfikacji. Pole_jgajanajia wprowadzeniu do metalu pierwiastka zwanego-mody— 'fiFatorem~\v ilości nie pr7ekrac7ajqcej_ułamka procentu masy modyfikowanego metalu. Zabieg ten oddziałuje na przebieg krystalizacji metalu i powoduje we wlewku lub odlewie:

rozdrobnienie faz lub niektórych faz tworzących strukturę metalu,

<^-^zmianę kształtu faz w strukturze,

Zmianę wzajemnego usytuowania tych faz.