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摘要:有色金属真空冶金技术水平的提高,进一步推进了有色金属真空冶金产业发展,作为相关技术人员,应结合具体的技术方法,科学的制定更加完善的有色金属真空冶金流程,从而提高有色金属真空冶金效率,进一步为有色金属真空冶金技术的发展奠定基础,希望通过以上阐述,能全面加强实践研究水平。
关键词:有色金属;真空冶金;技术分析
一、有色金属真空冶金技术的基本特征
(一)金属在反应阶段受气体影响,按照金属的反应规律,确保特定状态下可以进一步降低气体造成的影响,使金属冶金的效果得到提高;
(二)真空体系可以确保内外部形成相应的流动,在特定环境下密度水平较高,因为降低了大气造成的影响,所以在分隔的同时可以形成独特的真空体系,利用相应的管道或泵体抽走其中的气体,形成真空环境,进而利用对应的冶金技术,能够更高效的冶金,使内外部物质流动得以控制;
(三)降低生产过程中造成的污染。金属铝冶金过程会产生一定的废弃物和污染物,此时将金属投入到真空环境中,可以消除或降低污染物的出现,使金属材料在特定空间内通过置换产生有色金属,也降低了燃料燃烧造成的环境污染比例。
二、有色金属真空冶金技术的开发技术
(一)真空还原技术
按照化学反应的规律,冶金技术实际上是通过氧化还原反应,利用铝或者碳等物质与金属氧化物发生化合反应,最终通过置换的方式得到金属,如果反应过程中能够确保环境处于真空状态,能够有效降低金属本身的温度,从而使冶金过程变得更加容易,比如:利用五氧化二磷碳还原操作,在正常环境下,会因环境温度限制而生成碳化铌,并且在发生反应过程中,温度会上升至两千九百卡。其他金属物质与五氧化二磷发生反应的特征基本相同。通过对比发现,在真空状态下同样可以利用碳或者碳化物还原碱金属。
(二)真空脱气技术
在真空状态下,可以使金属发生反应,使液态金属中的有害气体脱离。脱气以后的金属在以后的反应过程中不会产生有害气体,并且对金属本身的结构不会产生影响。为了使反应过程中金属的物理特性和化学特性不会发生改变,也为了降低杂质的出现,通过真空脱气的方法可以明显提高金属本身的质量和成色,在机械性能和物理性能方面也会产生相应的变化,这是比较常用且有效的真空冶金方式之一。按照传统有色金属的冶炼技术,在特定环境下金属需要燃烧才会发生反应,而燃烧以后产生的二氧化碳和硫化气体都属于污染物,不直接排放到大气环境中,则不会出现环境污染问题。真空脱气技术对金属冶炼有着一定的促进作用,避免出现有毒有害的气体,因此真空环境下冶炼金属是比较可行且高效的一种方法。
(三)真空蒸馏技术
真空蒸馏是通过对特定工艺进行更改,使金属内杂质得到明显降低的一种方法。目前金属提炼应用多种技术,为了提高纯度,在蒸馏过程中金属会发生化学迁移。特定的气体物质和金属发生反应后形成化合物,之后将化合物转换到其他物质中,使化合物本身出现逆反应,最终获得较高纯度的金属物质,并产生相应的气体产物。
真空蒸馏分离方法同样需要借助真空状态,当特定金属在蒸汽压力作用下形成分离过程中,由于相应环境的变化使金属本身的纯度得以提高,但这种方法需要借助相应的感应炉或电阻炉,有效控制反应过程的变化系数,最终获得相对稳定产量的有色金属。真空蒸馏技术是常见的有色金属真空冶金技术方式,该技术的不断发展,为了色金属真空冶金提供了有效的技术保证,技术人员在应用改技术过程,要明确该技术工艺,重视加强实践应用研究能力,从而保证色金属真空冶金质量。
(四)真空烧结技术
真空烧结技术是在真空状态下,将合金或金属化合物以及相应的粉末处于特定温度中进行反应,使金属和气体之间产生相互依附的变化状态。此时需要注意,为了维持相对稳定的反应过程,要有效控制或降低真空烧结温度,将温度控制在100~150℃之间是比较稳定的状态,在这个温度区间中金属提取过程所消耗的能量更低,同时纯度也会有所提升。
真空烧结设施也需要进行定期的检查和维护,避免在金属演练过程中因设备问题而降低金属品质。随着真空烧结技术的进一步应用,加强了有色金属真空冶金质量,利于提高生产效率,作为技术人员,要提高对于真空烧结技术研究能力,从而采取不断创新真空烧结技术应用,全面提高有色金属冶金质量。
三、有色金属真空冶金技术的应用策略
(一)新型电子束熔炼
电子束熔炼是金属冶制过程中,通过高压电场控制方式,使金属本身的活性增强,让金属在冶炼过程中内部离子变化速度更高,从而使金属的品质得到提升,但这种冶炼方法所需能耗较高,同时金属的产能会受到限制,并且需要在真空环境中完成,因此存在相应的技术难点问题。电子束熔炼主要涉及三种优势:
1、通过熔炼方法去除金属中的有毒气体,在电子熔炼环境下,金属所处温度相对稳定并且处于真空状态,其中的氢气和氮气能够迅速向外扩张;
2、有效控制金属中的杂质,金属蒸汽压升高能够提高杂质的挥发速度。使金属在冶炼过程中不会因杂质过多而降低品质,最终获得纯度更高的金属材料;
3、去除非金属杂质,非金属杂质混合在金属物质中,同样经过氧化还原反应而形成特定的物质,在真空状态下能够有效被分解,从而产生氧气,降低对自然环境的破坏。在真空状态下温度较高氧元素会被去除,所以电子束熔炼的整体时间较长,并且熔炼会根据一定的顺序进行,产生的精炼金属密度也会出现分层状况,进而更利于非金属杂质的去除。
(二)冷坩埚真空感应熔炼炉
冷坩埚真空感应熔炼是提炼合金的有效方法,它通过对水体进行合理的控制,利用水冷分瓣方法冶炼金属,其优势是能够有效降低导电性,对冶炼过程造成的屏蔽影响。在水冷状态下坩埚的温度能够有效控制,并避免液态金属发生反应等问题。冷坩埚真空感应熔炼技术分析出以下几点优势:
1、该方法能够避免铜质之间出现直接接触,消除了金属材料产生的污染问题,还有对坩埚温度的整体控制更加合理,能够按照反应过程调节反应速率,使最终的结果变得可控;
2、金属在受热状态下会产生一定的性质变化,温度是使金属充分混合后发生更好反应的基础,而金属品质的提升与冷坩埚真空技术应用有直接关联;
3、冷坩埚真空熔炼技术能够及时排除金属中的多余空气,并在压强得到控制的前提下,降低对环境造成的污染。通过对特定位置进行有效的温度集中升高方法,使单位时间内产生的金属量更高,消耗的能源较低,并避免对环境造成污染,是一种比较可行的冶金方法。因此,在有效的应用该技术过程,要结合具体实际,优化技术方案,科学的进行技术改进与创新,从而提高冷坩埚真空感应熔炼炉的应用水平,有效的推进有色金属真空冶金技术长效发展。
结束语
综上所述,真空冶金技术自出现后,以其冶炼金属纯度高、对环境影响小、消耗能源低等优点而受到广泛的重视。且随时代发展,真空冶金技术不断进步,向规模化、自动化发展,在工业中应用也愈加广泛,已成为新型材料制造的主要手段。作为相关技术人员,应结合具体的技术方式,科学的进行技术研究,从而不断加强有色金属真空冶金技术的应用效率。
参考文献
[1]孔祥峰,程珂珂.有色金属真空冶金技术的开发和应用策略分析[J].世界有色金属,2020(03):21+23.
[2]张燕斌,林华国,巩翠新.有色金属真空冶金的技术分析[J].冶金与材料,2019,39(05):174+176.
[3]张勇.有色金属真空冶金的技术分析[J].世界有色金属,2019(08):29-31.