钒氮合金的基本知识
2018-12-12 09:36:37
钒氮合金是一种新型合金添加剂,可以替代钒铁用于微合金化钢的生产。氮化钒添加于钢中能提高钢的强度、韧性、延展性及抗热疲劳性等综合机械性能,并使钢具有良好的可焊性。在达到相同强度下,添加氮化钒节约钒加入量30~40%,进而降低了成本。
铝合金工艺品装饰镀金工艺及应用
2019-03-11 13:46:31
表面处里边:
(一)概述
铝合金原料做成的工艺品一般来说都要求有古铜颜色或许金色的外观,等级低的产品大多选用染色,如染古铜色、染金黄色。稍高级一些的工艺品则选用仿古铜镀或仿金电镀。高级的工艺品有必要选用镀硬金。因为铝合金材料的电位低,亲氧能力强,瞬间即能生成天然的钝化膜,并且在镀液中因为电位负,极易发作置换反响,所以直接电镀时镀层的结合力极差,因而铝合金在电镀前有必要进行预处理,不然就不能取得杰出的镀层。现在预处理的办法有多种,用得较多的是浸镀置换法,如浸锌、锡、铁、镍等金属及其合金。国外许多公司有这方面的专利和产品直销运用。国内也有研讨单位研发这类产品并在出产中运用。下面介绍杨中东、李长业等人研发的浸镀预处理工艺及铝硅合金铸造工艺品装修镀金工艺在出产上的运用。出产运用的产品为限制铝硅合金制作的太阳鸟,现已运用多年,据介绍金色镀层仍亮光如初,结合力及耐蚀功能杰出。
(二)出产工艺流程
铝硅合金压铸件(32艺品太阳鸟)→机械润饰→除油→晒干→碱液除油→水洗→碱浸蚀→水洗→微酸性水洗→水洗→活化→水洗→微碱性水洗→水洗→浸镀处理→水洗→退膜→水洗→微碱性水洗→水洗→二次浸镀处理→水洗→中性预镀镍→水洗→纯水洗→亮光镀铜→水洗→纯水洗→亮光镀镍→水洗→纯水洗→镀硬金→水洗→微碱性水洗→水洗→纯水洗→枯燥→包装。
钨铜复合材料的制备工艺的方法
2019-05-27 10:11:36
钨、铜的熔点相差很大,钨的熔点高于铜的沸点且钨铜不互溶,一般的冶炼办法难以加工钨铜复合材料,现在只要粉末冶金办法才能使钨铜复合材料制作成为实际。其制取办法首要分为两大类熔渗法和直接烧结法。近年来,因为纳米技术的飞速开展,直接烧结法取得了很大的开展。(一)熔渗法熔渗法分为高温烧结钨骨架后渗铜和低温烧结部分混和粉后渗铜两种办法。 (二)直接烧结法望文生义,直接烧结法是将所需成分的钨和铜的混合粉限制成形后直接烧结制得产品。依据所用混合粉制取办法的不同,首要有混合氧化物共还原法和机械合金化等技术;按粉末粒度巨细不同,机械合金化粉又分为一般机械合金化粉和机械合金化纳米粉;别的还有液相活化烧结法。曾经这种技术烧结后得到的钨铜材料密度较低(相对密度小于97%)尤其是φ(Cu)
高氮钢应用
2019-03-15 10:05:15
目前, 高氮钢已经被认定为是发展高质量冶金技术的主要方向之一。随着人们对高氮钢优良性能的认识, 有关高氮钢的研制和生产得到了不断的进步和发展。通常情况下, 氮被认为是钢中的有害杂质之一。虽然常压下氮在液态钢中的溶解度很低, 但这些少量的氮却能导致钢材产生时效脆化, 于是开发了各种减少液态钢中氮的二次精炼技术, 并还在不断地改进。然而, 在高氮钢中氮作为合金元素可以和钢中的其他合金元素( 如Mn、Cr、V、Nb、Ti 等) 交互作用, 而赋予该钢种许多优异性能。例如, 提高奥氏体的稳定性,使钢的力学性能大大提高, 改善钢的耐腐蚀性等等。
不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,又称不锈耐酸钢。是应用极为广泛的材料,不锈钢在人们生产生活中随处可见。这种添加了铬、镍等元素的合金钢,出于提高抗腐蚀能力的需要,必须降低碳含量,而碳含量一低,强度就很难提高,这也限制了不锈钢作为结构材料的应用范围。有没有这样一种不锈钢,它既能减少贵重金属的添加量以节约成本,又能提高材料强度以扩大应用范围,还要有良好的抗腐蚀性能以减少维护成本并提高成品使用寿命?
2004年列入国家973计划的“提高钢铁质量和使用寿命的冶金学基础研究”项目已于2009年通过验收,该项目以提高冶金质量为基础,以材料学为先导,以延长钢的使用寿命为目标。主要成果有:设计并开发出低镍、高强度、低成本、高耐磨性、低磁甚至无磁的资源节约型不锈钢原型钢;在常压下利用现有冶金工艺流程冶炼并连铸出了氮含量达0.64%的高氮钢;研究开发出了经济型高强高韧亚稳钢。这些成果有利于提高我国钢铁企业的国际竞争力,拥有广阔的市场应用前景。
有,这种不锈钢的名字叫做高氮钢。上世纪70年代,世界上就已经有高氮不锈钢出现,用廉价的取之不尽的氮代替昂贵稀缺的镍,同时还提高了不锈钢的强度和抗局部腐蚀能力。阻碍氮作为合金元素广泛使用的主要因素是氮的加入问题,在大气压下氮溶解度非常低,加入很困难,由于加入量少,其有利影响不太明显,高氮钢的普遍生产方式是加压冶炼,需要特殊的生产设备,这就大大增加了高氮钢的生产成本并限制了它的产量。我国是钢铁生产大国,能不能使用现在通用的冶金设备在常压下炼出高氮钢?
根据高氮钢的性能特点,高氮钢应用由于其具有和目前大量使用的304不锈钢相当的耐蚀性能,并具有比304不锈钢高2倍的强度,且价格低廉,和304不锈钢相比具有很大的竞争优势,因此可以在部分领域替代304不锈钢。到目前为止,课题组重点将此原型钢推广应用于如下几方面:矿山开采和洗煤用耐磨蚀设备;高强度不锈钢紧固件;高强度建筑钢筋;防弹装甲。其中,采用原型钢制造出的煤矿洗煤用筛网,已成功应用于工业生产中,并表现出优异的耐磨蚀性能。经过与国家标准件产品质量监督检验中心的合作,已成功试制出M12螺栓,并准备进一步试制M20螺栓。一旦试制成功,并制定相应的技术规范,可广泛替代目前304不锈钢制造的紧固件,产生巨大的经济效益。
炼金工艺管理
2019-03-07 11:06:31
各黄金矿山的炼金工艺可分为混法冶炼、火法冶炼、混法火法结合等等,所用设备也不同,有转炉、油炉、中频感应电炉等。尽管如此,在办理上,突出了一个“严”和“细”。其整个进程都是在几方一同监督下,严厉按规章拟定进行出产操作的,首要存在以下几个共性问题。
一、金泥的查验
金泥的计量、采样、水份测定要在炼金室主管、计量采样人员(质量监督科)、财政专管人员和保镳人员的监督下,一同进行并将成果记载到台帐上。
采样的办法一般按星形法进行布点采样,采样地址各单位不尽一致,有在滤板各片布点采样,有在装盘烘干前(或后)采样,也有酸处理之后采样(多用于锌丝置换硫酸除锌之后),对大样通过制备后,取必定数量装图样品袋,剩下金泥回来。
采样、制样要趁热打铁,整理如专用采样东西、称重、装袋、编号,采样时刻要做好记载。制备好的金泥样品有必要由两人一同交化验室,查看计量检验,并各自记好账,相互签字。
化验室在接到金泥样品后,应在24小时之内完结化验分析,并报出成果,对化验剩下的金泥样品由化验室专管化验人员两人担任保存(放入稳妥箱,内层钥匙由一人掌管,外层钥匙和稳妥暗码由另一个掌管),定时查对账目,检验出柜,交炼金室处理。
二、金泥的酸处理
金泥依据不同炼金出产工艺的要求,在进烘干炉前或烘干后,要进行酸预先处理,以削减冶炼进程中金泥的数量和杂质。常见的办法是用稀,在不锈钢拌和槽或珐琅反响罐内进行。用硫酸浸金泥时,要留意安全,千万不行先加酸后加水,不然会引起酸和水的飞溅,这样可能会损伤操作人员,加酸要分几回进行,加部分酸后要拌和一段时刻后再加酸,这样能够避免溢槽现象发作。
酸浸完毕加沉积剂拌和后静置1~2小时,将清液用虹吸管吸出,并装入储存罐二次沉积,要避免虹吸跑浑带走金泥,然后加水将金泥洗刷2~3次。金泥从罐底放出,装入脱水盘,真空脱水后,再装入金泥烘干盘入炉烘干,采样、称量待烘干后进行,笔者这样比酸浸前和烘干前采样、计量更科学、精确。
三、金泥的烘干及配料
在电烘干炉内枯燥金泥,其炉子的规格和所到达的温度都可自行设计,装金泥的盘子用不锈钢制做。在装金泥之前,为避免金泥粘结在不锈钢盘上,可事前涂一层熟石灰或铺一层滤纸。
每盘装量不行太满,特别是含锌高的金泥,(酸浸前烘干)会因锌的氧化使金泥体积胀大,形成金泥胀到盘外,炉内温度一般在400~500℃以下,可依据经历断定烘干时刻,等炉内温度降下后出炉,干金泥的水份
金泥熔炼造酸性渣,造渣配方可依据金泥成份断定。首要熔剂有硼砂、火碱或、石英等。在大铁盘内或专用平台上配料,要避免金泥飞扬。留意每次配料都应将金泥盘清扫洁净,将大的烧烤结块用碾锤砸碎、拌匀。配料间的地上上要铺一层硼砂,配完料扫起来,这样简单将散落在地上的金泥收回起来,做掩盖坩埚表面用。
四、烘炉及熔炼
无论是用中频感应电炉,仍是用油炉或转炉炼金,在装料前都要先将烘炉预热。留意温度不行敏捷升高。避免坩埚受热不均匀迸裂,让整个体系内潮气渐渐蒸发出去。
冶炼进程要完全依照技能操作规程进行。熔炼温度控制在1200~1400℃之间。倒渣或铸锭时,操作者都应穿戴好劳动保护用具。并将铅罐或模子预热,避免因温差太大,或许有潮气水珠发生飞溅伤人。
冰铜和精粹渣要回来下月熔炼,粗炼渣可通过破碎、研磨后进摇床选别,选出的金粒记账、称重、化验后存入金柜,下月熔炼时处理。
铸好的金锭待根本凉了之后,取出用刷子洗,把金锭上面的浮渣除去,金块处理完后,使用炉子的余温将金块烘干、称重、取样。
金锭的取样要按特定的办法进行。在小钻床上用小钻头钻孔,规定在一个旁边面沿一个对角线方向等距离取三点,在第二个旁边面与第一个旁边面取对角线成穿插方向的对角线上等距离钻六个孔。取下的金粉在选厂冶炼担任人、财政科专管管帐、保镳、监督站技能人员的一同监督下,进行取样、编号、送样,查看和称重。检验、化验等。
含银高的金泥要进行金银别离,其办法也许多。可依据其产值设备、厂房等具体条件进行考虑。常用办法是银电解,其收回率和银档次都很高,这儿就不专门介绍了。
五、膏的蒸馏
在许多含有粗颗粒金的选厂,在磨矿回路中往往加板和重选设备,及早收回金。
膏中含量高达30%,膏不能直接冶炼,因而,对膏要进行蒸馏,先收回金属,并避免蒸发污染环境,膏蒸馏是使用沸点(356℃)与金熔点(1063℃)相差极为悬殊的特色,在蒸馏罐里进行的。操作时应留意以下几点:
(一)为避免金粒与罐壁粘结,在膏装罐之前,在罐的内壁涂上浆状的滑石粉或石墨粉。
(二)罐中所装膏不宜过厚,避免蒸不完全及金随膏欢腾喷出罐外。
(三)蒸馏的膏有必要纯洁,不行混入包装纸并且应缓慢地升高炉温,蒸要完全。
(四)蒸馏罐引出铁管结尾不要与搜集冰凝的水盆水面相触摸避免蒸馏晚期,在罐内发生负压,将水吸入罐内发作爆炸事端。
六、产品办理
冶炼完的金锭和银锭,要在几方参加下一同进行编号,并逐块用十万分之一天行称重、查看、检验。
合质金和白银供应由财政科主管管帐填制金,银产品供应核算单,带着化验分析报告单并与财政科人员及保卫人员一同护卫出库,然后用专车押送到银行。
钨铜是钨和铜的一种合金
2019-05-27 10:11:36
钨铜是钨和铜的一种合金 钨铜选用等静压成型—高温烧结钨骨架—溶渗铜的技术,是钨和铜的一种合金。(1)电阻焊电极归纳了钨和铜的优势,耐高温、耐电弧烧蚀、强度高、比严重、导电、导热性好,易于切削制作,并具有发汗冷却等 特性,因为具有钨的高硬度、高熔点、抗粘附的特色,常常用来做有必定耐磨性、抗高温的凸焊、对焊电极。(2)电火花电极针对钨钢、耐高温超硬合金制造的模具需电蚀时,普通电极损耗大,速度慢。而钨铜高的电腐蚀速度,低的损耗率,准确的电极形状,优秀的制作功能,能确保被制作件的准确度大大提高。(3)高压放电管电极高压真空放电管在作业时,触头材料会在零点几秒的的时间内温度升高几千摄氏度。而钨铜高的抗烧蚀功能、高 耐性,杰出的导电、导热功能给放电管安稳的作业供给必要的条件。(4)电子封装材料既有钨的低胀大特性,又具有铜的高导热特性,其热胀大系数和导电导热性能够经过调整材料的成分而加以改动,然后给材料的运用供给了便当。
钒矿提钒工艺技术
2019-02-25 09:35:32
概 况
钒在地壳中的含量大约是地壳分量的0.02%,散布较广,但涣散。含钒矿藏已发现的就有70多种,其间的绿硫钒矿、钒云母矿和钒铅锌矿等含钒氧化物高达8-20%,钒钛磁铁矿含钒档次低,一般含v2o5为0.2-1.4%,但它的储量最多,国际储量在400亿吨以上,是提取钒的首要质料。
全球的钒铁磁铁矿和钒资源恰当丰厚,已查明国际钒铁磁铁矿的储量为400亿吨以上,且会集在少数几个国家,有前苏联、美国、我国和南非,首要赋存于钒钛磁铁矿、磷块岩矿、含铀砂岩和粉砂岩型矿床中。此外还有许多钒赋存于铝土矿和含碳质的原油、煤、油页岩和沥青沙中。
据美国矿藏局统计资料标明,按现在挖掘规划,已探明的钒资源可继续挖掘150年,且会集散布在南非洲、亚洲、北美洲等区域,(南非占47.0%,前苏联占24.6%,美国占13.1%,我国占9.8%,其他国家总和占小于6%)。
钒具有杰出的可塑性和可锻性,常温下可制成片、拉成丝和加工成箔。但少数的杂质,特别是空隙元素(如碳、氢、氧、氮)会显着影响钒的物理性质。如钒含氢0.01%时引起脆变,可塑性下降;含碳2.7%时其熔点升高到2458。K。钒的熔点高,硬度大,电阻率高,呈弱顺磁性,线胀系数小,钒的弹性模量密度和钢附近,可用作结构材料。
钒是重要的战略物资之一,首要用于冶金工业,作为合金元素增加剂,改进钢材的结构、功能,进步强度和耐性,次之与钛制成具有高温高强度合金,再次之是化学工业,以钒的氧化物形状,用作出产催化剂、触媒等等。
国外钒的提取基本上是从副产品中收回的,如南非、芬兰、前苏联等国家是从钒钛磁铁矿炼铁中收回,美国大部分钒是钾钒铀矿及磷铁矿中收回,加拿大是从焚烧石油焦搜集的尘中收回,少数国家还从石煤中提取钒。总归,国际上钒首要是从钒钛磁铁矿中收回的,现在从钒钛磁铁矿收回的钒,每年约为7万吨左右,约占总产量的%。
钒的产品分为初级产品、二级产品和三级产品。初级产品包含含钒矿藏,精矿、钒渣、作废的粹的废催化剂,作废触媒和其他残渣。二级产品包含v2o5,也可所以一种可用的工业产品,即出产硫酸的触媒和粹用的催化剂。三级产品包含钒铁、钒铝合金、钼钒铝合金、硅锰钒铁合金及钒化合物,其间钒铁是最为重要钒材料,它占钒消费量的85%。各国钒铁标准可分为50-60%和70-85%的二类。
我国钒工业起步于20世纪50年代,1958年康复并扩建锦州铁合金厂提钒车间,以承德大庙含钒铁矿精矿为提钒质料,1960年今后我国的其他提钒厂相继建成投产,70年代攀枝花钢铁公司建成投产,从此我国的钒工业便进入一个新的历史时期,至80年代中已成为国际首要产钒国家之一,能出产各种钒制品,钒的推广运用也取得较快的开展。
从含钒质料提取纯钒化合物的技能,视质料不同而有所差异。钒钛磁铁矿、钒铁精矿、含钒石煤、石油渣、钒铀矿、钒磷铁矿等等,现分述收回技能。
一、 钒钛磁铁矿提钒技能:
钒钛磁铁矿提钒能够概括为火法和湿法两大类。火法流程能够处理含钒档次低的质料,能够经过火法富集,然后处理收回,也称之为简接法;湿法流程具有流程短、收回率高的长处,但要求处理的质料含钒档次相对较高,也称之为直接法。
1.火法工艺流程
将选出的钒铁精矿参与高炉或电炉炼铁,矿石中的钒大部分进入铁水中,将含钒铁水送入转炉吹炼成钢,钒高度富集在表面渣中,即钒渣,钒渣再经破碎、焙烧、浸出、过滤即得到V2O5。这是前苏联、挪威和南非等国所选用的办法。我国也选用相似的办法收回钒。
2、湿法工艺流程
选用含钒铁精矿加芒硝制团、焙烧、水浸,使钒酸钠进入溶液,再加硫酸使之转化为V2O5沉积,过滤后直接得到V2O5,水浸后的球团用于炼铁质料。
南非海威尔德公司是西方国家一起运用以上两流程(即生铁—钒渣流程和焙烧浸出流程)的典型比如。
生铁—钒渣流程
含钒铁精矿
料仓配料
回转窑预复原
含钛炉渣 炼铁
暂存堆积未处理 含钒铁水
板坯 氧气 吹炼 出售
钢水 顶吹炼钢 半钢 钒渣
钢坯 出产V2O5
焙烧浸出流程
含钒铁精矿
H2O 芒硝(碱或Na2SO4)NaCl
配料制团
钠化氧化焙烧1000℃
水浸
过滤 铵盐
球团 溶液
炼铁 过滤 H2SO4
废液废液 V2O5
含钒铁精矿或钒渣的浸出首要化学反响为
(1)4FeO.V2O3+4Na2CO3+5O2=8NaVO3+2Fe2O3+4CO2
(2)4FeO.V2O3+8NaCl+5O2=2Fe2O3+8NaVO3+4Cl2
(3) 4FeO.V2O3 +8NH4Cl +5O2=2Fe2O3+8NH4VO3+4Cl2
(4)2NaVO3+H2SO4=V2O5 + Na2SO4+H2O
(5)2NH4VO3+H2SO4=V2O5 + (NH4)2SO4+H2O
3、生铁—钒渣流程主体设备
① 首要视炼铁的主体设备,曾经苏联炼铁主体设备是高炉,挪威、南非等国则是电炉。
② 吹炼:不同国家选用的设备也不相共同
a.底吹转炉提钒:前苏联丘索夫联合公司是将含钒铁水装入底吹转炉吹炼,在炼半钢进程氧化表面构成含钒渣,钒渣经破碎、焙烧、水浸收回V2O5,然后炼成钒铁。从精矿到钒铁、钒的总收回率为60%左右。
b.顶吹转炉双联提钒:前苏联下塔吉尔钢厂则用顶吹转炉将含钒铁水吹成半钢和钒渣。就铁水到钒渣钒的收回率达92%—94%。我国的承钢、马钢和攀钢也用该法出产钒渣,钒的收回率为80%—88%。
c.高炉铁水雾化法提钒,该法实际上是将含钒铁水倾入中间缸,然后进雾化器,经雾化反响之后,使钒由V2O3氧化成V2O5、 V2O4、V2O3的混合物流入半钢缸,半钢面上构成钒渣。该法由我国攀钢首要实验成功并投入出产运用的,并且是我国钒渣出产的首要办法,钒的氧化率达85~90%,收回率为73.6%,半钢收回率为93.9%。该法的首要长处是:炉龄长(最高炉龄已达12000炉)、处理才干大(可达366吨/时)、可半接连化出产、设备简略、操作简略。
d.曹式炉提钒:我国马钢曾用槽式炉吹炼提钒,槽式炉才干为70T/h,实验的首要技能目标,钒的氧化率达88.5~95.2%,钒的收回率为81.3~90.49%,半钢率90.20~94.1%,出产目标不如实验目标。该法的长处是能接连出产、设备简略、出产本钱低,缺陷、钒渣含铁高、钒收回率还欠低。因而现在已停止运用,需求进一步完善,仍不失可供挑选的好办法之一。
4、焙烧浸出流程设备
湿法流程即焙烧浸出流程的中心首要是使钒氧化然后转化构成水可溶性的钒酸盐,选用何种焙烧设备,完成其意图。
a. 南特殊特腊厂,所运用钒钛磁铁矿成分: Fe 50~60%,V2O5 2.5% ,TiO2 8~20%, Al2O31~9%, Cr2O31%,选用回转窑焙烧完成氧化和转化。
b. 前苏联和澳大利亚阿格纽克拉夫有限公司都选用欢腾炉焙烧使97~98%的钒转化可溶性钒而被浸出。
c. 芬生奥坦馬基,运用原矿成分Fe40%,TiO215.5%,VO26%(V2O5:0.71%)原矿制团,在竖炉焙烧和转化,转化率达80~90%。
二、钾钒铀矿和磷铁矿收回钒技能
1、 美国钒的出产供应商处理的质料的以钾钒铀矿石、铀钼钒矿和磷铁矿石为主,钾钒铀矿的化学式为:K2(VO2)2(V2O8)" 3H2O或K2O" 2UO2"V2O5"3H2O。最近澳大利亚西部伊利里的钙结石乐岩中发现大型钾钒铀矿,我国陕西、湖南区域也发现钒铀共生矿。国际上最大的矿冶公司——美国联合碳化物公司从钾钒铀矿石出产钒的工艺流程是焙烧、浸出、沉积、复原和再浸出。该法钒铀浸出率别离为70~80%和90~95%,其流程如下:
钾钒铀矿
6~9%NaCl 钠化氧化焙烧 (多膛炉850℃ φ5m.8层)
1~2%Na2CO3
急冷
浸出
H2SO4 浸出液中和煮沸
PH:3
NaOH或NH3 沉积PH7 钒滤液
滤饼 沉积
Na2CO3 或NaCl 复原熔化 钒化含物
H2O 浸出 钒溶液
含铀沉积物收回铀
酸法和碱法浸出含钒溶液,可用离子交换法、溶剂萃取法、或挑选性沉积法进行别离提纯。该公司年产V2O8454吨,V2O51360吨。
2、 钒铁矿的处理与钾钒铀矿有所不同,钒铁矿运用真空揉捏和焙烧炉,先将矿粉与盐混合,送揉捏机揉捏成条、堵截,焙烧浸出提纯沉积后得V2O5。
3、 钒磷铁矿的处理
钒磷铁矿电炉出产单质磷和磷肥的副产品(含钒磷铁)用来作提钒质料,美国的克尔麦吉(KerrMeGee)化学公司所用的含钒磷铁含钒3.26%~5.2%,磷24.7%~26.6%,铁59.9%~68.5%,铬3.4%~5.7%,镍0.84%~1.0%。
先将含钒磷铁磨至粒度小于0.42mm,配入1.4倍纯碱和0.1倍的食盐在回转窑中770~800℃下焙烧,钒便转变成水溶性的钠盐,焙砂在沸水中浸出,钒、铬、磷均溶入浸出液,过滤后滤液结晶折出磷酸钠晶体,粗磷酸钠可再行纯化直至产品合格。磷酸钠结晶母液含磷>0.98g/L,可参与适量CaCl2,使其以磷酸钙(CaPO4)沉积,然后水解收回钒,随后往母液中参与以沉积。此工艺的钒、铬和磷的收回率别离能够到达85%、65%和94%。
三、含钒褐铁矿收回钒技能
含钒褐铁矿五氧化二钒含量为0.5~2.5%,Fe20~40%,SiO230~65%.
矿石首要由针铁矿、赤铁矿和脉石组成。脉石以石英为主,其次是泥质还有少数的绢云母。钒在褐铁矿中没有呈独立矿藏存在,而是以离子型吸附状况存在于铁和泥质中。处理的准则流程是:破碎球磨 焙烧 浸出 沉积Nu4VO3 或V2O5。
研讨标明褐铁矿V2O5含量不同,钒的转化率受矿石组分的影响,其间首要影响要素是矿石CaO的含量,跟着的CaO的含量增加,影响钒的转化,焙烧温度的进步能进步钒的转化率。不同含钒矿石,最高转化率的温度是有差异的。
四、含钒石油渣提钒技能
一般讲,原油和石油砂都含有钒,虽然有些国家至今仍未把油含钒列为钒资源,但这些原油确是钒的潜在资源,全球的石油中钒的含量改动很大,委内瑞拉、墨西哥、加拿大和美国原油含钒为220~400ppm,是全球石油含钒量较高的少数几个国家。
美国、日本、德国、加拿大和俄罗斯等国家从石油渣,石油灰中提钒,提钒的终究产品首要是V2O5,但也能够直接炼成钒铁。提取的办法许多,首要依据质料成分或性质上的差异,挑选不同的工艺。
1、 从石油会集收回钒技能
委内瑞拉的原油经过裂化处理得到石油焦含0.4%V,石油焦用作蒸气锅炉的燃料,焚烧后烟尘用电收尘器收尘,尘含V2O5达15%,作为收回钒的质料。收回办法是将搜集烟尘直接酸浸,经过滤滤液加次(NaClO4)将钒氧化成五价,滤液由兰色变黄色后,加NH3调PH由0.3至1.7,使钒以铵盐方式沉出,然后枯燥锻烧得V2O5或V2O5熔化铸片。流程图:
石油焦尘埃 酸
浸出
滤液 残渣NaClO4氧化 沉积 调PH 洗刷
滤块 残渣 洗液
抛弃
烘干
锻烧 V2O5
首要化学反响:酸浸工序: V2O5+6HCl 2VOCl2+3H2O+Cl2 或V2O5+2H2SO4 VOSO4+2H2O
NaClO4氧化: VOCl2+NaClO4 NaVO3+2NaCl+Cl2VOSO4+NaClO4 NaVO3+NaSO4+Cl2
沉积锻烧 NaVO3+NH4Cl NH4VO3+NaCl2NH4VO3 V2O5+2NH3+H2O
2、 从炼油渣中收回钒技能
美国Amax和CRIVentures公司就是处理炼油渣、归纳收回钒、钼、钴、镍和铝。他们处理的工艺:炼油渣与烧碱混合磨矿进行加压浸出,在高温和加压下氧化,硫转化硫化物,碳氢化合物大部分分化,钒、钼溶入溶液,经过滤别离,从溶液收回钒钼。或石油渣加Na2CO3或NaCl配料后,在硫化物和硫酸盐存鄙人进行电炉熔炼,取得钒渣和镍锍。钒渣首要惯例处理办法制取工业V2O5。美国是20世纪80年代末开端用石油渣,石油灰为质料出产钒的,现在仍然是该质料出产钒的最大出产国。
五、石煤提炼钒技能
在普查磷矿时意外地发现了石煤含有钒,进而发现石煤中还有铀、铜和镍等金属和非金属60多种,就当时的技能水平而言,具有挖掘和商业价值的只要钒。我国的石煤资源非常丰厚,估计石煤中钒的总储存量为钒钛磁铁矿中钒总储存量的七倍。但石煤中含钒档次各矿相差甚大。现在条件下石煤含钒超越0.8%,才有挖掘价值。美国内华达州含钒页岩分为风化页岩(V2O30.93%)和碳质页岩(V2O50.84%)。我国石煤资源会集在南边各省,现有钒的厂20多家,年产量为2500~3000吨,本钱2.5~30万元/吨。
石煤提钒选用加食盐焙烧、浸出、萃取、沉积的出产工艺。含钒碳质页岩是用于烧锅炉或液态化床发电的脱碳焚烧,在焚烧进程中钒富集在烟灰中,富集钒烟灰加NaCl或Na2Co3进行化焙烧,使钒转变为水溶性的NaVO3和Na2V2O5.
4FeOV2O3+4Na2CO3+5O2=4Na2OV2O5+2Fe2O3+4Co2
NaCl+1/2O2= Na2O+Cl2
Na2O+V2O3=2NaVO3
用热水浸出钠化焙烧产品,钒酸钠和偏钒酸钠便溶于热水而与大部分不溶杂质别离,含钒浸出液经提纯和别离,产出钒的纯化合物。
美国内华达对含钒页岩提钒流程:
页岩
↓
破碎、枯燥
↓
焙烧
↓ H2O
残渣←弱酸浸出 H2SO4
NH3 ↓
浸出液除硅 PH值由2.5调至5
↙ ↘
硅渣 含钒溶液 PH5调回PH3
↓
萃取(三级)
萃取有机相 萃取废液
↓
再生萃取 ←二级反萃 ←NaCO3 溶液
有机相 ↓
含钒溶液
↓
NH4Cl →钒酸铵沉积
↓
过炉、洗刷、枯燥→废液
↓
制品
阐明:除硅需将溶液调至PH值5,但萃取别离又需将溶液PH从头调回至PH3,用的萃取剂是混合十三胺(DITDA),偏钒酸胺煅烧脱后能够得到V2O5。
在我国,已建有从含钒石煤中提取钒的工厂,各厂依据其资源特色开发出具有必定特色的提钒工艺流程,他们的准则流程是:
石煤提钒的准则流程
石煤破碎、磨矿
↓
加水→配料←NaCl
↓
成球
↓
平窑焙烧
↓
水浸
↙ ↘ ↙H2SO4或HCL
浸出渣 浸出液
↙ ↘
粗钒 废水
↓
NAOH → 碱熔
↓ NH4CL
水溶
↙ ↘
废水↓
热分化
↓
五氧化二钒
石煤提钒的新工艺有:1.石煤加食盐,欢腾焙烧—酸浸—离子交换法。2.石煤无盐焙烧—酸浸—溶剂萃取法。3.酸浸—中间盐提钒
新工艺的所谓新,会集在二个环节上,首要是焙烧所选用的炉型,由平窑焙烧转而运用欢腾炉,回转窑,竖炉等,成果是竖炉的操作条件不简略操控,转化率不稳定,劳动条件差,未能在工业上取得大规划运用。回转窑广泛运用于钒渣的钠化氧化焙烧,但石煤含硅(SiO2)较高(65%--68%),在焙烧进程中简略呈现粘窑、结圈、影向回转窑正常操作和钒的转化率,故不宜作为石煤焙烧设备,作为石煤焙烧设备最好是欢腾炉。
其次的环境是溶液的处理,除已有的化学沉积法外引证了离子交换法和溶剂萃取技能,因为新技能的引证,能够带来技能目标的进步,削减废水的处理,视操作的差异,或许影响加工本钱。
六、废催化剂和触媒的提钒技能:
钒的化合物具有杰出的催化功能,即它自身不参与化学反响,但在它的参与下,可加快反响的进行。用钒化合物与其载体作成的能改动某些化学反响速率,而自身又不参与反响的化学试剂,称之为催化剂。钒催化剂(V2O5•NH4VO3)替代铂用于出产硫酸,使SO2转化为SO3。在石油工业中,钒首要用做裂解催化剂(VS),以及脱硫剂。在橡胶工业中,用乙烯和的交联合成橡胶的催化剂(VCl4)。化学工业上的氧化成马来酐,蔡氧化成酞酐的钒催化剂(NH4VO3)等等。特别是化学工业和石油工业运用过的废钒催化剂数量较大,是很好的钒二次资源,不只能够从中收回许多的钒,并且一起收回镍、钼等价金属。
1. 石油裂解用废催化剂(VS)的收回技能
废硫化钒催化剂经焙烧得到产品,能够选用高温浸法,钒废质料在参与压煮器中,473。K温度下用1—14MOL/L浓度的压煮4小时,钒酸铵便溶于中,经过炉别离后,将钒酸铵滤液的温度降至323。K,便分出钒酸铵结晶,结晶浆液经过滤、水洗、枯燥后,在473--873。K温度下煅烧,便得到V2O3,结晶的母液回来浸出循环运用。
除以上办法外,也能够用碱浸出从这种钒废猜中收回钒,用NaOH或Na2Co3溶液在363--378。K温度下浸出1-6个小时,然后过滤别离,在浸液中通入和二氧化碳,坚持298--308。K温度,按1MOL钒参与1.5—5MOL量,并将溶液PH调至6—9。经处理,坚持308。K,便能够沉积出钒硫铵。滤液送解吸器,用蒸气驱逐液体中的NH3和CO2,然后回来浸出,钒硫铵处理同前。
2. 从原油脱硫用的废催化剂的收回技能:
废催化剂在1073。K温度下进行氧化焙烧,先制得含钒10.88%,钼5.49%,钴2.03%,镍1.94%,铝35.48%的焙烧料,然后按150g焙烧猜中参与300ml含溶液NaOH15%的溶液,在333。K温度下拌和浸出3小时,浸出料液在323。K温度下过滤,浸出液由323。K降至278。K,便分出含钒结晶体,母液回来运用,结晶体经水洗、枯燥、煅烧后得到V2O3。
除此之外,焙烧料也可用酸浸流程,催化剂除钒外,其他有价元素Mo、Ni、Co等都转入流液,除杂后钒用萃取别离法收回。
美国AMR是一家从石油裂变废催化剂提钒大公司,其处理的废催化剂的量占全美的50%,年处理废催化剂16000吨,能够归纳收回1500吨V2O3,1000多吨Mo,400—600吨Ni,110—180吨Co,还有部分Al2O3.
3、从《制酸废触媒(V2O5,NH4VO3)》收回钒技能
硫酸工业上用矾触媒进程中,因为SO2气体中的AS2O5和触媒中V2O5构成络合物,在触媒的正常操作温度480摄氏度下该络合物随气体蒸发掉。蒸发量占V2O5总量的40—50%,除此以外还有K2SO4和SiO2。新废触媒成分如下:
成分称号 V2O5 K2SO4 SiO2
新触媒成分 9---------10% 20-------------22% 20%
废触媒成分 5---------6% 10------------12% 80%
因而废触媒中的三中首要成分都是名贵资源。废触媒的处理,工业上能够选用①直接酸浸工艺②化焙烧水浸工艺:
直接酸浸工艺:为了下降溶液杂质和游离酸,削减酸碱耗费。用两段逆流浸出,一段为弱酸浸,二段为高酸浸。高酸浸出液参与到新加废触媒进行弱酸浸出。二段浸出成果钒浸出率可达88.5-91.1%,浸出渣含V2O5能够降到0.59%,当进步二段浸出酸浓度到80—100G/T,渣含V2O5可降到0.3%。溶液的净化选用N235或P204萃取,碱反萃取,用NH4Cl沉,煅烧得到V2O5。
考虑到直接酸浸液除钒外,还含有许多Fe离子为溶液处理带来费事。经过预焙烧使钒氧化成高价钒,一起使其转型,削减了提钒的困难。因为废触媒自身含有10%硫酸钾组分,因而氧化焙烧水浸流程可分为不加钠盐和加钠盐两种。前者焙烧温度900摄氏度到达最佳转化率(~80%)。再高或再低温度的焙烧,钒的转化率都不抱负,后者增加5%的Na2CO3在800摄氏度下焙烧2小时,钒的转化率可达92%,是比较抱负的。
焙砂进行两段浸出,即先水浸后酸浸或碱浸,它的特色是先将钾盐、钠盐和近80%钒水浸进入低酸溶液。这种溶液杂质少,易处理,可收回运用钾盐。酸浸或碱浸意图在于不容于水的钒盐尽或许多地溶解,以进步钒的收回率。
溶液中的钒用N235萃取别离,碱返萃,NH4CL沉积,煅烧得V2O5。
总归,流程的挑选,要视供应商的现状,以为钠化氧化焙烧水浸提钒工艺较好。物料过滤功能好,浸出液中钒呈高价,杂质少,下步钒别离、净化进程简略,也能够直接用NH4CL沉积,省去萃取进程,下降产品加工本钱。
七.钒铁出产技能:
钒和铁组成铁合金,首要在炼钢中用作合金增加剂,高钒钒铁还用作有色合金的增加剂。常用的钒铁含钒40%、60%和80%三种,国内外首要选用电炉铝热法和硅热法冶炼钒铁的工艺,先分述如下:
1. 铝热法:
电炉铝热法冶炼钒铁的质料,可所以V2O5或贱价氧化钒混合物(V2O4、V2O3等)或钒铁渣。用铝作复原剂,在碱性炉衬条件下进行。
首要反响:V2O5+ AL(豆或粒状)=V+AL2O3
V2O4(V2O5)+AL= V+AL2O3
铝热法冶炼钒铁反响为放热反响,反响速度快,因而冶炼进程V2O5喷溅丢失严峻,为削减丢失,进步钒的收回率,特意将V2O5加工成片状,一起将铝粒改为铝豆,恰当减缓反响,下降放热量。
以贱价氧化钒为质料时,则冶炼进程反响速度缓慢,反响热量合适,削减进程的喷溅。然后进步钒的收回率,一起吨铁钒节省了铝复原剂40—60公斤,钒铁含钒60—80%,钒的收回率达90—95%。
2. 硅热法:
该法的本质是:片状V2O5用75%的硅铁和少数铝作复原剂,在碱性电弧炉中,经复原,精粹两个阶段炼得合格产品。复原期是把复原剂和V2O5进行硅热复原。当渣中V2O5小于0.35%时,即可作为废渣处理(或作建筑材料用),作为冶炼作业讲,即能够转入精粹期,此刻再参与部分V2O5和CaO,用以脱除合金液中过剩的硅、铝等。当合金成分到达要求即可出渣和出含金,精粹期渣含V2O5达8—12%,此渣可回来冶炼复原期收回。合金液可铸成圆锭后破碎成制品。此法出产的钒铁含钒40—60%,钒收率可达98%。
除此之外,还开发了高钒铁、硅钒铁、硅锰钒铁、碳化钒、碳氮化钒、氮化钒铁以及金属钒等产品,在此不再赘述。
八、几点观点:
1.依据所用的含钒质料有:含钒铁水,钒铁精矿,钒渣、钒铀铁矿,钒磷铁矿,含钒石煤,含钒褐铁矿,含钒石油渣,以及化学石油以及橡胶工业用过的废催化剂等。
2.提取钒的流程遍及都存有:焙烧、浸出与净化、溶液中钒的提取和提取尾液处理四大过程组成,前两过程最为重要:
①焙烧:含钒质料和Na2CO3 NaClNa2SO4等钠盐混合在回转窑、竖炉、平窑、多膛炉或欢腾炉,在800—1000。C下进行氧化和转化,使钒转变为XNa2O•YV2O5以便溶于水。
单个情况下,含钒质料可加石灰或石灰乳(Ca(0H)2),在上述提取各种炉内进行焙烧,它的意图与钠化焙烧正好相反,使钠转化为不溶于水,但溶于碳酸盐溶液,构成钒酸钙,到达与其他杂质别离的意图。
②浸出:焙烧熟料浸出有:水浸、酸浸、碱浸和碳酸化浸出等四种办法,水浸时,钒酸钠进入溶液,酸浸则不同,能够有三种办法:A、含钒物料直接酸浸;B、含钒物料经焙烧后酸浸;C、含钒熟料经水浸之后再进行酸浸,酸浸还能够适用于处理其他物料,为钾钒铀矿、磷钒铁矿、含钒灰烬、废钒催化剂等。常用碱浸出剂有NaOH、Na2CO3或两者混合等,碱浸时还有必要使钒成高价态才行。氧化剂有氧气、空气、富氧空气,、、次、等。
溶液净化:含钒浸出液悬浮物可经过弄清除掉Fe、Mn、Si、Al可用中和沉积除掉,可用钙盐、镁盐沉积除掉P、AS,对高碱度溶液可用电渗析脱钠、收回碱。
③溶液中钒提取:有沉积法、溶剂萃取和离子交换法
沉积:A、铵盐沉积:生成(NH4)2V6O16沉积,生成Na2(NH4)4V10O28.11H2O沉积,生成NH4VO3沉积。
B、水解沉积:加H2SO4,分出赤色钒酸钙沉积,Na2H2-X.V12O31。
C、钙盐或铁盐沉积: 碱性溶液用CaCl2或其他CaO、Na(OH)2沉积出钒酸钙,或用高铁盐沉积出钒酸铁(XFe2O3•YV2O5•2H2O)。
溶剂萃取:钒和铀别离法:用二乙基已基磷酸 磷酸三丁酯及N235
离子交换:合适处理碱性溶液
④尾液处理:五价钒和六价铬离子游离酸、盐都是有毒的,有必要处理好才干扫除,工业上有三种处理办法:
A、 复原中和扫除法
B、 气体中二氧化硫复原法
C、 离子交换法
3、已探明的钒储量,按现在挖掘规划够150年运用,年产钒量已处在供需平衡状况,钒的供需改动随合金钢产量改动而改动
模具电镀镍钨合金工艺和解析
2018-12-10 09:44:08
3月23日消息:模具的质量与制件质量紧密相关。许多模具(如压铸模)的表面必须进行电镀,以提高其耐蚀性、耐磨性、抗氧化性及硬度等性能。传统的镀铬技术尽管工艺成熟,质量比较稳定,但因为六价铬是一种有毒的物质,严重污染环境。因此,消除污染,保护环境,清洁生产,走可持续发展的道路。 电镀镍钨合金是提高模具质量、延长模具寿命、清洁生产的良好选择。镍、钨金属硬度高、耐磨性好,与熔融态基体粘附温度高。镍钨合金镀层结晶细致光亮、耐磨性好,与基体结合力强、硬度高,高温下维氏硬度达到1000以上。该技术近年来受到各方的关注,将逐步取代模具电镀铬,但是,该技术目前普遍存在镀层粗糙、不均、麻点等缺陷,严重制约其应用发展。
2镀液配方及工艺流程
镀液主要由钨酸钠、硫酸镍和柠檬酸钠组成,其含量分别为40~45gL、20~30gL、40~50gL。
工艺流程:
喷砂→检查→除油→清洗→电镀→检验
3镀层质量缺陷及其原因分析
常见镍钨镀层质量缺陷是麻点较多,侧面及球面的镀层粗糙有白色颗粒,中央镀层与侧面、角部和R处严重不均,甚至角部、R处出现微细裂纹等。
3.1麻点
麻点是镀层上的微小白色、黑色点状缺陷,形状多样,有些明显而规则,易发现,相对好控制;少量的肉眼“看不见”的,只能用仪器检查。
原因分析:
模具基体的砂眼、气孔、点蚀、粘附物等不良引起;模具在喷砂时粘附砂粒,或砂质不良,或砂质被杂质、油、异物、尘埃等污染引起;模具在除油时粘附的乳化物、清洗时水中的杂质等;配液时使用的压缩空气、纯水及其管路、工具及环境中的杂质等污染引起;镀液、活化液中的未溶化的盐颗粒、酸化的电极金属物等均可引起麻点。
上述麻点直观可见,而模具表面的有些薄层粘附物,经分析主要为镀前污染砂质中的碳类化合物。它牢固,粘附力强逐渐会变成耐酸碱、抗振动的高粘度胶状物。在除油、清洗时不易去除,一旦疏忽,流入电镀工序,必然被镀层覆盖,肉眼不易发现,也无法弥补。
3.2镀层粗糙
原因分析:
镀液基本组成是硫酸镍、柠檬酸钠、钨酸钠等,还有盐类、有机配合物等。试验发现:模具电镀的缺陷主要与镀液中的杂质含量有关。化学药品的纯度不高,镀液中的异物,镀液的频繁使用,使镀液中金属杂质Cu、Fe、Cr、Co含量超出了允许范围等,均可导致镀层粗糙、麻点增加及白色颗粒。
3.3镀层厚度严重不均
中央与侧面、角部、R处镀层严重不均,甚至角部、R处出现微细裂纹。
原因分析:
镀液使用较长时间后,镀层出现缺陷的几率增加,侧面及球面的白色颗粒,角部、R处的微细裂纹尤为明显。试验发现:当镀液中的杂质Cu、Fe、Cr、Co含量分别显着增加到20、20、20、50mgl时,电镀质量明显下降。
试验还发现:电镀电流的分布情况直接影响镀层的均匀度。模具的边缘、角部、R处电流密度明显比其它部位的高,相应金属沉积量多,镀层厚度大。正常情况下,中央与侧面、角部、R处的镀层厚度差为4μm左右。电流分布不均会导致镀层厚度差达到15μm以上,严重时镀层因为局部金属沉积量过多而脱落。
另外,模具的形状、结构、材料等也影响镀层的质量。
4对策
(1)喷砂前,检查、消除模具基体的砂眼、气孔、点蚀、粘附物等。
(2)喷砂时先检验砂质,若有杂质、异物、油污等污染,应立即彻底更换。喷砂后及时清扫模具表面残存的砂粒及其它粘附物。
(3)除油前先检验除油液表面,若有油状乳化剂聚集,应及时喷淋冲散;除油后模具表面若有油状乳化物粘附,必须清洗干净。
(4)酸活化时要严格控制时间,避免模具过腐蚀;同时,控制好模具下槽深度,防止电极板、连接件等腐蚀。其腐蚀物会污染镀液,导致电镀不良。
(5)镀液配制时化学药品尽量纯度高,并及时分析杂质含量。另外,镀液要定时分析,过滤,并定期更换。
(6)根据模具结构形状,科学地设计合理的电流均衡板,可以有效抑制金属局部沉积过厚,保证镀层质量。
(7)在保证模具满足生产工艺的前提下,优化模具设计,特别有利于提高镀层质量。
(8)及时补充阳极,修理附件,定期清理镀槽泥渣,并进行“三废”综合治理。
(9)净化、保护工作环境,遵守工艺规程,加强操作人员责任心,避免环境、机械杂质进入镀液。
5结束语
电镀镍钨合金新技术,有着广阔的应用前景。但提高电镀质量,必须从工艺技术、生产管理等方面综合控制和管理。 (miki)
粉末冶金工艺
2019-03-06 09:01:40
1粉末制备
金属粉末的制备办法分为两大类:机械法和物理化学法。还有新研发的机械合金化法,齐法、蒸腾法、超声损坏法等超微粉末制作技能。制备办法决议着粉末的颗粒巨细、形状、松装密度、化学成分、限制性、烧结性等。
2粉末的预处理
粉末的预处理包含粉末退火、分级、混合、制粒、加光滑剂等。
(1).退火
粉末的预先退火能够使氧化物复原,下降碳和其它杂质的含量,进步粉末的纯度;一同,还能消除粉末的加工硬化、安稳粉末的晶体结构。退火温度依据金属粉末的品种而不同,一般为金属熔点的0.5~0.6K。一般,电解铜粉的退火温度约为300,电解铁粉或电解镍粉的约为700℃,不能超越900℃。退火一般用复原性气氛,有时也用真空或慵懒气氛。
(2).分级
将粉末按粒度巨细分红若干级的进程。分级使配料时易于操控粉末的粒度和粒度散布,以习惯成形工艺要求,常用标准筛网筛分进行分级。
(3).混合
指将两种或两种以上不同成分的粉末均匀化的进程。混合根本上有两种办法:机械法和化学法,广泛使用的是机械法,将粉末或混合料机械的掺和均匀而不发作化学反应。机械法混料又可分为干混和湿混,铁基等制品出产中广泛选用干混;制备硬质合金混合料则常运用湿混。湿混时常用的液体介质为酒精、汽油、、水等。化学法混料是将金属或化合物粉末与增加金属的盐溶液均匀混合;或者是各组元悉数以某种盐的溶液办法混合,然后经堆积、枯燥和复原等处理而得到均匀散布的混合物。
常需参加的增加剂,用于进步压坯强度或防止粉末成分偏析的增塑剂(汽油、橡胶溶液、白腊等),用于削减颗粒间及压坯与模壁间冲突的光滑剂(硬质酸锌、二硫化钼等)。
(4).制粒
将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序,常用来改进粉末的流动性。常用的制粒设备有振动筛、滚筒制粒机、圆盘制粒机等。
3成形
成形是将粉末转变成具有所需形状的凝集体的进程。常用的成形办法有模压、轧制、揉捏、等静压、松装烧结成形、粉浆浇注和爆破成形等。
(1).模压
即粉末料在压模内限制。室温限制时一般需求约1吨/厘米2以上的压力,限制压力过大时,影响加压东西;并且有时坯体发作层状裂纹、伤痕和缺点等。限制压力的最大极限为12—15吨/厘米2。超越极限强度后,粉末颗粒发作损坏性损坏。
常用的模压办法有单向限制、双向限制、起浮模限制等。
⑴单向限制
即固定阴模中的粉末在一个运动模冲和一个固定模冲之间进行限制的办法,单向限制模具简略,操作便利,出产功率高,但限制时受冲突力的影响,制品密度不均匀,适合限制高度或厚度较小的制品。
⑵双向限制
阴模中粉末在相向运动的模冲之间进行限制的办法,双向限制比较适合高度或厚度较大的制品。双向限制压坯的密度较单向限制均匀,但双向一同加压时,压坯厚度的中间部分密度较低。
⑶起浮限制
起浮阴模中的粉末在一个运动模冲和一个固定模冲之间进行限制,阴模由绷簧支承,处于起浮情况,开端加压时,因为粉末与阴模壁间冲突力小于绷簧支承力,只要上模冲向下移动;跟着压力增大,当二者的冲突力大于绷簧支承力时,阴模与上模冲一同下行,与下模冲间发生相对移动,使单向限制转变为压坯的双向受压,并且压坯双向不一同受压,这样压坯的密度更均匀。
4烧结
(1).烧结的办法
不同的产品、不同的功用烧结办法不一样。
⑴按质料组成不同分类。能够将烧结分为单元系烧结、多元系固相烧结及多元系液相烧结。单元系烧结是纯金属(如难熔金属和纯铁软磁材料)或化合物(Al2O3、B4C、BeO、MoSi2等)熔点以下的温度进行固相烧结。多元系固相烧结是由两种或两种以上的组元构成的烧结体系,在其中低熔成分的熔点温度以下进行的固相烧结。粉末烧结合金多归于这一类。如Cu-Ni、Fe-Ni、Cu-Au、W-Mo、Ag-Au、Fe-Cu、W-Ni、Fe-C、Cu-C、Cu-W、Ag-W等。多元系液相烧结以超越体系中低熔成分熔点的温度进行的烧结。如W-Cu-Ni、W-Cu、WC-Co、TiC-Ni、Fe-Cu(Cu>10%、Fe-Ni-Al、Cu-Pb、Cu-Sn、Fe-Cu(Cu
⑵按进料办法不同分类。分为为接连烧结和间歇烧结。
接连烧结
烧结炉具有脱蜡、预烧、烧结、制冷各功用区段,烧结时烧结材料接连地或平稳、分段地完结各阶段的烧结。接连烧结出产功率高,适用于大批量出产。常用的进料办法有推杆式、辊道式和网带传送式等。
间歇烧结
零件置于炉内静止不动,经过控温设备,对烧结炉进行需求的预热、加热及冷却循环操作,完结烧结材料的烧结进程。间歇烧结可依据炉内烧结材料的功用断定适宜的烧结准则,但出产功率低,适用于单件、小批量出产,常用的烧结炉有钟罩式炉、箱式炉等。
除上述分类办法外。按烧结温度下是否有液相分为固相烧结和液相烧结;按烧结温度分为中温烧结和高温烧结(1100~1700℃),按烧结气氛的不同分为空气烧结,维护烧结(如钼丝炉、不锈钢管和炉等)和真空烧结。别的还有超高压烧结、活化热压烧结等新的烧结技能。
(2).影响粉末制品烧结质量的要素
影响烧结体功用的要素许多,主要是粉末体的性状、成形条件和烧结的条件。烧结条件的要素包含加热速度、烧结温度和时刻、冷却速度、烧结气氛及烧结加压情况等。
⑴烧结温度和时刻
烧结温度的凹凸和时刻的长短影响到烧结体的孔隙率、细密度、强度和硬度等。烧结温度过高和时刻过长,将下降产品功用,乃至呈现制品过烧缺点;烧结温度过低或时刻过短,制品会因欠烧而引起功用下降。
⑵烧结气氛
粉末冶金常用的烧结气氛有复原气氛、真空、氛等。烧结气氛也直接影响到烧结体的功用。在复原气氛下烧结防止压坯烧损并可使表面氧化物复原。如铁基、铜基制品常选用发作炉煤气或分化,硬质合金、不锈钢常选用纯氢。活性金属或难熔金属(如铍、钛、锆、钽)、含TiC的硬质合金及不锈钢等可选用真空烧结。真空烧结能防止气氛中的有害成分(H2O、O2、H2)等的晦气影响,还可下降烧结温度(一般可下降100~150℃)。
5后处理
指压坯烧结后的进一步处理,依据产品具体要求决议是否需求后处理。常用的后处理办法有复压、浸渍、热处理、表面处理和切削加工等。
(1).复压
为进步烧结体物理和力学功用而进行的施加压力处理,包含精整和整形等。精整是为到达所需尺度而进行的复压,经过精整模对烧结体施压以进步精度。整形是为到达特定的表面形状而进行的复压,经过整形模对制品施压以校对变形且下降表面粗糙度值。复压适用于要求较高且塑性较好的制品,如铁基、铜基制品。
(2).浸渍
用非金属物质(如油、白腊和树脂等)填充烧结体孔隙的办法。常用的浸渍办法有浸油、浸塑料、浸熔融金属等。浸油即在烧结体内浸入光滑油,改进其自光滑功用并防锈,常用于铁、铜基含油轴承。浸塑料是选用聚四氟乙烯涣散液,经固化后,完成无油光滑,常用于金属塑料减摩零件。浸熔融金属可进步强度及耐磨性,铁基材料常选用浸铜或铅。
(3).热处理
对烧结体加热到必定温度,再经过操控冷却办法等处理,以改进制品功用的办法。常用的热处理办法有淬火、化学热处理、热机械处理等,工艺办法一般与细密材料类似。关于不受冲击而要求耐磨的铁基制件可选用全体淬火,因为孔隙的存在能削减内应力,一般能够不回火。而要求外硬内韧的铁基制件可选用淬火或渗碳淬火。热锻是取得细密制件常用的办法,热铸造的制品晶粒细微,且强度和耐性高。
(4).表面处理
常用的表面处理办法有蒸汽处理、电镀、浸锌等。蒸汽处理是工件在500~560℃的热蒸汽中加热并坚持必定时刻,使其表面及孔隙构成一层细密氧化膜的表面工艺,用于要求防锈、耐磨或防高压浸透的铁基制件。电镀使用电化学原理在制品表面堆积出结实覆层,其工艺办法同细密材料。电镀用于要求防锈、耐磨及装修的制件。
此外,还可经过锻压、焊接、切削加工、特种加工等办法进一步改动烧结体的形状或进步精度,以满意零件的终究要求。电火花加工、电子束加工、激光加工等特种加工办法以及离子氮化、离子注入、气相堆积、热喷涂等表面工程技能已用于粉末冶金制品的后处理,进一步进步了出产功率和制品质量。
由含钒铀矿提钒工艺实例
2019-02-19 12:00:26
美国科罗拉多的钒铀矿是美国钒的首要来历。前期以出产钒为主,铀是副产品。1943年后调整为以出产铀为主。矿石中的钒除钒钾铀矿(K2O·2UO3·V2O5·3H2O)外,还有钒云母[3(AIV)2O3·K2O·18SiO2·2H2O]及含钙钒酸盐。含U3O8约0.24%~1.23%,V2O5约0.07%~1.16%。矿石可不经焙烧,直接用碱液(Na2CO3、NaHCO3)浸取,可是浸取率低,原因在于钒云母中的钒不溶于碱溶液。为此需在氧化气氛下850℃加碱焙烧,然后再在高压釜中120℃,0.21MPa压力下浸取4~6h。钒、铀的浸取率别离可到达70%~80%、90%~95%。
美国阿特拉斯矿藏公司,选用新工艺处理米维达铀矿,工艺流程如图1所示。图1 阿特拉斯矿藏公司莫亚比铀厂工艺流程
矿石破碎至19mm,依据质料的不同,分酸浸、碱浸两条路线处理。
一、碱浸
参加Na2CO3 50~60g/L,溶液进湿球磨、水力旋流器分级,然后进稠密机。溢流回来,加碱,调理至Na2CO3 50~60g/L,再用于球磨。底流分两组,每组串联7个高压釜浸取,120℃、0.35MPa、6h。排出料浆与进料进行热交换,头两个高压釜用直接蒸汽加热。浸取后的矿浆用鼓式过滤机过滤,残渣送尾矿池。滤液进入4个串联的拌和槽,通蒸汽加热,增加NaOH,生成Na2U2O7沉积,经浓缩过滤,得铀产品。滤液通CO2气后,作为浸取液,送往提钒车间。
二、酸浸
将矿石与水在湿球磨及分级机中细磨,液固比5/1,进浮选槽回收得铜精矿。浮选后进入一段浸取槽。浸取后进入水力旋流器分级。溢流经弄清、过滤得清液。底流进2级浸取槽,用蒸汽加热,参加H2SO4,逗留21h。排料经耙式分级机,溢流用作一级浸取用液;底流过滤、洗刷后,残渣送尾矿池。1、2级的清液兼并送萃取工序。
三、萃取
萃取液加酸,调pH值至1.0~1.2。送4级混合弄清槽用叔胺先萃取铀。萃取有机相为:
成分 1号柴油 叔胺 异癸醇
% 92.5 5 2.5
萃取后有机相用碳酸钠碱液反萃得铀产品。萃取铀后的萃余水相,参加金属铁粉,使溶液的电动势降至150mV以下,使铁离子悉数还原为二价,部分钒也被还原为四价,以便进步钒的萃取率。加调停pH=2,在5个混合弄清槽中逆流萃取。有机相为
成分 1号柴油 二-2-乙基-乙基磷酸 异癸醇
% 91 6 3
萃钒后的萃余液排入尾矿池。含钒有机相用15%H2O4反萃。反萃液送沉积槽,通蒸汽加热,参加NH4Cl、NH4OH沉钒得钒酸铵。最终将钒酸铵枯燥、熔化成薄片出售。