Способи рафінування чистих металів - все про металургію
Описані методи отримання чистих металів не забезпечують тієї високого ступеня чистоти, яка потрібна для їх застосування в ряді нових галузей науки і техніки. Тому в останні роки особливо велика увага приділяється методам рафінування металів.
Сучасні методи рафінування металів можна поділити на три основні групи: а) хіміко-металургійні, включаючи карбонільні і йодідного, б) електролітичні і в) фізичні та кристалофізичні.
Хіміко-металургійні методи рафінування вельми різноманітні. До них можна віднести всі способи очищення металів, які використовують хімічну взаємодію домішок або очищаемого металу з будь-яким введеним реагентом. В одних процесах видалення домішок відбувається у вигляді малорозчинних сполук - оксидів, інтерметалідів, сульфідів, хлоридів і т. Д. Або у вигляді сполук, що володіють високою пружністю пара. В інших процесах вводиться реагент, що не взаємодіючи з домішками, утворює летюча з'єднання з очищується металом, а отримане чисте з'єднання піддається термічній дисоціації.
Як приклад процесів першого типу можна вказати на метод окислювального рафінування, при якому домішки металу окислюються в розплавленої ванні і видаляються у вигляді шлаку. Цей метод можна застосовувати головним чином для видалення порівняно великих кількостей домішок. Для видалення домішок, що містяться в дуже малих кількостях, необхідно підтримувати високу концентрацію кисню в металі. Цим способом можуть бути отримані вельми чисті благородні метали.
Хіміко-металургійними методами виробляють рафінування технічного вісмуту, що включає це практикується у багатьох випадках) кілька технологічних операцій: а) видалення домішки міді і заліза в формі Сu2S і FеS обробкою розплавленого металу сірої або сірчистим натрієм; б) окислення домішок - миш'яку, сурми, селену і телуру - продувкою повітря через розплавлений метал і видалення їх в лужному шлак; в) видалення домішок срібла і золота цинкуванням; г) очищення металу від свинцю і цинку хлоруванням газоподібним хлором. Металевий вісмут, підданий такому рафінування, містить домішок в сумі менше 0,001%.
Оскільки карбоніл-процесу в цьому томі присвячена спеціальна глава, обмежимося коротким описом йодідного методу, запропонованого Ван-Аркелем і знайшов за останні роки велике застосування в промисловості рідкісних металів. Цей метод застосовують для отримання торію, титану, цирконію, гафнію і напівпровідникового кремнію.
Йодідного рафінування полягає в обробці очищаемого зазвичай технічно чистого металу парами йоду в вакуумі. Утворений летючий йодид металу розкладається стикаючись з розжареною дротом, на якій осідає чистий щільний метал. Таким чином, процес заснований на оборотної реакції
Ме + 2J2 ⇔ Ме J4.
При утворенні летких йодидов очищаються металів більшість домішок технічного металу не випаровуються: наприклад, в губчатому титані залишається домішка окислів і нітридів, які не взаємодіють з парами йоду в певних температурних умовах. На рис. 1 представлена схема пристрою вакуумного апарату для очищення йодідного способом титану і цирконію.
Ще до закінчення поточного місяця співробітники компанії «Стрім», що є структурним підрозділом «Балтійського металургійного підприємства», закінчать роботу над.