硅铝线
2017-06-06 17:50:05
硅铝线,是一种同时使用硅和铝制作的一种铝线。硅guī(台湾、香港称矽xī)是一种化学元素,它的化学符号是Si,旧称矽。原子序数14,相对原子质量28.09,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,属于元素周期表上IVA族的类
金属
元素。硅也是极为常见的一种元素,然而它极少以单质的形式在自然界出现,而是以复杂的硅酸盐或二氧化硅的形式,广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中。硅在宇宙中的储量排在第八位。在地壳中,它是第二丰富的元素,构成地壳总质量的25.7%,仅次于第一位的氧(49.4%)。1787年,拉瓦锡首次发现硅存在于岩石中。然而在1800年,戴维将其错认为一种化合物。1811年,盖-吕萨克和Thénard可能已经通过将单质钾和四氟化硅混合加热的方法制备了不纯的无定形硅。1823年,硅首次作为一种元素被贝采利乌斯发现,并于一年后提炼出了无定形硅,其方法与盖-吕萨克使用的方法大致相同。他随后还用反复清洗的方法将单质硅提纯。铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾时,等等。有铝的氧化物与冰晶石(3NaF·AlF?)共熔电解制得。1800年意大利物理学家伏特创建电池后,1808~1810年间英国化学家戴维和瑞典化学家贝齐里乌斯都曾试图利用电流从铝钒土中分离出铝,但都没有成功。贝齐里乌斯却给这个未能取得的
金属
起了一个名字alumien。这是从拉丁文alumen来。该名词在中世纪的欧洲是对具有收敛性矾的总称,是指染棉织品时的媒染剂。铝后来的拉丁名称aluminium和元素符号Al正是由此而来。想要了解更多硅铝线的相关资讯,请浏览上海
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高硅铝合金焊接性现状
2019-01-10 09:44:15
在近年来,国内外研究者从制定、性能评定等方面对高硅铝合金做了大量研究,但对其焊接性的研究不多,很大程度上限制了硅铝合金的推广应用。随着科技的迅猛发展,研究解决高硅铝合金的焊接问题显得很有必要。高硅铝合金在航天、航空、汽车、空间技术等高科技领域具有广泛的应用,可以制造微电路封装壳体、基板及其盖板的热管器件、活塞、发动机气缸等耐磨部件。高硅铝合金具有广泛发展应用领域关键在于合金的优异特性,高硅铝具有热传导性能热膨胀系数低、机械性能良好、易于精密机加工等优点。但是由于铝和氧的亲和力非常强,易被氧化生成难熔物氧化膜。在材料的焊接中氧化膜严重影响焊缝的熔合形成。并且高硅铝中含有大量的硅,容易导致硅裂。因此高硅铝的高效、优质连接问题成为焊接领域的重点之一。 高硅铝的焊接性 在高硅铝的焊接过程中,容易出现夹杂、气孔、裂纹等缺陷,其中如何尽可能的避免氧化产生夹渣是重要研究方向。 氧化 高硅铝中的铝极易与氧亲和,生成致密的三氧化二铝薄膜,结实致密,其熔点高达2050℃,远远大于高硅铝合金的熔点,在焊接过程中,致密的氧化膜很难去除,严重影响着金属间的结合且容易造成夹渣。为了防止夹渣的出现可以采取一些措施,在焊接前清除表面的氧化膜,可以用机械清理法,也可采取化学清理法。机械清理法主要是用打磨机、锉刀、刮刀、钢丝刷打磨的方法清理氧化膜;化学清理法不仅可以清理氧化膜,还可以清理表面油污。 焊接气孔 产生气孔的气体有H2/CO/N2等。其中H是气孔的主要来源。致密的氧化膜容易吸附水分,焊接时,氢在液态铝中的溶解度为0.7ml/100g,而在660℃凝固状态时,氢的溶解度为0.04ml/100g,使原来溶于液态铝中的氢大量析出,形成气泡,又高硅铝合金本身的导热性能非常好,熔池结晶过程很快,因此冶金反应产生的气体来不及逸出熔池的表面,残留在焊缝中形成气孔。保护气体不纯及空气侵入焊接区等,也能使焊缝产生内部气体和表面气孔。而且对于粉末冶金制备的硅铝合金,在熔化焊温度下闭塞气体的含量很高,极易造成气孔缺陷。由于高硅铝焊接气孔的产生与该合金表面的氧化膜密切相关,因此要防止气孔的产生,首先焊接区域合金表面的氧化膜在焊接前必须彻底去除,另外焊接区域在焊接前容易被污染,因此焊接前注意防止污染,特别是焊接端面区域应保持洁净。要获得优质的焊接接头,还应采用合适的焊接方法、规范和保护措施进行焊接,并严格控制操作环境的湿度。 焊接裂纹 高硅铝焊接过程中,焊缝结晶凝固金属从液态金属到固态金属的过程中,熔池凝固收缩产生拉应力,在焊接凝固的初期,温度比较高,金属的流动性好,金属液体可以在已经凝固的晶粒之间自由的流动,可以填充拉应力造成的间隙,不会形成裂纹,在结晶的过程中,较先结晶的晶粒致使焊接热影响区开裂,但有研究表明,焊接熔池越小,产生裂纹的可能性越小。 另外高硅铝的合金中硅含量高,受热硅相变粗大,对合金的韧性和塑性产生不利影响,易产生应力变形和裂纹。
硅铝热冶炼钼铁的实践
2019-02-12 10:08:00
1、工艺流程
工艺流程见图1。
图1 钼铁出产工艺简图
2、炉料配方
硅铝热冶炼钼铁中,一旦焚烧反响,冶炼所需热量和反响产品全依靠本来装填的炉料供给,不需外界再供热和补添物料。所以,炉料的配比是钼铁冶炼胜败的要害。
前苏联M.A.雷斯(PЫcc)引荐炉料配方(kg):
钼焙砂(以含钼51%的钼精矿计重)100、铁矿石(含铁≥55%)18、钢屑23、铝粒3.7~5、硅铁(含硅75%)30、石灰3、萤石(CaF2>90%、SiO2<5%)3。
焚烧料由铝粒l0kg、铁矿石10kg、硝石0.lkg、镁合金屑0.2kg组成。
美国西雅丽塔(Sirrata)铜-钼矿附设冶炼厂的钼铁炉料配方(kg):
钼焙砂(含Mo量60%)1500、75%硅铁465、15%硅铁355、氧化铁300、石灰225、铝粒70、铁屑50、萤石45。
美国有关专利介绍的几种配方(kg):
原 辅 料ⅠⅡⅢ钼焙砂(钼金属量)696.8696.8696.8铁矿石(含Fe≥65%)
(Fe2O3)331.25428.8230.48钢 屑 37.52硅铁(75%Si) 356.44硅铁(50%Si)601.39 硅铁(15%Si) 273.36铝 粒62.18 53.6硅铝(50%Si、10%Al) 643.32 石 灰85.7642.88171.52石灰石 42.88 萤 石26.832.1634.84
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我国某些城镇厂商常用炉料配方(kg):
钼焙砂(含钼48%~51%)300、氧化铁皮70~90、钢屑80~95、硅铁(75%Si)80~95、铝粒16~21、硝石10~15、萤石10~20。
焚烧料配方:镁带5%~10%、硝石10%、铝粒80%。
钼焙砂含钼量改变,配方也相应改变。当用低质量钼精矿焙烧成的钼焙砂冶炼钼铁时,因焙砂中二氧化硅含量增加,炉渣会变粘;三氧化钼含量下降,反响放热量会下降。为保证冶炼能正常进行,炉料往往要削减硅铁份额,增加铝粒用量,这样,反响生成的氧化铝增多、二氧化硅削减,炉渣再不会因焙砂中硅高而变粘。一起,复原平等氧化钼时,用铝比用硅开释热量多,以铝替代部份硅铁,也可补偿焙砂中氧化钼量削减对炉温的影响。
3、质料与辅料的质量要求
硅铝热法反响敏捷,炉渣凝结很快,熔炼时缺少精粹进程。这就要求炉料的均匀性和质料有害杂质含量少。
钼焙砂:由钼精矿氧化焙烧而成质量契合产品标准时,钼含量可偏低,但硫磷含量要小于0.05%,粒度不该大于2mm。
硅铁:含硅75%,亦可选用合金或50%硅铁、15%硅铁,但要求严厉,其含量均应小于0.05%。粒度不该大于0.8mm,一般约为钼焙砂粒径的1~1.7分之一以下。
铝粒:氧化铝应小于5.0%,硫、磷含量不大于0.05%,粒度不大于2mm。
氧化铁(Fe2O3):可所以铁矿石,也可所以氧化铁皮,含铁量应不小于65%,硫、磷含量低于0.05%,粒度不大于3mm。
钢屑:为机械加工废屑,要求含碳低于0.25%,硫、磷低于0.05%,并且是不再含其他合金元素的碳素钢的钢屑。
萤石:含CaF2不低于90%~95%,SiO2不高于5%,硫、磷杂质低于0.05%,粒度不大于2mm。
石灰:含CaO不低于90%,硫、磷杂质低于0.05%,粒度不大于3mm。
硝石、镁带到达各自标准,硝石粒度小于2~3mm。
前苏联研讨了硅-铝-铁合金替代硅铁和铝粒的工艺,该合金Si+Al量不小于70%,铝含量10%~14%。
美国亦有用50%硅铁或结晶硅的废料(金属硅)替代75%硅铁,用量可参照70%硅铁折算。
4、熔炉
硅铝热冶炼钼铁的熔炉由炉筒、炉台、炉盖和收尘器组成。
炉筒外壳为5~7mm厚锅炉钢板卷成的圆柱形筒体。内部砌衬一层约100~150mm厚耐火砖,并涂敷一层耐火泥。
炉简的巨细视工厂出产规模而定。国外报导的熔炉,每炉增加6批炉料(每批含钼焙砂700kg),产出3t多钼铁。我国常见炉筒中,外径2m的炉筒,每炉可加八批炉料(每批含钼焙砂300kg下同),约产2t钼铁;外径1.5m的炉筒,每炉可加四批炉料,约产1t钼铁;外径1.2m炉筒,每炉可加两批炉料,约产0.5t钼铁;可见到的最小炉简的外径仅0.9~1.0m,每炉只加一批料,约产250kg钼铁。炉子若再缩小,所加炉料太少,反响开释热量也大为下降,而热损耗和大炉筒的附近(炉子表面减小并不大)。反响后,炉温下降敏捷,对出产极晦气,乃至使出产难以保持。[next]
炉台分固定炉台与移动式炉台——小平车两种。
移动式炉台是一个铺满型砂的钢制小平车,型砂的厚度一般在25~30cm以上,炉筒竖在砂基上。炉筒底部作成砂窝供积存熔融的钼铁。如图2所示。
图2 焙炉示意图
预先将小平车牵引入车间备炉、装料。然后将小平车牵引到冶炼场所焚烧,反响至熔炼完毕。再将小平车牵引回车间,吊开炉筒,取出钼铁块。
移动式炉台节约固定炉台所需巨大车间和一整套除尘、收尘设备。建厂出资小,上马快,多为城镇厂商所选用。但难防止反响阶段的烟尘污染。
固定式炉台是砂基不在小车而在固定台基上放置。此刻,炉筒用砌衬耐火砖的炉盖盖严,炉盖上留有排烟孔,烟、尘由此排出进入电收尘器,经收尘后的废气排空.加盖的熔炉可下降冶炼的热丢失,铝粒耗量也会稍有下降,渣中、尘中钼丢失也大为下降,一起,对环境保护有利。仅仅建厂出资会增多,正规中型钼铁厂广为选用。
5、钼铁冶炼进程
预备阶段:备料、配料;备炉,装炉。如前述,硅铝热对质料的含杂和粒度要求严厉,备料正是按此要求处理原、辅料的进程。此刻,应将硅铁破碎并磨细;萤石破碎或碾碎;钢屑烧去表面的油污…。然后,严厉按炉料配比配料。国内习气每批料按300kg钼焙砂制造进混料机,拌和均匀后的炉料可装入预备好的炉筒中。按炉子巨细,加够所需料批数。炉料装入高度,应低于炉筒上缘300mm。M. A.雷斯介绍,炉料装炉后应捣实,这样可使冶炼的钼收回率进步0.1%,合金本钱下降7卢布/t。在装完炉料后,在顶部扒一小坑,放上焚烧料。预备工作到此完毕。
冶炼阶段:焚烧、反响、冷静、放渣、冷却、取出钼铁。焚烧是使用镁带与硝石间剧烈焚烧使炉料部分到达反响温度。焚烧只需一星明火——比方一根火柴,即可使下列反响剧烈进行:
1Mg+NaNO3=1MgO+1Na2O+NO2↑222
炉料反响时刻很短,从焚烧到反响完毕仅需20~40min。开端,反响刚进行,炉内冒出小而淡的烟气,随炉温升高反响愈来愈剧烈,烟气变得又多又浓,随后,一股烈火由炉口冲天而起,火柱高达数米,保持约l0min,此刻,炉料的氧化反响达最强烈阶段,炉温达1850~1950℃乃至2000℃以上。随后,因未反响的残存炉料所剩不多,反响变缓,火苗渐息,直至反响完毕,烟、火悉数消失。
钼铁冶炼时烟气是否很多而均匀冒出,是炉况正常与否的特征。烟气少而不匀,阐明炉温较低,应调整炉料配比,加大铝、硝石用量。
冷静是反响完毕后,炉内液体产品中钼铁与炉渣别离的进程。因为钼铁密度远比炉渣的密度大,此刻钼铁液滴沉降,在炉底堆积于砂窝中。炉渣浮于其上。
冶炼钼铁的冷静时刻一般为40~60min,随炉渣熔点等而变。此刻,因热耗散引起了炉温下降,炉渣流动性也随之下降。在不影响放渣前提下,冷静时刻长点好。
放渣:通过冷静,钼铁已与炉渣别离,捅敞开渣口,上部炉渣(液态)流出,此刻仅放出大部分而非悉数的炉渣。放渣时,可由炉渣的形状和色彩判别出熔炼进程的状况是否正常:当炉渣过稀不成丝,冷凝后呈暗黑色时,是炉渣中铁的氧化物含量过高的特征。此刻,钼铁中钼和硅含量偏高,混有非金属夹杂物。当炉渣中含很多金属顺粒时,阐明炉渣太粘。当放渣时呈现渣丝,在盛渣罐中冷凝时稍稍兴起,炉渣冷却后呈玻璃状,色彩浅蓝到暗黑色,金属颗粒含量很少,此刻,熔炼才是正常的。
冷却:待放完渣后,吊去炉筒,合金块在砂窝中静置、冷却4~6h,待钼铁充沛冷却后,取出精整。因钼铁硬度大,破碎困难,对小厂商,往往吊去炉筒后仅冷却1~2h,此刻钼铁早已凝块,用爪钓从砂窝中将其抓出,敏捷放进水槽冷淬。经冷淬的钼铁已胀碎成小块,浮渣也与之别脱离,取出精整。[next]
精整:是将钼铁破碎成要求的块度,除掉炉渣和底部砂壳,按所含钼档次分级、包装,入库成为终究产品。
精整时,也可通过钼铁的断面,判别产品质量:若钼铁断面有亮光的“星点”时,阐明产品含硫较高;若钼铁断面有光泽,呈镜面亮光状时,阐明钼铁含硅量较高。这都需调整炉料配比来纠正。
由电收尘器或布袋除尘所收粉尘,往往还含10~20%钼,一起含有Bi、Pb、Zn、SiO2、FeO、A12O3等物质。M. A.雷斯对前苏联熔炉电收尘器所收回粉尘的分析:
Mo12%~13%、Bi 3%~3.5%、Pb 6%~10%、Zn 9%~10%、Cu 0.5%、Sn 0.05%、SiO215%~17%、FeO10%~12%、CaO1.5%~2.0%、Mg 2%~5%,A12035%~7%及其他。粉尘量(加盖熔炉)为钼焙砂量的3%,粒度很细,一般经造团后用电炉熔炼以收回。
钼铁出产最重要间题是保证钼的使用率。前苏联收回烟尘和部分废料,钼收回率达98.75%。
冶炼进程的物料平衡见表1,热平衡见表2。
表1 钼铁熔炼中物料平衡表
元素收入项与分配(%)开销项与分配(%)钼精矿75%硅铁铝粒铁矿萤石铁屑算计钼铁炉渣浮渣底壳平衡炉瘤蒸发算计Mo100 10094.970.320.113.26-1.00.140.20100Fe5.0016.560.0230.95 47.3710077.703.4813.583.50 1.00 Cu86.404.450.351.630.177.01100 74.583.463.51 0.76 Pb100△微△微 100 3.544.760.62 0.3843.55100Zn93.63 0.0230.71 5.67100 0.942.261.98-46.040.2041.45100Sb83.817.662.282.563.69 100 21.40 5.80-52.161.150.14 Sn100微微△微 10061.50 +26.40 Bi100△△△△ 1000.69 1.21-58.600.09739.40 As100△△△△ 100 △
表2 钼铁熔炼热平衡表
收入项收入热量开销项开销热量KJ%KJ%炉料代入41777.90.25合金热4424151.326.26反响放热(包含Mo、Fe、FeSi2、MeMoO4…生成放热)16662996.299.75炉渣热9685629.957.49热损耗2736606.916.25炉衬蓄热1452605.653.07炉壳蓄热4262.70.17炉渣面幅射热1243986.545.45炉壳幅射对流1060.60.04烟气与粉尘34687.61.27差 值-141613.70.85合 计16704774.1 总 计16704774.1100.00
高硅铝合金快速凝固的成分和性能
2018-12-27 16:25:57
合金成份状态凝固工艺σb/MPaσ0.2/Mpaδ/%a/μm.(m.k)-1Al-12Si-1.1Ni热挤离心雾化33325313 Al-12Si-7.5Fe热挤气体雾化3252608.5 Al-20Si-7.5Fe热挤气体雾化3802602 Al-25Si-3.5Cu-0.5Mg热挤多级雾化376 17.4x10-6Al-20Si-5Fe-1.9Ni热挤气体雾化414 1 Al-17Si-6Fe-4.5Cu-0.5Mg热挤喷射沉积550460117.0x10-6Al-20Si-3Cu-1Mg-0.5Fe热挤+T6气体雾化535 Al-25Si-2.5Cu-1Mg-0.5Mn锻造气体雾化490 1.216.0x10-6
PCD刀具切削SAE327硅铝合金工艺研究
2019-01-15 09:49:27
1 SAE327的材料特点和切削难点
SAE327为铸造硅铝合金,是制冷压缩机连杆的主要材料。主要元素含量Si7~8.6%。Cu1~2%,Mg0.25%~0.6%,Mn0.5%~0.8%。抗拉强度>230MPa,硬度110~130HB,延伸率>1%。其晶格由高塑性的Al和高脆性的初晶Si组成。切削加工时,Al的塑性大,熔点低,易在工件表面与刀尖接触处产生积屑瘤,随后与破碎的初晶Si一起使工件部分表皮剥落,形成刀痕,使工件表面粗糙度变差。同时由于高硬度的Si含量较高,刀具也容易磨损。目前对压缩机效率值COP的要求不断提高,为减少往复式活塞压缩机内摩擦并降低输入功率值,连杆孔与曲轴间需要保证极小的摩擦系数和很高的表面接触率,要求圆度≤2µm,表面粗糙度≤Ra0.4,尺寸精度≤2µm,使用传统切削办法很难达到如此高的要求,因而在压缩机零件中一直是较为难加工的铝合金材料。
2 PCD的基本特点及高速干切削技术
随着聚晶金刚石(PCD)刀具技术和高速切削技术的发展,针对SAE327的切削性能,我们使用PCD刀具对连杆孔进行高速干式镗削,较好地解决了问题。PCD材质稳定,使用性能可以预测,故比天然金刚石更合适于作为切削刀具。PCD具有目前较高的硬度和耐磨性,具有非常锋利的刀刃,有很好的导热性,线膨胀系数很小,摩擦系数也小。但其主要缺点是强度低,脆性大,抗冲击能力差。因此一般不用于断续切削和重负荷切削。采用PCD刀具加工铝合金时,由于金刚石硬度高,表面与金属亲和力小,且刀具一般抛光成镜面,不易产生积屑瘤,加工尺寸稳定性以及表面质量都很好。在Ra0.02~0.32µm的条件下,可获得5~7级精度。
铝合金传热系数高,线膨胀系数大,在加工过程中会大量吸收切削热,使工件发生热变形,而且铝合金硬度和熔点都较低,因此加工过程中切屑容易与刀具发生“胶焊”或粘连,形成积屑瘤,这都是传统铝合金干切削中遇到的较大难题。解决的较好办法是采用高速干切。高速切削中,95%的热量都传给了切屑,切屑在与前刀面接触的界面上会被局部熔化,形成一层极薄的液态膜,因而切屑很容易在瞬间被切离工件,大大减少切削力和产生积屑瘤,而且工件基本可以保持常温。既可以提高生产率,又改善了表面质量。
3 PCD镗刀加工SAE327的切削性能
我们使用PCD刀具对SAE327进行高速干镗孔,经过反复切削试验对其工艺进行摸索和总结。加工连杆孔的情况基本如下:同一只镗刀中,硬质合金刀头用于粗加工,PCD刀片精加工,单边余量为0.05mm。连杆组件大孔中间两边有0.5mm的缝隙,孔表面中间有f5mm油孔,由于加工表面非连续,应属于断续切削。无切削液的干切,有压缩空气喷射清除切屑。
1)切削速度的影响
切削试验表明,PCD切削速度与SAE327孔表面粗糙度关系很大。在实际生产中,为保证较低的表面粗糙度,可以采用较高的切削速度。但切削速度达到一定程度之后,由于高速条件下系统刚性和平衡性问题,表面粗糙度不但无法再继续下降,反而略有升高,而且机床功率要增加很多。所以一般情况下经济切削速度维持在140~180m/min之间即可,追求过高的切削速度是没有必要的。
2)进给速度的影响
试验表明,PCD进给速度与SAE327孔表面粗糙度之间有一定的关系。为综合保证较低的表面粗糙度和较高的生产率,选择合适的进给速度是重要的,应避开粗糙度为较高点时的进给速度。合适的进给速度也与PCD的刀具角度和刀尖型式有关。
3)刀具几何型式的影响
针对PCD的脆性缺点,而且我们加工剖分式连杆,孔中间有一定的缝隙,因此刀刃的几何参数应该尽量考虑减小崩刃的可能。一般刀尖顶刃形式分为小圆弧、大圆弧、直线形、多边形折线。切削实际表明:顶刃小圆弧的挤光作用对表面粗糙度的下降是有益的。虽然此时PCD刀尖不锋利,但切削效果却比锋利时还要好些。此时粗糙度由原来的Ra0.3~0.33µm降低到Ra0.15~0.18µm,这对提高连杆与曲轴之间的表面接触率,减少摩擦是有利的。精切SAE327时,可选择PCD镗刀的前角g00°,后角a010°~15°,主偏角kr=50°~70°,刃倾角ls=0°。安装时镗刀头安装孔对镗刀杆中心可以有偏心以保证实际切削的前角更大些。
4)刀具与机床系统
PCD高速切削系统是一个复杂的综合系统,除了PCD刀具自身外,仍需要注意切削系统的其它部分。机床主轴与刀具的接口是非常关键的环节,它直接影响加工精度的稳定性。我们将连杆镗床镗刀柄与机床主轴的接口采用HSK32C。其主要优点是:采用锥面与端面过定位的结合形式,能有效地提高结合刚度;具有良好的高速性能;1:10锥度与7:24锥度相比较短,楔形效果好,故有较强的抗扭能力,且能抑制因振动产生的微量位移,这一点对系统刚性非常重要。
生产事实证明,使用HSK刀柄具有较高的重复安装精度,对于提高离机对刀与上机后的一致性和增加刀具与主轴的配合刚性,其作用是关键的。同时为提高刀具系统的刚性,在满足容屑和排屑的情况下,尽量使刀杆直径与被加工孔直径接近。
我们对连杆精镗床进行了主轴的改进,配置径向和轴向液体静压轴承,刚度高,承载能力强,阻尼特性好,切削试验表明:配置静压轴承效果是很好的,提高静压压力对加工出较高的表面质量是有利的。较终确定使用高压齿轮泵供油,压力高达4.5MPa,主轴近端径向跳动
4工艺系统中需要注意的其它问题
防止高速切削振动:对高速回转的镗刀进行动平衡。减少高速旋转时由于刀具不平衡量造成的离心力振动,对提高工件表面质量是必要的,切削实际表明:经过动平衡的PCD镗刀系统与不经平衡的刀具系统相比,表面粗糙度下降Ra9,1~0,5mm,并有效减少了表面波纹度。
在实际加工中,连杆孔表面有时出现波纹。表面波纹度是介于形状误差和粗糙度之间的一种中间状态,目前还无标准明确判定。产生的主要原因是加工系统的微振动。在高速切削中,由于系统刚性不足造成的往往是表面波纹。除刀具本身结构刚度和平衡性影响之外,其中结合面之间的接触刚度是主要原因。除了主轴HSK接口外,试验表明:使用组合可调节式镗刀比较容易出现波纹,而使用整体式镗刀出现的此类情况较少。如要避免表面波纹,应尽量避免采用模块组合式镗刀。一般组合镗刀虽然微调节方便,但由于制造精度限制及不能预紧,在高速加工时会发生由于结合面之间接触刚度不足造成的颤振,影响表面质量,严重时还会影响尺寸精度,对大批量生产非常不利。整体式刀具在这点上就有其优势,一旦调整好基本可以长时间地放心使用。
对于高速旋转的刀具,消除或减弱产生自激振动的因素是非常重要的。在实际生产中比较简单有效的方法是适当减小后角a0,在后刀面上磨出消振棱增加切削阻尼,镗孔时使刀尖低于工件轴线获得小后角。顶刃磨出小圆弧也提高了切削系统的阻尼特性。
高硅铝的焊接方法
2018-12-19 17:39:50
能够连接高硅铝的焊接方法有:熔化焊、钎焊和固相焊接三大类。熔化焊接的接头性能差,一般采用快速热循环和低热输入的高能量密度焊,包括电子束焊和激光焊,有助于减少熔化焊所引发的缺陷,因此近年来在这方面开展的研究较多。钎焊方法是在母材金属不熔化情况下,通过钎料熔化后填满间隙,并与母材金属之间发生溶解、扩散等冶金作用的金属焊接方法。固态焊接技术是指对焊件表面清理后,施加静态或动态压力,加热或不加热,在母材不熔化情况下使两种材料发生固相结合的焊接方法。摩擦焊、扩散焊、爆炸焊、超声波焊等均属此类。高硅铝合金可用的压焊方法有:摩擦焊、真空扩散焊等。 激光焊接 已有研究表明,高硅铝材料需要采用功率较低的熔焊方法连接,由于合金中的Si元素含量较高,焊缝金属组织中会形成针状共晶硅和粗大板状多角形的初生硅,严重割裂基体;近缝区的金属易产生过热、晶粒长大的现象,导致焊接力学性能显著降低而失去使用价值。而激光焊接具有功率密度大、焊缝深宽比例大、热影响区小、工件收缩和变形较小、焊接速度快等优点,这种焊接方法适合高硅铝的焊接。张伟华等人研究了ZL109硅铝合金CO2激光焊接接头的组织和性能,获得了焊接组织致密、晶粒细小的接头,焊接的热输入对接头力学性能有显著的影响,热输入增大,接头抗拉强度和断后伸长率均先增加后降低,当热输入为44J/mm抗拉强度和断后伸长率达到最大值,分别为121.2MPa和4.3%。 电子束焊接 电子束焊接时利用高电场产生的高速电子,经聚焦后形成电子流,撞击被焊金属的焊接部位,将其动力转化为热能,使被焊金属熔合的一种焊接方法。电子束流具有能量密度高、穿透能力强、焊缝深宽比大、焊接速度快、输入能量较小,因此热影响区小、焊接变形小。所以,电子束焊接质量好,焊缝力学性能高。石磊等人将AlSi12CuMgNi铝合金挤压铸造的活塞顶圈和锻造的活塞裙进行真空电子束焊接,对优化工艺条件下焊接接头的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,接头成形良好,没有明显的热影响区,焊缝狭窄;焊缝区域主要由细小的α-Al相、α+Si共晶体、初晶硅以及Mg2Si等强化相组成;焊缝中心组织为细小的等轴晶和树枝晶;熔合区组织主要为柱状晶。接头强度不低于挤压铸造母材,焊缝硬度高于母材;焊接接头的拉伸断口断面上分布大量撕裂棱和解离面,呈脆性断裂。 钎焊 钎焊和熔焊方法不同,常规钎焊是采用(或过程中自动生成)比母材熔化温度低的钎料,操作温度采取低于母材固相线而高于钎料液相线的一种焊接技术。钎焊时工件常被整体加热或者钎缝周围大面积均匀加热,因此工件的相对变形量以及焊接接头的残余应力都比熔焊小得多。在现在制造业中高硅铝材料一般都用在航空航天机械制造业中的高精密器件。对于这些器件采用钎焊方法焊接,对工件的影响也是最小的。由于高硅铝合金中含有硬质硅相,钎料对该系列材料的润湿性能较差,用普通的软钎焊方法难以实现有效连接,侯玲等人在进行高硅铝钎焊试验中采用了在65Si35A1合金基体上进行先化学预镀Ni,再分别镀Ni-Cu-P、Au和Cu层的方法,有效地改善了它的软钎焊性能。采用Sn-Pb、Sn-Ag-Cu、Sn-In、Sn-Bi几种软钎料对不同镀层的65Si35Al合金试样进行炉中软钎焊试验分析,内容包括利用金相显微镜、带有能谱分析(EDS)功能的扫描电子显微镜等测试手段,对焊接接头的微观组织结构及形貌、物相成分等进行检测,探讨了钎焊工艺参数对65Si35Al合金的钎焊接头质量的影响,分析了接头产生宏观缺陷和微观缺陷的原因以及钎料对不同镀层润湿性能的差别。 摩擦焊 摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热,使端部达到热塑性状态,然后迅速顶锻,完成焊接的一种方法。这种焊接方法的研究时间并不长,是1991年提出的工艺,但是也得到了很快的发展。N.ARODRIRIGUEZ等人研究了A319和A413铝硅铸造合金的摩擦焊接。实验结果表明在焊接焊缝区中粒子间距降低,相应的硬度也得到了提高。季亚娟等人研究了ZL114A铝合金在不同参数的条件下搅拌摩擦焊接头的硬度、组织及力学性能。实验结果:焊接中心区域的组织是细小的等轴晶。硅粒子在焊接过程中得到了细化,也均匀的布满于整个焊缝区,焊缝的晶粒细小、均匀而致密,未观察到气孔裂纹等缺陷。 扩散焊接 扩散焊接是借助于高温下相互接触着的材料之间有局部的塑性变形,表面间的紧贴和表面之间的互扩散而产生金属键的结合,从而获得一定形式的整体接头。原子间的相互扩散是实现扩散连接的基础,扩散焊需要采用较大的压力,配合面精度要求高,对于复杂构件很难均匀加压,甚至还需昂贵和复杂的夹具,因此,扩散焊的要求比较高端。扩散焊可以分为异种材料扩散焊、同种材料扩散焊、加中间层扩散焊、超塑性成形扩散焊、等静压扩散焊、过渡液相扩散焊(TLP)等,其中过渡液相扩散焊(TLP)结合了钎焊和固相扩散焊二者优点形成了新的连接方法,其原理是将与基体材料相匹配的中间层合金置于连接面,国内外学者开始了对这种方法深入的研究。国内对TLP的研究尚处于起步阶段,主要是针对一些异种难焊金属的焊接工艺。与国内所作的研究相比,国外的研究方向要广一点,不仅涉及了工艺的研究,更多的是对TLP焊接的模拟,对TLP工艺实现的一些关键因素进行了重点研究。目前国内外对TLP的研究主要有以下几个方面:山东电力研究院工程师王学刚等采用自行研制的Fe—Ni—Si—B系非晶金属箔带作为中间层材料和TLP工艺,在开放式气体保护环境下焊接电站常用钢管,可获得连续均匀的焊缝组织和优于手工熔化焊的力学性能。工艺参数中包括中间层材料、加热温度、保温时间、压力及对焊接端面要求。刘黎明、牛济泰等人采用真空扩散焊焊接铝基复合材料SiCw/606Al,通过系列试验研究,结果表明:该种材料扩散焊时,焊接温度是影响接头强度的主要工艺参数,当焊接温度介于基体铝合金液-固两相温度区间时,结合面上出现了液态基体金属,可获得较高的接头强度。国内外有不少研究人员从事扩散焊接的研究,但对硅铝合金扩散焊研究并不多,在这方面研究前景和探索空间比较长远。 高硅铝合金在航天、航空、汽车、空间技术等领域发挥着重要的作用,对高硅铝合金的研究越来越深入,在高硅铝合金发展与应用中,与之相关的焊接方法、焊接技术投入更多研究也是一大趋势。这些领域的应用对高硅铝的焊接接头性能要求非常高,再加上高硅铝材料含硅高、易氧化的特性,这对高硅铝焊接技术、焊接方法要求也非常高,一般的熔焊和钎焊焊接出来的接头在有些应用上达不到焊件的焊接要求,采用更先进的焊接方法——扩散焊是硅铝合金焊接研究的趋势。
喷射成形高硅铝合金产品开拓创新
2019-01-14 13:50:25
国内材料学科研究十余年的新型电子封装材料--喷射成形高硅铝合金,现已走出实验室,实现产业化。率先迈出这一步是位于重要镇江经济技术开发区的江苏豪然喷射成形合金有限公司。 高硅铝合金材料在国内实现量产,标志着国外长期以来对此类合金的技术封锁和出口限制已被打破。这也是该公司继国内实现喷射成形高性能铝合金产业化后的又一突破。 该公司董事长张豪博士及其技术团队拥有该合金材料制备工艺、技术的自主知识产权;投入生产的喷射成形产业化装备及其自动化控制系统,也由该技术团队自主研发制造,具有自主核心技术,填补了国内此类装备研制的空白。该公司的铝合金喷射成形产业化装备,已被江苏省经信委认定为全省首批首台套重大装备及关键部件。 喷射成形硅铝合金电子封装材料具有与芯片相匹配的热膨胀系数、高热传导率、低密度和高刚度的特性,主要应用领域为高端电子和精密光学器件等行业。该公司现已投产的装备可以生产含硅量27-70%、Φ300mm×1200mm的硅铝合金圆锭。以含硅量50%的合金材料与钢对比,减重2/3以上,导热性率提高两倍,热膨胀系数则相同。该合金材料已经某电子研究所使用,材料的膨胀系数、热导率、强度、气密性及密度等性能指标达到或超过国际同类产品水平,并验证了该材料的机加工、焊接、表面处理等工艺性能,可满足实际应用的需要。 运用喷射成形技术制备金属材料,在国外已有30年以上的历史,但长期以来此项技术及产品被封锁、控制。在中南大学获得材料学博士学位的张豪,投身于该技术的研究已有近20年,已经掌握了以喷射成形技术生产高性能铝合金、铝硅合金电子封装材料、高速工具钢三类新材料的核心技术和自主知识产权。该公司还制定了国内首部喷射成形铝合金企业标准,并承担着制定国家首部喷射成形铝合金材料行业标准的任务。
碳的知识
2019-03-12 11:03:26
碳是一种非金属元素,坐落元素周期表的第二周期IVA族。它的化学符号是C,它的原子序数是6,电子构型为[He]2s22p2。碳是一种很常见的元素,它以多种方法广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人知道和运用,碳的一系列化合物——有机物更是生命的底子。拉丁语为Carbonium,意为“煤,木炭”。汉字“碳”字由木炭的“炭”字加表固体非金属元素的石字旁构成,从 炭字音。性状碳单质通常是无臭无味的固体。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构,外观、密度、熔点等各自不同。 碳的单质已知以多种同素异形体的方法存在:石墨莫氏硬度:石墨1-2 金刚石 10金刚石富勒烯(Fullerenes,也被称为巴基球)无定形碳(Amorphous,不是真的异形体,内部结构是石墨)碳纳米管(Carbon nanotube)六方金刚石(Lonsdaleite,与金刚石有相同的键型,但原子以六边形摆放,也被称为六角金刚石)赵石墨(Chaoite,石墨与陨石磕碰时发生,具有六边形图画的原子摆放)黝矿结构(Schwarzite,因为有七边形的呈现,六边形层被歪曲到“负曲率”鞍形中的设想结构)纤维碳(Filamentous carbon,小片堆生长链而构成的纤维)碳气凝胶(Carbon aerogels,密度极小的多孔结构,相似于熟知的硅气凝胶)碳纳米泡沫(Carbon nanofoam,蛛网状,有分形结构,密度是碳气凝胶的百分之一,有铁磁性)最常见的两种单质是高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨,它们晶体结构和键型都不同。金刚石每个碳都是四面体4配位,相似脂肪族化合物;石墨每个碳都是三角形3配位,能够看作无限个环稠合起来。常温下单质碳的化学性质比较安稳,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。同位素现在已知的同位素共有十二种,有碳8至碳19,其间碳12和碳13属安稳型,其他的均带放射性,傍边碳14的半衰期长达五千多年,其他的均全缺乏半小时。在地球的自然界里,碳12在全部碳的含量占98.93%,碳13则有1.07%。C的原子量取碳12、13两种同位素丰度加权的均匀值,一般核算时取12.01。碳12是国际单位制中界说摩尔的规范,以12克碳12中含有的原子数为1摩尔。碳14因为具有较长的半衰期,被广泛用来测定古物的时代。成键碳原子一般是四价的,这就需求4个单电子,可是其基态只要2个单电子,所以成键时总是要进行杂化。最常见的杂化方法是sp3杂化,4个价电子被充分运用,均匀散布在4个轨迹里,归于等性杂化。这种结构彻底对称,成键今后是安稳的σ键,并且没有孤电子对的排挤,十分安稳。金刚石中全部碳原子都是这种以此种杂化方法成键。烷烃的碳原子也归于此类。根据需求,碳原子也能够进行sp2或sp杂化。这两种方法呈现在成重键的情况下,未经杂化的p轨迹垂直于杂化轨迹,与邻原子的p轨迹成π键。烯烃中与双键相连的碳原子为sp 2杂化。因为sp2杂化能够使原子共面,当呈现多个双键时,垂直于分子平面的全部p轨迹就有或许相互堆叠构成共体系。是最典型的共体系,它现已失去了双键的一些性质。石墨中全部的碳原子都处于一个大的共体系中,每一个片层有一个。化合物碳的化合物中,只要以下化合物归于无机物:碳的氧化物、硫化物:(CO)、二氧化碳(CO2)、(CS2)、碳酸盐、碳酸氢盐、一系列拟卤素及其拟卤化物、拟卤酸盐:(CN)2、氧,硫。其它含碳化合物都是有机化合物。因为碳原子构成的键都比较安稳,有机化合物中碳的个数、摆放以及替代基的品种、方位都具有高度的随意性,因而造成了有机物数量极端繁复这一现象,现在人类发现的化合物中有机物占绝大多数。有机物的性质与无机物大不相同,它们一般可燃、不易溶于水,反响机理杂乱,现已构成一门独立的分科 有机化学。散布碳存在于自然界中(如以金刚石和石墨方法),是煤、石油、沥青、石灰石和其它碳酸盐以及全部有机化合物的最主要的成分,在地壳中的含量约0.027%。碳是占生物体干重份额最多的一种元素。碳还以二氧化碳的方法在地球上循环于大气层与平流层。在大多数的天体及其大气层中都存在有碳。发现金刚石和石墨史前人类就现已知道。 富勒烯则于1985年被发现,此后又发现了一系列摆放方法不同的碳单质。同位素碳14由美国科学家马丁·卡门和塞缪尔·鲁宾于1940年发现。单质的精粹金刚石金刚石即钻石能够找到会集的块状矿产,挖掘出来时一般都有杂质。用别的的钻石粉末将杂质削去,并打磨成形,即得制品。一般在切削、打磨过程中要损耗掉一半的质量。石墨用处在工业上和医药上,碳和它的化合物用处极为广泛。丈量古物中碳14的含量,能够得知其时代,这叫做碳14断代法。石墨能够直接用作炭笔,也能够与粘土按必定份额混合做成不同硬度的铅芯。金刚石除了装修之外,还可使切削用具更尖利。无定形碳因为具有极大的表面积,被用来吸收毒气、废气。富勒烯和碳纳米管则对纳米技术极为有用。碳是钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而构成很多化合物,在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。碳化合物一般从化石燃猜中取得,然后再别离并进一步组成出各种生发日子所需的产品,如乙烯、塑料等。理化特性整体特性元素称号:碳元素符号:C元素类型:非金属元素原子量:12.01质子数:6中子数:7原子序数:6所属周期:2所属族数:IVA电子层散布:2-4密度、硬度 密度为3.513 g/cm3(金刚石)、2.260 g/cm3(石墨)(20 ℃)、0.5 (石墨)10.0 (钻石)色彩和表面 黑色(石墨)无色(钻石)地壳含量 无数据原子特点原子量 12.0107 原子量单位原子半径(核算值) 70(67)pm共价半径 77 pm范德华半径 170 pm电子构型 [氦]2s22p2电子在每能级的排布 2,4氧化价(氧化物) 4,3,2(弱酸性)晶体结构 六方(石墨)立方(钻石)物理特点物质状况 固态(反磁性)熔点 熔点约为3 550 ℃(金刚石)沸点 沸点约为4 827 ℃(提高)摩尔体积 5.29×10-6m3/mol汽化热 355.8 kJ/mol(提高)熔化热 无数据(提高)蒸气压 0 帕声速 18350 m/s其他性质电负性 2.55(鲍度)比热 710 J/(kg·K)电导率 0.061×10-6/(米欧姆)热导率 129 W/(m·K)榜首电离能 1086.5 kJ/mol第二电离能 2352.6 kJ/mol第三电离能 4620.5 kJ/mol第四电离能 6222.7 kJ/mol第五电离能 37831 kJ/mol第六电离能 47277.0 kJ/mol最安稳的同位素同位素 丰度 半衰期 衰变方式 衰变能量MeV 衰变产物12C 98.9 % 安稳13C 1.1 % 安稳14C 微量 5730年β衰变 0.156 14N在没有特别注明的情况下运用的是国际标准基准单位单位和标准气温和气压碳,原子序数6,原子量12.011。元素名来历拉丁文,情愿是“炭”。碳是自然界中散布很广的元素之一,在地壳中的含量约0.27%。碳的存在方法是多种多样的,有晶态单质碳如金刚石、石墨;有无定形碳如煤;有杂乱的有机化合物如动植物等;碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同,各有各的外观、密度、熔点等。常温下单质碳的化学性质比较安稳,不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂;不同高温下与氧反响,生成二氧化碳或;在卤素中只要氟能与单质碳直接反响;在加热下,单质碳较易被酸氧化;在高温下,碳还能与许多金属反响,生成金属碳化物。
几种快速凝固高硅铝合金的成分和性能
2019-01-02 14:54:40
合金成份状态凝固工艺σb/MPaσ0.2/Mpaδ/%a/μm.(m.k)-1Al-12Si-1.1Ni热挤离心雾化33325313 Al-12Si-7.5Fe热挤气体雾化3252608.5 Al-20Si-7.5Fe热挤气体雾化3802602 Al-25Si-3.5Cu-0.5Mg热挤多级雾化376 17.4x10-6Al-20Si-5Fe-1.9Ni热挤气体雾化414 1 Al-17Si-6Fe-4.5Cu-0.5Mg热挤喷射沉积550460117.0x10-6Al-20Si-3Cu-1Mg-0.5Fe热挤+T6气体雾化535 Al-25Si-2.5Cu-1Mg-0.5Mn锻造气体雾化490 1.216.0x10-6
硅铝新型保温材料产品特点
2019-03-01 14:09:46
1、该产品充分利用再生资源、节能环保。 2、不焚烧、不空鼓、无接缝、初凝快,直接与底层粘结,构成一体保温体系,结构结实。然后大幅提高了保温功能。 3、粘结才能强、不开裂、冷、热桥变形系数小,在该保温体系结构中,可不用在底层墙体上涂刷界面剂和运用抗裂玻纤网格布。保温层施工厚度在120mm内,可当日接连施工成型。减化了施工程序,加快了施工速度,省工省时,然后降低了本钱,具有杰出的经济效益。 4、产品中添加了国外进口的近纳米级纤维,每立方米材料中有几亿根犬牙交错的纤维,提高了产品的保温隔热功能、抗裂才能、抗压强度、适应才能、抗疲劳才能、抗震才能、抗冷热桥才能和耐久性。 5、保温隔热功能优秀,导热系数的检测值在0.046-0.048W/(m?k)之间,SQ硅铝新式保温材料是在国家对建筑物节能标准不断提高的前提下(整体节能65%)而研发出产,在我国大部分地区施工的保温层厚度只需30mm-100mm之间,便可满意建筑物墙体内的保温隔热要求。 6、配比精确:包装选用硅铝胶凝料和聚颗粒骨料分隔包装,1:1袋配比,保证了产品的配比精确,聚颗粒骨料经特殊加工,消除了在拌和过程中易飞散的坏处。
硅铝热法冶炼钼铁的原理
2019-01-29 10:09:51
金属热法也是铁合金冶炼中常见的一种方法。它采用硅、铝(有时还用镁)作还原剂,还原金属氧化物。冶炼中,通常不需再供热或供热不多,主要依靠炉料自身反应释放的热来生产金属或铁合金。除了用以冶炼钼铁,还可用以冶炼钒铁、钛铁、硼铁等。
金属热法能冶炼铁合金的原理在于:一定的温度下,硅或铝对氧的亲合力比欲置换的金属氧化物中金属对氧的亲合力大。这种差距越大,金属热法反应越易进行。金属热法能否进行的判据依据热力学的计算:当反应自由能△x0<0(此时,反应为放热过程),而且,反应所释放热量足以使被还原出的金属和反应产生的炉渣熔融,足以补偿炉内物(包括给料和产物)熔化热、蒸发热和反应中热传导、热辐射等热量损耗。唯此,金属热法才能自热进行。谢姆楚施尼提出更具体的判据:如果每克炉料反应放出的热量超过2717J,或反应热焓大于300kJ/mol时,铝热反应一经点火,就能自热反应。
采用硅铝热法生产钼铁时,炉内反应如下:
2MoO3+Si=2Mo+SiO233
△x0=-468745+65.42T
2MoO3+4Al=2Mo+2Al2O33333
△x0=-631890+51.08T
MoO2+Si=Mo+SiO2
△x0=-342091+19.48T
MoO2+4Al=Mo+2Al2O333
△x0=-517902+5.14T
几个反应中自由能均低于0(△x<0)。再用谢姆楚施尼的判据对照,用铝还原MoO3和MoO2时,每克炉料在反应中所释放热量分别为4682J和3252J均高于2717J;每mol反应热焓分别为463.6kJ和400kJ,均高于300kJ。显然,硅铝热法熔炼钼铁时,一经点火反应就能自热进行。[next]
在熔炼过程,99%以上的氧化钼被还原成金属进入钼铁合金。硅、铝还原剂在还原氧化钼的同时还会还原氧化铁(炉料中的铁矿石或氧化铁皮)并放出热量(每lkg Fe2O3放热5350J)。
2Fe2O3+Si=3Fe+SiO234
1Fe2O3+Al=Fe+3Al2O324
钼铁中铁的来源除了由炉料中钢屑提供外,大约有42%的氧化铁按上述反应被还原成金属铁进入合金。其余的氧化铁仅被还原成氧化亚铁而进入炉渣中:
2Fe2O3+Si=4FeO+SiO2
为保持反应所需炉温(1850~1950℃),有时还须加入强载化剂(比如硝石),它能在被还原时释放更多热量。
钼可与硅组成合金,常见的固态化合物有Mo3Si、Mo3Si2、MoSi。而钼铁中硅含量往往低于1%。熔炼条件下Mo—Si状态图如下图所示。
图 钼-硅状态图
冶炼钼铁时,自热反应的速度很迅速。一埃反应结束,炉温很快下降。为保持炉内物料的流动性,确保钼铁与炉渣充分分离,尽力降低炉渣的熔点和粘度显得很必要。
反应时,硅被氧化成二氧化硅,它与钼焙砂里的二氧化硅一起形成了粘度大的酸性硅渣。而反应生成的氧化亚铁、氧化铝等碱性炉渣又能起到中和、稀释硅渣的作用。但这还不够,炉料通常还加入萤石、石灰、石灰石。它们可起到稀释炉渣及降低炉渣熔点的作用。
但须注意,添加剂能降低炉渣熔点和粘度,但它们被熔化也须消耗许多的热量。所以,添加剂多少要适量,要避免过量后造成热损耗。
鞍钢成功冶炼出低硅铝镇静钢
2019-01-15 09:51:40
日前,鞍钢二炼钢厂成功冶炼出又一个新钢种———低硅铝镇静钢,这是鞍钢西区炼钢工序在投产不到一年的时间里,开发生产出的第25个新钢种,并成功创造了在ASP铸机上生产汽车板钢的先例。
至此,重新组建不到3年的二炼钢厂靠不断增强自主创新能力,已在炼钢、连铸系统形成了10项专有技术,并以平均6天实现一项科技攻关的速度,解决生产技术难题195项,其中公司级项目35项,推进鞍钢精品基地建设取得丰硕成果
用粉煤灰生产硅铝合金可行性探讨
2019-01-14 13:50:25
全国燃煤发电厂每年排放的粉煤灰已超过1亿吨,储灰场占地已达数十万亩,对环境造成很大的威胁,因此,开展粉煤灰的综合利用、化害为利、变废为宝、保护环境,是我国一项长期的技术经济政策。 一、项目实施的必要性 粉煤灰的综合利用是一个技术含量高、市场潜力大、具有广阔市场远景、集环保与资源再生利用为一体的很有发展前途的新兴产业。国内目前对粉煤灰的综合利用,主要是进行制砖、回填、展垫道路、分选漂珠、生产水泥等方面的利用。通过化验分析,很多粉灰煤中含有大量的AL2O3和SiO2,假如利用粉煤灰提取铝硅合金,无疑讲是治理粉煤灰污染,改善环境的一种新途径,也给冶金行业开辟了铝硅合金的新来源,对电厂来讲,粉煤灰的利用有了新的途径并使企业的经济效益有了新的增长,对矿产资源方面,粉煤灰提取铝硅合金无疑即是新增添了很多铝、硅矿山,缓解了铝硅原料的紧张局面,从而能够更好利用废弃物替换原生矿物,真正体现了“没有无用的垃圾,只有错放的资源”这句至理名言,是“循环经济”的较好体现。 目前,我国有两种生产铝硅合金的方法:靠前种方法是用纯铝、纯硅熔炼后掺兑成硅铝合金,就是用电解法生产的金属铝和产业硅作原料,经过重新熔炼,按比例混合熔融制得。这样从矿石到铝硅合金成品要经过氧化铝厂、电解铝厂、产业硅厂、铝合金厂等多个企业多道工序才能完成,生产流程长,工艺复杂,能耗高,本钱高,在整个制造生产过程中,建厂周期长,投进资金多,对环境影响大;第二种方法是用高品位的铝土矿在矿热炉中炼成铝硅合金,由于生产所用的高品位的铝土矿稀缺而贵,导致原料紧张,本钱高;因此,上述两种方法生产的铝硅合金价格居高不下,迫使钢铁冶炼企业在炼钢时只得以硅铁来代替铝硅合金做脱氧剂,致使钢的质量有所下降,假如在冶炼时使用铝硅合金,就可以减少钢产生气泡的敏感性,从而进步钢的质量。 粉煤灰提取铝硅合金就是依据粉煤灰中含有大量的AL2O3、SiO2等元素,将粉煤灰与添加剂、还原剂、粘结剂按比例进行混合搅拌后制成高强度的球团,通过矿热炉进行冶炼还原,制得粗铝硅合金,再经精炼炉,添加精炼剂、精炼除渣、铸锭,就可制得含铝含量很高的铝硅合金。由于原料来源广阔,价格低廉,在冶炼中可直接炼成铝硅合金,因而生产本钱低,销路好,在市场上有很强的竞争力。 铝硅合金质轻而坚韧,适用于铸造外形复杂、要求高强度、高耐腐蚀性、高气密性的铝合金铸件和压铸铝合金铸件,一般用于汽车、拖拉机、船舶、飞机、火箭及内燃机车零件以及医疗器械、仪器零件、日用品、装饰用品等行业或领域,铝硅合金在高温时还原性很强,可用于冶炼高熔点金属,如:铬、锰、钼、钒等。 由于利用粉煤灰提取铝硅合金,既节约能源和保护环境,又实现增值转化;因此,建设粉煤灰提取铝硅合金项目是可行的也是必要的。
碳圆的材质
2019-03-18 08:36:58
它们的化学成分、力学性能及特性和应用都不一样。 45钢是优质碳素结构钢,而65Mn是弹簧钢。 以下为45钢的参数: 化学成分: 化学成分质量分数%|C: 0.42~0.50 化学成分质量分数%|Si: 0.17~0.37 化学成分质量分数%|Mn: 0.50~0.80 化学成分质量分数%|Cr≤: 0.25 化学成分质量分数%|Ni≤: 0.30 化学成分质量分数%|Cu≤: 0.25 力学性能: 试样毛坯尺寸/mm: 25 碳圆的材质推荐热处理/℃|正火: 850 推荐热处理/℃|淬火: 840 推荐热处理/℃|回火: 600 力学性能|σb/MPa≥: 600 力学性能|σs/MPa≥: 355 力学性能|δ5(%)≥: 16 力学性能|ψ(%)≥: 40 力学性能|AKU/J≥: 39 钢材交货状态硬度HBS10/3000,≤|未热处理钢: 229 钢材交货状态硬度HBS10/3000,≤|退火钢: 197 主要特征: 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理 应用举例: 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火 以下为65Mn的技术参数: 化学成分: 化学成分质量分数(%)|C: 0.62~0.70 化学成分质量分数(%)|Si: 0.17~0.37 化学成分质量分数(%)|Mn: 0.90~1.20 化学成分质量分数(%)|Cr: ≤0.25 化学成分质量分数(%)|其他: 化学成分质量分数(%)|Ni≤: 0.25 化学成分质量分数(%)|Cu≤: 0.25 化学成分质量分数(%)|P≤: 0.035 化学成分质量分数(%)|S≤: 0.035 力学性能: 淬火温度/℃: 830 淬火介质: 油 回火温度/℃: 540 σs/MPa: 785 σb/MPa: 980 δ5(%): - δ10(%): 8 ψ(%): 30 交货状态: 热轧|冷拉+热处理 交货状态下布氏硬度HBS≤: 321 主要特性: 锰提高了钢的淬透性,经热处理后的综合力学性能优于碳钢。 应用举例: 小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制做弹簧环 、气门簧、 离合器、 刹车弹簧 、冷卷螺旋弹 簧 碳纳米管是一种奇异分子,它是使用一种特殊的化学气相方法,使碳原子形成长链来生长出的超细管子,细到5万根并排起来才有一根头发丝宽。这种又长又细的分子,人们给它取个计量单位“纳米”(百万分之一毫米)的名字,叫“纳米管”。尽管碳纳米管的理论上可长到几公里而不断,但人们已用多种方法制备的碳纳米管,最长也只有一二百微米。我国科学家另辟蹊径,创造性的制出了3毫米长的碳纳米管,把长度增加了上万倍。 碳纳米管有着不可思议的强度与韧性,重量却极轻,导电性极强,兼有金属和半导体的性能;把纳米管组合起来,比同体积的钢强度高100倍 ,重量却只有1/6。
氟碳喷涂
2019-03-08 12:00:43
多年来,铝材的表面处理一向选用阳极氧化处理,为了确保氧化膜的结实和光泽,国内外对用于铝门窗的型材进行了仔细的挑选,终究选中了6063合金(我国为LD31)。该合金杰出的氧化性能使人们对氧化膜结实度和氧化膜光泽的要求得以完成。跟着建筑技能的开展,阳极氧化处理已不能满意建筑师和业主对门窗颜色的要求。由于,阳极氧化后只要白色和古铜色两种颜色。 氟碳喷涂是选用液态氟碳喷涂料喷涂在铝合金制品上。这种喷涂在香港被称为煸油。它具有优异的抗褪色性、抗起霜性、抗大气污染(酸雨)腐蚀性、抗紫外线照耀和较强的抗裂性。因而,它一呈现便于工作遭到人们广泛的注重和喜爱。 一、氟碳喷涂的质料 氟碳喷涂是以聚偏地氟乙烯树脂为基料或配以金属粉为色料制成。它于1965年由美国Penwalt化学公司首要推出,并以Ky—nar500作为商标。该喷涂料经美国研究机构对其和别的两种涂料进行的长达12年暴露在湿润含盐环境中的测验结果表明,它能够在各种恶劣的环境下运用。 二、氟碳喷涂的技能要求和标准 氟碳喷涂为高级的铝材表面涂装工艺,故对全进程的质量要求极为严厉。现在,国际上公认的查看涂装质量的首要标准为美国建筑制作业协会标准AA-MA-605.02.90。该标准中的一些首要技能指标为: 1.最小涂层厚度:3O.5 μm(2层)、40.6μm(3层) 2.颜色均匀度:肉眼操控。 3.附着性:1/16” 方格,湿、干涂层时均无掉落。 4.冲击性:1/1O” 变形,无掉落。 5.耐酸性:1%滴在表面,15min后无腐蚀。 6.耐碱性:Mortar Pat试验,24h无腐蚀。 7.耐清洁剂:浸泡于30%、38℃清洁剂中,72h无腐蚀。 8.耐盐雾污染:5%的38℃盐水300h,底层掉落中于1/16”。 三、氟碳喷涂的设备及工艺 氟碳喷涂的设备有必要确保有超卓的雾化作用,确保喷涂均匀。质量优异的氟碳涂层应具有金属光泽,颜色鲜明,有显着的立体感。不然,构件表面颜色不均,有阴影或涂层不牢。 氟碳喷涂工艺多选用多层喷涂,以充分发挥Ky—nar500的耐外尾和耐候性,从铝材的前表面处理到各喷涂进程都需求严厉操控质量,终究产品有必要到达美国建筑制作业协会AAMA-605.02-90标准。 氟碳喷涂工艺流程为: 前处理流程:铝材的去油去污→水洗→碱洗(脱脂)→水洗→酸洗→水洗→铬化→水洗纯水洗。 喷涂流程:喷底漆→面漆→罩光漆→烘烤(180~250℃)→质检。 喷涂工艺有三次喷涂(喷底面漆、面漆及罩光漆)和二次喷涂(底漆、面漆)。 1.意图:对工件表面进行去油去污及化学处理,意图是发生铬化膜,添加涂层与金属表面的结合力和氧化才能,有利于延伸漆膜的运用年限。 2.底漆涂层:为了进步涂层抗浸透才能,增强对基材的维护,安稳金属表面层,加强面漆与金属表面的附着力,能够确保面漆涂层的颜色均匀性,漆层厚度一般为5~1Oμm。 3.面漆涂层:面漆涂层是喷涂层要害的一层,在于供给铝材所需求的装修颜色,使铝材外观到达规划要求,而且维护金属表面不受外界环境的腐蚀,避免紫外线穿透。漆层厚度一般为23~3Oμm。 4.罩光漆涂层:意图是更有效地增强漆层抗外界腐蚀才能,维护面漆涂层,添加面漆颜色的金属光泽。涂层厚度一般为5~1 Oμm。 5.固化处理:三喷涂层一般需求二次固化,铝材进入固化炉处理,固化温度一般在180~250℃之间,固化时刻为15~25min。 6.质量检验:质量检验应按AAMA605.02.90标准。氟碳喷涂在我国仍是一个较新的产品,但已具有出产厂商3O佘家,年喷涂面积已超越400万平方米。在这些厂商中,有选用手艺喷涂的,也有自动化喷涂的,喷涂质量差异很大。因而用户在选材时,要严厉查看产品的喷涂质量,既要考虑出产供应商的设备先进程度,也要考虑其技能人员的技能落后水平缓操作工人的工作经验。
新型硅铝保温材料优势分析
2019-03-11 11:09:41
硅铝新式保温材料,是一种新式的材料。它是用特制的硅铝胶凝料、增强纤维、再生聚颗粒等材料和多种添加剂复合而成的新式微闭孔网状组织结构材料。这种新式的材料处理了保温材料容重与强度之间的对立,完成了容重轻、导热系数优秀、抗压强度高、粘结力强、施工便利等长处。
下面了解一下这种硅铝新式保温材料产品的特色。
1、该产品充分利用再生资源、节能环保。
2、产品中添加了国外进口的近纳米级纤维,每立方米材料中有几亿根犬牙交错的纤维,提高了产品的保温隔热功能、抗裂才能、抗压强度、适应才能、抗疲劳才能、抗震才能、抗冷热桥才能和耐久性。
3、不焚烧、不空鼓、无接缝、初凝快,直接与底层粘结,构成一体保温体系,结构结实。然后大幅提高了保温功能。
4、保温隔热功能优秀,导热系数的检测值在O.046-O.048W/(mk)之间,SQ硅铝新式保温材料是在国家对建筑物节能标准不断提高的前提下(整体节能65)而研发出产,在我国大部分地区施工的保温层厚度只需30mm-1OOmm之间,便可满意建筑物墙体内的保温隔热要求。
5、粘结才能强、不开裂、冷、热桥变形系数小,在该保温体系结构中,可不用在底层墙体上涂刷界面剂和运用抗裂玻纤网格布。保温层施工厚度在120mm内,可当日接连施工成型。减化了施工程序,加快了施工速度,省工省时,然后降低了本钱,具有杰出的经济效益。
6、配比精确:包装选用硅铝胶凝料和聚颗粒骨料分隔包装,1:1袋配比,保证了产品的配比精确,聚颗粒骨料经特殊加工,消除了在拌和过程中易飞散的坏处。
高硅铝土矿的选矿技术
2019-02-12 10:07:54
一、浮选法脱硅
浮选法脱除硅是现在国内外进步铝土矿质量的有用办法之一,也是用得较多的办法。很多的研讨工作标明:浮选铝矿藏的有用捕收剂有脂肪酸和磺酸盐类;调整剂有六偏磷酸钠、丹宁酸、焦磷酸钠、苏打、碳酸钠等。反浮选以胺类捕收剂作用较好;在矿浆pH=7~8时,用阳离子胺类捕收剂可有用地选出鲕绿泥石等硅酸盐矿藏,一起六偏磷酸钠有助于矿浆的涣散。
我国山东、山西、河南等地高岭石-一水硬铝石铝土矿的实验研讨标明:当矿石磨至-200目占97%(或-300目占90%),以碳酸钠和为调整剂,六偏磷酸钠为抑制剂,用氧化白腊皂和塔尔油(或癸二酸下脚料的脂肪酸)为捕收剂,浮选脱硅作用较好,其浮选半工业实验成果见表1,可见用惯例浮选法能使铝矿石的铝硅比由5左右进步到8以上。
表1 我国各矿区铝土矿半工业浮选成果产品名称含Al2O3/%含SiO2/%精矿Al2O3
回收率/%铝硅比原矿精矿尾矿原矿精矿尾矿原矿精矿山西孝义
河南小关
广西平果
黔中铝矿66.04
64.27
52.33
66.8076.25
71.34
56.13
70.4955.96
50.23
34.40
55.8013.07
13.97
9.06
12.237.85
7.73
6.13
8.7123.17
26.35
22.81
23.1071.12
73.81
88.50
79.615.1
4.6
5.78
5.478.41
9.23
9.13
8.09
此外,对山东潭水和辽宁小市等低铝硅比矿石(铝硅比为2~2.6),小型实验成果也证明,精矿铝硅比可进步到3.5~4.0,Al2O3的回收率可达50%~70%,这样就使这睦本来不能运用的低质铝土矿,可作为烧结法炼铝质料。
二、絮凝脱硅
关于细粒嵌布的一水铝石型铝土矿,含泥较多时可用选择性絮凝法脱硅。对该种矿石首要将其细磨至-5μm占30%~40%,然后增加调整剂苏打和苛性钠、涣散剂六偏磷酸钠,再运用聚胺聚合物进行选择性絮凝,使悬浮物和沉淀物别离,此项技能的关键是选用高效的选择性絮凝剂。
三、细菌浸出脱硅
因为铝土矿中矿藏细微,使机械富集遭到必定约束,因而许多学者以为细菌选矿是最有出路的办法之一。该项工艺运用食硅细菌损坏铝代硅酸的结构,如可将一个高岭土分子损坏成为氧化铝和二氧化硅,使SiO2转化为可溶物,从而使氧化铝不溶物得以别离。此法对处理胶状极细粒铝土矿特别合适。
国内外对铝土太矿细菌浸出脱硅都做了很多研讨工作,取得了必定开展。如国外某矿原矿属三水铝土矿,含Al2O343.6%、SiO213.8%、TiO222%、Fe2O39.1%。原矿磨至-0.074mm。进行分级脱泥,+0.3mm粒级进行磁选,非磁性产品为铝精矿,细泥和磁性产品进行细磨浸出,浸出温度30℃,液固比为1:5,浸出时刻9d,浸液用沸石吸附氧化铝,再选使铝硅别离,其半工业实验成果见表1。
表1 细菌选矿半工业实验成果产品名称产率/%档次/%回收率/%铝硅比Al2O3SiO2Al2O3SiO2非磁性产品(精矿)
固体沉淀物
铝土矿总精矿
含铝溶液
硅溶液
原矿26.6
51.3
77.9
22.1
-
100.048.3
49.3
49.0
-
-
43.66.4
7.0
6.8
-
-
13.829.5
58.0
87.5
12.3
0.20
100.012.2
26.0
38.2
2.1
59.7
100.07.4
7.0
7.2
-
-
3.2
四、化学法脱硅
对细粒级嵌布的难选铝土矿或许高岭石以微晶状的细微合体与铝矿藏严密共生,用惯例的选矿办法难以选别,可选用化学法处理。现在开展化学法脱硅主要是预先焙烧(或未经焙烧)-浸出以脱去硅、铁,其工艺包含预焙烧、溶浸脱硅、固液别离等工序。
美国用该法可从铝硅比为0.76~0.86的含铝质猜中取得4.4~6.85合适于烧结法处理的产品:原矿铝硅比为2时,可进步到16.6~27.5。澳大利亚该法,将原矿在1000℃条件下焙烧60min,然后用10%的NaOH溶液浸出2h,可使77%的SiO2脱除,而铝的回收率可达96%~98%,铝硅比可从2.4进步到8.9~9.8。前苏联在处理高硅三水铝石矿时不经焙烧,直接以200~237g/L Na2Ok的铝酸钠碱溶液浸出,液固比7~10,95℃下浸出4~6h,原矿铝硅比4.39,脱硅精矿铝硅比可达7~8。
我国山东铝厂,对山西含Fe2O34%、铝硅比4~5的铝土矿,经(1000±100)℃焙烧,以含NaCO3的NaOH溶液,在3kg/cm2压力下浸出15min,可使精矿铝硅比达12~13。精矿拜耳法溶出,增加过量的石灰,由惯例的4%~5%过量至15%~20%;再用210~300g/L Na2Ok的循环碱液,在60~32kg/cm2下压煮浸出,Al2O3溶出率为87.5%,化学碱耗为16~38kg/t,Al2O3脱硅功率为57%~62%。
以上介绍了高硅铝土矿脱硅的几种办法,而在实践出产过程中,常常是这几种办法的联合流程,其脱硅作用比独自选用任何一种都好。
硅铝新型保温材料的特点介绍
2019-03-01 10:04:59
硅铝新式保温材料,是一种新式的材料。它是用特制的硅铝胶凝料、增强纤维、再生聚颗粒等材料和多种添加剂复合而成的新式微闭孔网状组织结构材料。这种新式的材料处理了保温材料容重与强度之间的对立,完成了容重轻、导热系数优秀、抗压强度高、粘结力强、施工便利等长处。 下面了解一下这种硅铝新式保温材料产品的特色。 1、该产品充分利用再生资源、节能环保。 2、产品中添加了国外进口的近纳米级纤维,每立方米材料中有几亿根犬牙交错的纤维,提高了产品的保温隔热功能、抗裂才能、抗压强度、适应才能、抗疲劳才能、抗震才能、抗冷热桥才能和耐久性。 3、不焚烧、不空鼓、无接缝、初凝快,直接与底层粘结,构成一体保温体系,结构结实。然后大幅提高了保温功能。 4、保温隔热功能优秀,导热系数的检测值在O.046-O.048W/(m·k)之间,SQ硅铝新式保温材料是在国家对建筑物节能标准不断提高的前提下(整体节能65%)而研发出产,在我国大部分地区施工的保温层厚度只需30mm-1OOmm之间,便可满意建筑物墙体内的保温隔热要求。 5、粘结才能强、不开裂、冷、热桥变形系数小,在该保温体系结构中,可不用在底层墙体上涂刷界面剂和运用抗裂玻纤网格布。保温层施工厚度在120mm内,可当日接连施工成型。减化了施工程序,加快了施工速度,省工省时,然后降低了本钱,具有杰出的经济效益。 6、配比精确:包装选用硅铝胶凝料和聚颗粒骨料分隔包装,1:1袋配比,保证了产品的配比精确,聚颗粒骨料经特殊加工,消除了在拌和过程中易飞散的坏处。
含碳铅锌矿石预先除碳工艺技术
2019-01-30 10:26:21
如何消除含碳多金属硫化矿石分离过程中碳的影响,一直是国内外选矿研究的难题之一。由于碳的可浮性好,会随着铅、锌一起浮出,并且由于矿物之间致密共生、互相嵌镶,有些铅锌矿石铅锌分离本身就存在一定的困难,再加上碳的干扰,会严重影响铅锌矿的选别效果,影响铅、锌精矿品位。
四川龙塘铅锌矿为一较典型的沉积一改造成因的层控型铅锌矿床,其中含有大量的藻层纹石、叠层石白云岩及含藻白云岩,大量菌藻存在是龙塘铅锌矿中碳的来源。该矿区矿石中的碳以有机碳形式存在。
内蒙古天宝山铅锌矿处于狼山一渣尔泰矿带,此矿带是我国北方重要的多金属成矿带。该矿区赋矿围岩是一套海相沉积岩,因为静水深海沉积的缺氧还原环境,形成了高含量的碳质沉积。该矿区矿石中的碳主要以石墨形式存在。
以上两个矿山都存在铅锌矿石中含碳的问题,由于碳的可浮性好,它的存在造成铅、锌选别指标差,经济效益低。比较两种矿石的矿石性质后,对两个矿石中的碳分别进行了除碳处理,目的是比较不同性质的含碳铅锌矿石采取相同除碳工艺后,铅、锌选别指标的变化,以及比较分析铅锌矿石中所含的易浮碳对铅、锌浮选的影响。
一、矿石性质研究对比
四川龙塘含碳铅锌矿石(以下简称龙塘矿石)是硫化铅锌矿石,其中硫化物中的铅占铅总量的96.09%,硫化物中的锌占锌总量的96.19%。内蒙古天宝山含碳铅锌矿石(以下简称天宝山矿石)也是硫化铅锌矿石,其中,硫化物中的铅占铅总量的92.03%,硫化物中的锌占锌总量的98.74%。
分别对两种矿石进行了化学分析,结果见表1。由表1可看出,两个矿石中有价金属均为铅、锌,且都具有工业开采的价值。其中,龙塘铅锌矿中铅、锌品位分别为1.23%、8.78%;天宝山矿石铅、锌品位略低于龙塘石矿铅锌的品位,分别为1.12%、5.58%。两种矿石中都含碳,且含碳量差别较大,龙塘矿石的含碳量达到11.26%,而天宝山矿石的含量只有4.30%。两种矿石化学成分的另一个主要区别是硫的品位,龙塘矿石硫品位为4.68%,而天宝山矿石硫品位达为25.95%。
表1 两种矿石主要化学成分比较矿石PbZnCuFeSAsCSiO2Al2O3CaOMgOAg(g/t)龙塘矿石1.238.780.0470.44.680.04911.263.800.2124.7216.4226.93天宝山矿石1.125.580.00622.225.950.00584.3014.42.8312.874.1326.93
两种矿石的矿物组成见表2。由表2可看出,虽然两个矿石中都有碳,但碳的存在形式不同。龙塘矿石中总碳含有11.26%,有机碳在矿物组成中占1.17%,结合表1数据,可计算出有机碳占总碳量的10.39%;其他的碳主要含在白云石和方解石等脉石中,其中白云石中所含碳占总碳量的87.47%,方解石中所含碳占总碳量的3.56%,这部分碳基本不会影响铅、锌的浮选。天宝山矿石总碳含量为4.30%。石墨在矿物组成中占2.61%,占总碳量的60.70%,其他含碳的脉石主要为方解石,占总碳量的39.35%。由以上对比分析可见,天宝山矿石中易浮的碳含量要高于龙塘矿石中易浮的碳含量。因此,碳对天宝山矿石的影响要高于对龙塘矿石的影响。为考察和比较不同矿石中碳与其他矿物的关系,进行了详细的工艺矿物学研究。结果表明,龙塘矿石中的有机碳分布比较广泛,中细粒有机碳常嵌生在脉石矿物中,有机碳多与闪锌矿紧密共生,或沿粗粒闪锌矿裂隙中嵌生,或呈微细粒沿闪锌矿周边嵌生,此外也有少量的有机碳以细粒-微细粒包裹的形式嵌生在闪锌矿中。磨矿时,部分有机碳与闪锌矿充分单体解离比较困难。天宝山矿石中,大多数石墨嵌布粒度比较细,多呈细小片状嵌布在脉石矿物中,也有部分与闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿等金属矿物紧密共生。少量结晶较差的石墨嵌布在闪锌矿中或与闪锌矿紧密共生,二者充分解离比较困难。
综上所述,龙塘矿石和天宝山矿石中均含碳,但碳的形式、含量以及与脉石矿物结合程度均不相同。龙塘矿石含有机碳,而天宝山矿石中含石墨。有机碳占龙塘矿石中总碳的比例小于石墨占天宝山矿石中总碳的比例。龙塘矿石中的有机碳与锌矿物结合紧密,而天宝山矿石中的石墨多与脉石结合紧密,也有相当部分与铅、锌矿物共生。
二、除碳工艺研究及对比
针对矿石性质以及矿石中碳嵌布特点,为避免矿石中的碳对后面的铅、锌选别造成影响,对两种矿石进行了预先浮选除碳工艺小型试验。在进行详细条件试验的基础上,分别进行了闭路试验,闭路实验的原则流程以及产品的结果见图1。浮选闭路时,不同矿石的详细流程有所不同。对龙塘矿石,除碳流程为一次粗选一次扫选四次精选的预选;铅浮选为一次粗选一次扫选三次精选;锌浮选为一次粗选两次扫选三次精选。对天宝山矿石,除碳流程为一次粗选一次扫选一次精选;铅浮选为一次粗选一次扫选三次精选;锌浮选为一次粗选一次扫选三次精选。
由图1A图所列出的试验结果可以看出,由于龙塘矿石中碳和锌的紧密嵌生,碳产品1中锌的含量高达46.25%,同时回收率也达到22.36%。可将碳产品1作为一个锌精矿,但其中的铅的品位为5.66%,不符合锌精矿的质量要求。将它与除碳后铅锌顺序浮选得到的锌精矿混合作为总的锌精矿,成为含锌50.37%、回收率95.34%的合格锌精矿,其中含铅品位为1. 94%,回收率为30.87%,这样才能具有最优的工业生产价值,同时也可以消除碳对铅锌浮选的影响。除碳后,进行铅锌顺序浮选,可以得到品位为71.76%、回收率为66.13%的铅精矿,其中含锌品位为6.50%、回收率为0.71%。
由图1B图所示,对于天宝山矿石,采取预选除碳工艺消除了碳对铅、锌浮选的影响,得到合格的铅、锌精矿。其中,铅精矿铅品位达到64.08%、回收率71.09%,锌品位为2.88%;锌精矿锌品位为50.55%、回收率88.35%,铅品位为0.29%。
由于在两种矿石中硫含量差异很大,在天宝山矿石中所含的硫比龙塘矿石中的硫高出4倍还多。因此,黄铁矿对天宝山矿石在浮选过程中的影响,要远高于龙塘矿石。天宝山矿石采用预先除碳工艺后,得到的碳产品2中,用肉眼就可见大量的黄铁矿颗粒。最终的产品显微镜下观察发现,该碳产品2中除了石墨外,金属矿物主要为黄铁矿,其矿物相对含量接近40%;其次为闪锌矿、方铅矿和磁黄铁矿,脉石矿物主要为微细粒的云母和方解石。由于碳产品2中有大量的黄铁矿存在,没有成为铅精矿或锌精矿的可能。而龙塘矿石采用预除浮碳工艺后,碳产品1中除有机碳外,主要金属矿物为闪锌矿,其次是方铅矿和少量的黄铁矿,其他的脉石矿物很少。多数闪锌矿以细粒单体或与有机碳组成细粒连生体的形式产出,碳产品1中锌的品位能够达到低级别锌精矿的要求,同时也没有黄铁矿的干扰。因此,最终与除碳后铅锌顺序浮选得到的锌精矿混合,作为一个总的锌精矿产出。
由以上两个实际矿石试验可以看出,由于碳的天然可浮性好,铅锌矿中如果有大量碳的存在,确实影响铅、锌的品位和回收率。采用预先除碳的流程,使天宝山矿石和龙塘矿石都达到了除碳的目的,消除了碳对铅浮选影响,并得到合格铅精矿以及锌精矿。但如果应用预先除碳工艺,在实际操作过程中,碳是作为一种副产品还是精矿,要根据含碳铅锌矿石的性质以及碳与有价金属矿物的嵌布特征,来最终确定对碳产品处理的问题。
预先浮碳在浮碳过程中,必定会有部分细粒、易浮的方铅矿和闪锌矿以及部分连生体进入到碳产品中。在对龙塘矿石进行预先除碳过程中,得到的碳产品中,铅的品位达到5.66%,回收率高达23.03%,导致两个锌精矿混合后有30.87%的铅损失在锌精矿中,使得铅精矿中铅的回收率只有66.13%。天宝山矿石预先除碳所得的碳产品中,铅品位1.50%、回收率4.64%;锌品位2.51%、回收率1.8%,这会影响铅锌的回收率。
因此,这种预先除碳工艺流程中,铅、锌的回收率会低于一般的铅锌分离工艺。通过以上试验研究可以说明,预先除碳工艺在实际工程中是可以被采用的,但要根据含碳矿石的性质来确定最终的工艺流程。
三、结论
(一)两种矿石中所含碳的存在状态不同,龙塘矿石含1.17%的有机碳,占总碳量的10.39%;天宝山石矿含2.61%石墨,占总碳量的60.70%。同时,龙塘矿石中的有机碳与锌矿物结合紧密,而天宝山矿石中的石墨多与脉石结合紧密。
(二)虽然两种矿石中碳的含量和存在状态不同,但采用浮选预先除碳工艺,都可以消除碳对铅、锌选别的影响。经过除碳后再铅锌顺序浮选,两种矿石都可以得到合格的铅、锌精矿。但由于矿石性质的差异,两种矿石所得碳产品的处理方法不同,龙塘矿石所得碳产品1可以合并到锌精矿中,而天宝山矿石所得碳产品2不能利用。
(三)在实际工业应用过程中,应根据含碳铅锌矿石的性质对碳产品进行处理。因为含碳铅锌矿在碳预处理工艺流程中,碳产品中会有部分铅、锌进入其中,所以铅、锌的回收率会低于不除碳直接进行铅、锌顺序分离浮选工艺。
氟碳喷涂工艺流程
2019-01-02 09:41:20
氟碳喷涂工艺多采用多层喷涂 ,以充分发挥Kynar 500金属漆的耐久性、耐候性的优势,从铝材的前表面处理到各喷涂过程都需要严格控制质量,最终产品必须达到美国建筑制造业协会AAMA-605.02.90标准。
氟碳喷涂工艺流程为:
前处理流程:铝材的去油去污→水洗→碱洗(脱脂)→水洗→酸洗→水洗→铬化→水洗→纯水洗
喷涂流程:喷底漆→面漆→罩光漆→烘烤(180-250℃)→质检
多层喷涂工艺以三次喷涂(简称三喷),喷底面漆、面漆及罩光漆和二次喷涂(底漆、面漆)。
1.前处理的目的:在铝合金型材 、板材进行喷涂前,工件表面要经过去油去污及化学处理,以产生铬化膜,增加涂层和金属表面结合力和防氧化能力,有利于延长漆膜的使用年限。
2.底漆涂层:作为封闭底材的底漆涂层,其作用在于提高涂层抗渗透能力,增强对底材的保护,稳定金属表面层,加强面漆与金属表面的附着力,可以保证面漆涂层的颜色均匀性,漆层厚度一般为5-10微米。
3.面漆涂层:面漆涂层是喷涂层关键的一层 ,在于提供铝材所需要的装饰颜色,使铝材外观达到设计要求,并且保护金属表面不受外界环境大气,酸雨,污染的侵蚀,防止紫外线穿透。大大增强抗老化能力,面漆涂层是喷涂中最厚的一层漆层,漆层厚度一般为23-30微米。
4.罩光漆涂层:罩光漆涂层也称清漆涂层, 主要目的是更有效地增强漆层抗外界侵蚀能力,保护面漆涂层,增加面漆色彩的金属光泽,外观更加颜色鲜明,光彩夺目,涂层厚度一般为5-10微米。三喷涂层总厚度一般为40-60微米,特殊需要的可以加厚。
5.固化处理:三喷涂层一般需要二次固化,铝材进入固化炉处理,固化温度一般在180℃-250℃之间,固化时间为15-25分钟,不同氟碳涂料生产厂家 ,都会根据自己的涂料,提供最佳的温度和时间。氯碳喷涂厂(锔油厂)也有的根据自己经验把三喷时的两次固化改为一次固化。
6.质量检验:质量检验应按AAMA-605.02.90标准。严格的质量检查才能保证高质量喷涂产品。
涂碳铝箔的性能特点
2018-12-28 09:57:11
1、显著提高电池组使用一致性,大幅降低电池组成本。如:明显降低电芯动态内阻增幅;提高电池组的压差一致性;延长电池组寿命;大幅降低电池组成本。
2、提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片制造成本。如:改善使用水性体系的正极材料和集电极的附着力;改善纳米级或亚微米级的正极材料和集电极的附着力;改善钛酸锂或其他高容量负极材料和集电极的附着力;提高极片制成合格率,降低极片制造成本。
3、减小极化,提高倍率和克容量,提升电池性能。如部分降低活性材料中粘接剂的比例,提高克容量;改善活性物质和集流体之间的电接触;减少极化,提高功率性能。
4、保护集流体,延长电池使用寿命。如:防止集流极腐蚀、氧化;提高集流极表面张力,增强集流极的易涂覆性能;可替代成本较高的蚀刻箔或用更薄的箔材替代原有的标准箔材。
高性能超细硅铝炭黑生产技术
2019-02-28 09:01:36
高功能超细硅铝炭黑是用煤矸石为质料出产的新式工业橡胶补强改性填充材料,现已构成系列产品,加工本钱低、归纳技能功能杰出。1992年投产以来,不断改进,现已发展到第三代。
清华大学材料系粉体工程研究室与原技能发明人协作,运用超细粉碎和表面改性处理技能对原有产品进行了进步,使其具有更强的市场竞争力。新一代技能可根据各地的资源特色开发新式硅铝炭黑。如运用油页岩及炼油废渣、电厂粉煤灰、价廉的无烟煤末、收回质量达不到要求的各种废炭黑、各种农作物秸杆、轮胎收回的不合格炭黑等出产各具特色的复合硅铝炭黑。
而传统炭黑的质料是石油、、天然气、焦炉煤气等高能物质,能耗大、本钱高,价格大都在4500元/吨以上。硅铝炭黑是由无机化合物和机化合物组成的复合材料,与传统材料比较有许多优秀功能。传统炭黑密度为1.8-1.9g/cm3,而硅铝炭黑为1.2-1.8g/cm3,运用硅铝炭黑可获得较大的经济效益。它可起到多种助剂的效果,不只大幅度降低本钱,还可简化工艺。与有机高分子化合物的相容性好,在制品加工过程中很简单吃进胶猜中,可进步制品功能和节约动力耗费。
两种含碳铅锌矿石预先除碳工艺对比研究
2019-01-24 09:38:21
Abstract: We compared the lead zinc ores’properties from two places, Sichuan and Inner Mongolia. Predecarbonization was used to remove carbonaceous material in the two ores. And then the selective flotation for lead and zinc was adopted. We compared the effects coming from the process flow above. The results showed that the carbonaceous material in Sichuan Longtang ore was organic carbon and in Inner Mongolia Tianbaoshan was graphite. Using predecarbonization to the two ores could remove carbonaceous material. The carbon product 1 gained from Longtang ore could be mixed with zinc concentrate. But the carbon product 2 gained from Tianbaoshan ore could not be utilized at all. 如何消除含碳多金属硫化矿石分离过程中碳的影响,一直是国内外选矿研究的难题之一。由于碳的可浮性好,会随着铅、锌一起浮出,并且由于矿物之间致密共生、互相嵌镶,有些铅锌矿石铅锌分离本身就存在一定的困难,再加上碳的干扰,会严重影响铅锌矿的选别效果,影响铅、锌精矿品位。 四川龙塘铅锌矿为一较典型的沉积-改造成因的层控型铅锌矿床,其中含有大量的藻层纹石、叠层石白云岩及含藻白云岩[1-2],大量菌藻存在是龙塘铅锌矿中碳的来源。该矿区矿石中的碳以有机碳形式存在。
内蒙古天宝山铅锌矿处于狼山-渣尔泰矿带,此矿带是我国北方重要的多金属成矿带。[3-5]该矿区赋矿围岩是一套海相沉积岩,因为静水深海沉积的缺氧还原环境,形成了高含量的碳质沉积。该矿区矿石中的碳主要以石墨形式存在。
以上两个矿山都存在铅锌矿石中含碳的问题,由于碳的可浮性好,它的存在造成铅、锌选别指标差,经济效益低。比较两种矿石的矿石性质后,对两个矿石中的碳分别进行了除碳处理,目的是比较不同性质的含碳铅锌矿石采取相同除碳工艺后,铅、锌选别指标的变化,以及比较分析铅锌矿石中所含的易浮碳对铅、锌浮选的影响。
一、矿石性质研究对比
四川龙塘含碳铅锌矿石(以下简称龙塘矿石)是硫化铅锌矿石,其中硫化物中的铅占铅总量的96.09%,硫化物中的锌占锌总量的96.19%。内蒙古天宝山含碳铅锌矿石(以下简称天宝山矿石)也是硫化铅锌矿石,其中,硫化物中的铅占铅总量的92.03%,硫化物中的锌占锌总量的98.74%。分别对两种矿石进行了化学分析,结果见表1。由表1可看出,两个矿石中有价金属均为铅、锌,且都具有工业开采的价值。其中,龙塘铅锌矿中铅、锌品位分别为1.23%、8.78%;天宝山矿石铅、锌品位略低于龙塘石矿铅锌的品位,分别为1.12%、5.58%。两种矿石中都含碳,且含碳量差别较大,龙塘矿石的含碳量达到11.26%,而天宝山矿石的含量只有4.30%。两种矿石化学成分的另一个主要区别是硫的品位,龙塘矿石硫品位为4.68%,而天宝山矿石硫品位达为25.95%。
两种矿石的矿物组成见表2。由表2可看出,虽然两个矿石中都有碳,但碳的存在形式不同。龙塘矿石中总碳含有11.26%,有机碳在矿物组成中占1.17%,结合表1数据,可计算出有机碳占总碳量的10.39%;其他的碳主要含在白云石和方解石等脉石中,其中自云石中所含碳占总碳量的87.47%,方解石中所含碳占总碳量的3.56%,这部分碳基本不会影响铅、锌的浮选。天宝山矿石总碳含量为4.30%。石墨在矿物组成中占2.61%,占总碳量的60.70%,其他含碳的脉石主要为方解石,占总碳量的39.35%。由以上对比分析可见,天宝山矿石中易浮的碳含量要高于龙塘矿石中易浮的碳含量。因此,碳对天宝山矿石的影响要高于对龙塘矿石的影响。 为考察和比较不同矿石中碳与其他矿物的关系,进行了详细的工艺矿物学研究。结果表明,龙塘矿石中的有机碳分布比较广泛,中细粒有机碳常嵌生在脉石矿物中,有机碳多与闪锌矿紧密共生,或沿粗粒闪锌矿裂隙中嵌生,或呈微细粒沿闪锌矿周边嵌生,此外也有少量的有机碳以细粒一微细粒包裹的形式嵌生在闪锌矿中。磨矿时,部分有机碳与闪锌矿充分单体解离比较困难。天宝山矿石中,大多数石墨嵌布粒度比较细,多呈细小片状嵌布在脉石矿物中,也有部分与闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿等金属矿物紧密共生。少量结晶较差的石墨嵌布在闪锌矿中或与闪锌矿紧密共生,二者充分解离比较困难。
综上所述,龙塘矿石和天宝山矿石中均含碳,但碳的形式、含量以及与脉石矿物结合程度均不相同。龙塘矿石含有机碳,而天宝山矿石中含石墨。有机碳占龙塘矿石中总碳的比例小于石墨占天宝山矿石中总碳的比例。龙塘矿石中的有机碳与锌矿物结合紧密,而天宝山矿石中的石墨多与脉石结合紧密,也有相当部分与铅、锌矿物共生。
二、除碳工艺研究及对比
针对矿石性质以及矿石中碳嵌布特点,为避免矿石中的碳对后面的铅、锌选别造成影响,对两种矿石进行了预先浮选除碳工艺小型试验。在进行详细条件试验的基础上,分别进行了闭路试验,闭路实验的原则流程以及产品的结果见图1。 浮选闭路时,不同矿石的详细流程有所不同。对龙塘矿石,除碳流程为一次粗选一次扫选四次精选的预选;铅浮选为一次粗选一次扫选三次精选;锌浮选为一次粗选两次扫选三次精选。对天宝山矿石,除碳流程为一次粗选一次扫选一次精选;铅浮选为一次粗选一次扫选三次精选;锌浮选为一次粗选一次扫选三次精选。
由图1A图所列出的试验结果可以看出,由于龙塘矿石中碳和锌的紧密嵌生,碳产品1中锌的含量高达46.25%,同时回收率也达到22.36 %。可将碳产品1作为一个锌精矿,但其中的铅的品位为5.66%,不符合锌精矿的质量要求。将它与除碳后铅锌顺序浮选得到的锌精矿混合作为总的锌精矿,成为含锌50.37%、回收率95.34%的合格锌精矿,其中含铅品位为1.94%,回收率为30.87%,这样才能具有最优的工业生产价值,同时也可以消除碳对铅锌浮选的影响。除碳后,进行铅锌顺序浮选,可以得到品位为71.76%、回收率为66.13%的铅精矿,其中含锌品位为6.50%、回收率为0.71%。
由图1B图所示,对于天宝山矿石,采取预选除碳工艺消除了碳对铅、锌浮选的影响,得到合格的铅、锌精矿。其中,铅精矿铅品位达到64.08%、回收率71.09%,锌品位为2.88%;锌精矿锌品位为50.55%、回收率88.35%,铅品位为0.29%。
由于在两种矿石中硫含量差异很大,在天宝山矿石中所含的硫比龙塘矿石中的硫高出4倍还多。因此,黄铁矿对天宝山矿石在浮选过程中的影响,要远高于龙塘矿石。天宝山矿石采用预先除碳工艺后,得到的碳产品2中,用肉眼就可见大量的黄铁矿颗粒。最终的产品显微镜下观察发现,该碳产品2中除了石墨外,金属矿物主要为黄铁矿,其矿物相对含量接近40%;其次为闪锌矿、方铅矿和磁黄铁矿,脉石矿物主要为微细粒的云母和方解石。由于碳产品2中有大量的黄铁矿存在,没有成为铅精矿或锌精矿的可能。而龙塘矿石采用预除浮碳工艺后,碳产品1中除有机碳外,主要金属矿物为闪锌矿,其次是方铅矿和少量的黄铁矿,其他的脉石矿物很少。多数闪锌矿以细粒单体或与有机碳组成细粒连生体的形式产出,碳产品1中锌的品位能够达到低级别锌精矿的要求,同时也没有黄铁矿的干扰。因此,最终与除碳后铅锌顺序浮选得到的锌精矿混合,作为一个总的锌精矿产出。
由以上两个实际矿石试验可以看出,由于碳的天然可浮性好,铅锌矿中如果有大量碳的存在,确实影响铅、锌的品位和回收率。采用预先除碳的流程,使天宝山矿石和龙塘矿石都达到了除碳的目的,消除了碳对铅浮选影响,并得到合格铅精矿以及锌精矿。但如果应用预先除碳工艺,在实际操作过程中,碳是作为一种副产品还是精矿,要根据含碳铅锌矿石的性质以及碳与有价金属矿物的嵌布特征,来最终确定对碳产品处理的问题。
预先浮碳在浮碳过程中,必定会有部分细粒、易浮的方铅矿和闪锌矿以及部分连生体进入到碳产品中。在对龙塘矿石进行预先除碳过程中,得到的碳产品中,铅的品位达到5.66%,回收率高达23.03%,导致两个锌精矿混合后有30.87%的铅损失在锌精矿中,使得铅精矿中铅的回收率只有66.13%。天宝山矿石预先除碳所得的碳产品中,铅品位1.50%、回收率4.64%;锌品位2.5i%、回收率1.8 %,这会影响铅锌的回收率。因此,这种预先除碳工艺流程中,铅、锌的回收率会低于一般的铅锌分离工艺。通过以上试验研究可以说明,预先除碳工艺在实际工程中是可以被采用的,但要根据含碳矿石的性质来确定最终的工艺流程。
三、结论
(一)两种矿石中所含碳的存在状态不同,龙塘矿石含1.17%的有机碳,占总碳量的10.39%;天宝山石矿含2。61%石墨,占总碳量的60.70%。同时,龙塘矿石中的有机碳与锌矿物结合紧密,而天宝山矿石中的石墨多与脉石结合紧密。
(二)虽然两种矿石中碳的含量和存在状态不同,但采用浮选预先除碳工艺,都可以消除碳对铅、锌选别的影响。经过除碳后再铅锌顺序浮选,两种矿石都可以得到合格的铅、锌精矿。但由于矿石性质的差异,两种矿石所得碳产品的处理方法不同,龙塘矿石所得碳产品1可以合并到锌精矿中,而天宝山矿石所得碳产品2不能利用。
(三)在实际工业应用过程中,应根据含碳铅锌矿石的性质对碳产品进行处理。因为含碳铅锌矿在碳预处理工艺流程中,碳产品中会有部分铅、锌进入其中,所以铅、锌的回收率会低于不除碳直接进行铅、锌顺序分离浮选工艺。
参考文献
[1] 徐旃章,等.四川盐边龙塘铅锌矿资源调查与评价[M].成都:成都科技大学出版社,1993:123-145.
[2] 朱创业,张寿庭,等.菌藻在四川龙塘铅锌矿成矿过程中的作用[J].成都地质学报,1993,3(20):75-81.
[3] 冯俊生.含碳铅锌多金属矿石除碳工艺[J].国外金属矿选矿,2001,(6):6-8.
[4] 冯俊生.含碳铅锌多金属矿石除碳工艺的分析[J].黄金科学技术,2001,9(2):33-36.
[5] 柳振江,王建平,付超,等.内蒙占甲生盘铅锌硫矿床地质特征及成矿机制研究[A].第九届全国矿床会议论文集[C].2008,II:269-270.
高碳铬轴承钢
2019-03-18 08:36:58
GCr91.00~1.10O.15~0.35O.25~O.45O.90~1.20O.025O.025GCr9SiMn1.00~1.10O.45~O.75O.95~1.25O.90~1.20O.025O.025GCr150.95~1.05O.15~0.350.25~0.451.40~1.65O.025O.025GCr15SiMnO.95~1.05O.45~O.750.95~1.251.40~1.65O.025O.025
高碳铬轴承钢
表3-52高碳铬轴承钢退火后的硬度牌 号布氏硬度HBS压痕直径/mmGCr9、GCrl5179~2074.2~4.5GCr9SiMn、GCrl5SiMn179~2174.1~4.5
表3-53碳铬轴承高钢的特性和应用牌号主要特性应用举例CCr9耐磨性和淬透性较高,切削性及应变塑性中等,白点形成较敏感,焊接性差,有回火脆性倾向,主要在淬火并低温回火状态使用用于制造转动轴上尺寸较小的钢球和滚子,一般条件下工作的大套圈及滚动体,是一种应用广泛的轴承钢,用于机床、机车、电机及航空的微型轴承及一般轴承;也可以制作弹性、耐磨、接触疲劳强度都要求高的重要机械零件CCrl5淬透性好,耐磨性高,疲劳寿命高,冷加工塑性变形中等,有一定的切削加工性,焊接性差,一般经淬火、低温回火后使用用于制造大型机械轴承的钢球、滚子和套圈,还可以制造耐磨、高接触疲劳强度的较大负荷的机器零件,如牙轮钻头的转动轴、叶片、泵定子、靠模、套筒、心轴、机床丝杠、冷冲模等CCr9SiNn性能与GCr15相近,但淬透性和工艺性能较高用于制造尺寸较大的轴承套圈,可代替GCrl5使用GCrl5Si Mn耐磨性和淬透性比GCrl5更高,冷加工塑性中等,焊接性差,对白点形成敏感,热处理时有回火脆性用于制造大型轴承的套圈、钢球和滚子,还可制造高耐磨、高硬度的零件,如轧辊、量规等,特性和应用与GCrl5相近
涂碳铝箔的性能优势
2018-12-29 11:29:12
1.显著提高电池组使用一致性,大幅降低电池组成本。如: 明显降低电芯动态内阻增幅;
提高电池组的压差一致性;
延长电池组寿命;
大幅降低电池组成本。
2.提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片制造成本。如: 改善使用水性体系的正极材料和集电极的附着力;
改善纳米级或亚微米级的正极材料和集电极的附着力;
改善钛酸锂或其他高容量负极材料和集电极的附着力;
提高极片制成合格率,降低极片制造成本。
3.减小极化,提高倍率和克容量,提升电池性能。 如部分降低活性材料中粘接剂的比例,提高克容量;
改善活性物质和集流体之间的电接触;
减少极化,提高功率性能。
4.保护集流体,延长电池使用寿命。如: 防止集流极腐蚀、氧化;
提高集流极表面张力,增强集流极的易涂覆性能;
可替代成本较高的蚀刻箔或用更薄的箔材替代原有的标准箔材。
碳纤简介及其种类
2019-03-08 11:19:22
碳纤(CarbonFiber)是由经环氧涂层处理和石墨压织的碳化纤维制成的。其长处是重量轻,抗张强度高,在所有密度低的人工组成手柄材料中,碳纤可能是最巩固的。碳纤也是一种高度加工的材料,因而一般也被用在高端产品上。
碳纤维的品种
经高温处理后,其含碳量超越90%以上之纤维材料,称之为碳纤维。碳纤维之品种分类有许多办法,可依质料、特性、处理温度与形状来分类。若依质料可分为纤维素纤维系之嫘萦(Rayon)系与木质(Lignin)系;聚腈(Polyacrylonitrile)系;沥青(Pitch)系;酚树脂系与气相碳纤系等六种。若依特性则分为普通碳纤维;高强度高模数碳纤维与活性碳纤维等三种。普通碳纤维之强力在120㎏/㎜2以下,杨氏模数(Young掇Modulus)在10000㎏/㎜2以下者称之;高强度高模数者,则强力在150㎏/㎜2以上,模数在17000㎏/㎜2以上时称之。
若依加工处理温度分类时,则可分为耐炎质;碳本质与石墨质等三种。耐炎质碳纤之处理加热温度为200~350℃,可供作电气绝缘体;碳本质碳纤之处理加热温度为500~1500℃,可供电气传导性材料用;石墨质碳纤之处理加热温度在2000℃以上,除耐热性与电气传导性进步外,亦具自我润滑性。
若按碳纤维制品之形状分类时,可分为棉状短纤维;长丝状接连纤维;纤维束(Tow);织物;毡毯与编制长形物等。
含碳金矿氰化实例
2019-02-25 10:50:24
含碳金矿石在自然界中是稀有的,它在国际黄金储量中所占的份额尚不到2%。但在矿石中含有碳质物质时,因它能吸附化溶液中的贵金属,然后添加金、银在尾矿中的丢失。因而,当处理含碳金矿石时,首要有必要测定碳质物质对金的吸附才能。金在化时被碳吸附的数量不只取决于碳质物质的吸附才能,并且还同用化法处理的矿石粒度和浸出时刻有关。所以,在化尾矿中的金档次往往随化矿石的磨矿细度的变细而添加,这是由于磨矿粒度越细,则碳质物质的活性表面越大所造成的。又如浸出时刻较长时,金在尾矿中的档次因碳质物质对金的吸附效果较长而添加。因而,在断定含碳金矿石的化条件时,有必要断定最适合的矿石粒度和浸出时刻。
为了进步含碳金矿石的化目标,可用下列办法:
一、用高浓度溶液进行浸出。
二、物料先用对碳质物质的吸附才能具有抑制效果的药剂加以处理,然后进行化。
莤素黄P(用量1公斤/吨,在水介质中与物料拌和2小时)、酸(用量0.67公斤/吨,处理时刻25分钟)以及火油、重油、石油、(这些药剂用量1~2公斤/吨,参加磨矿机中)均能挑选性地吸附于碳质颗粒表面并且构成脂肪酸薄膜,然后不只能够下降碳对金的吸附,并且使碳质物质具有显着的疏水性。这样一来,碳质物质常常漂浮在浓缩机或拌和槽的矿浆面上,并且能够随浓缩机的溢流排出掉。
三、分两段或三段进行化,在各段化中间进地过滤,以及用新鲜化溶液将滤饼设制成矿浆。
四、用脱金溶液或新鲜化溶液对化尾矿重复进行激烈的洗刷。假如尾矿中含有许多已被吸附的金,那么可用Na2S(0.2~0.15%)溶液、碱、热化溶液和浓化溶液对其进行洗刷。
五、用吸附-浮选法处理含碳金矿石,即在化进程中参加细粒活性炭或离子交换树脂,进而用浮选法将吸金的活性,炭或离子交换树脂同矿石中的含金碳质成分一同浮游出来。
六、含碳金矿石及其精矿可用二芳基二硫代磷酸、a-羟基腈、、基偏桃酸等有机是行浸出,由于这些有机对金的浸出率较常用的无机高十几倍。
含碳金矿石除用化法处以外,也可用重选和浮选法加以处理。在浮选化之前,用溜槽和跳汰机从矿石中能够收回粗粒游离金,重选精矿则用混法处理。
浮选的首要意图在于取得抛弃尾矿。碳质物质只加起泡剂(丁醇、、二乙氧基、松根油)就能很好浮游。如有必要,可用抑制剂(水玻璃、三聚磷酸钠等)处理物料。含碳金精矿能够直接化(此刻应该采纳避免碳质物质有害影响的办法)或经氧化焙烧使焙砂中含碳量小于0.1%之后进行化;有时直接送去冶炼厂熔炼。
当处理含碳金-砷硫化矿石时,可用混合浮选法(参加、丁基黄药、硫酸铜)从中选出含碳金-砷精矿或用优先浮选法从中顺次选出含碳金精矿和金-砷精矿,并且将这两种精矿兼并后加以处理。含碳金-砷精矿一般先实施氧化焙烧,然后焙砂则进行化。
含碳金-砷精矿的氧化焙烧分两段进行比较好:在温度为500~600℃和空气给入量缺乏的条件下进行榜首段焙烧,使砷在焙砂中的含量小于1%;而在温度为650~700℃和空气给入量足够的条件下则进行第二段焙烧,使碳和硫烧尽。为了烧尽活性碳,不只需要给入过量空气和适当高的温度,并且还需要适当长的时刻。在欢腾焙烧炉中进行焙烧时,焙烧进程进行得比较快且比较完全。为了在焙烧炉中完成自生焙烧,精矿中的含硫量应为22%~24%。
加纳阿丽斯顿-高尔德-马英兹选金厂处理含碳金矿石。该厂处理才能1200吨/日。金属矿藏首要有金、毒砂、黄铁矿,其次有闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿。脉石矿藏首要有石英,其次有方解石、铁白云石、金红石以及碳质片岩(或碳质千枚岩)。矿石含金9~11克/吨,含碳1%。一部分金呈游离状况被包裹在石英之中,而其他部分则与黄铁矿和毒砂共生。该厂选用重选-浮选和浮选精矿焙烧-化的联合流程,其出产工艺流程如图1所示。图1 加钠阿丽斯顿-高尔德-马英兹选金厂出产工艺流程
矿石经两段破碎至-6毫米,然后进行两段磨矿(I段磨碎至55%-0.074毫米)至65%-0.074毫米。在磨矿分级循环顶用溜槽、摇床和跳汰机收回游离金,其金收回率约60%。然后,重选尾矿进行浮选,浮选精矿实施氧化焙烧,焙砂进行化。在浮选及氧化进程中收回了30%的金。浮选精矿除含金85克/吨外,还含有很多的硫化物和碳质物盾。浮选精矿先进行浓缩、过滤和枯燥,然后用艾德瓦尔德斯双动焙烧炉进行氧化焙烧(炉子排料端的温度为800℃)。焙砂用圆筒冷却机进行冷却,并用水进行冲刷。浓缩产品用拌和浸出槽进行榜首段化浸出(NaCN浓度为0.08%,浸出时刻为24小时)。一段化浸出后的矿浆用过滤机进行过滤,含金溶液送入沉积作业,而滤饼经调浆则送去第二段氧化浸出(浸出时刻为72小时)。两段浸出的含金溶液给入澄清和沉积作业,而化尾矿则抛弃。该厂金总收回率为90%。二段化尾矿中含金平均为1克/吨(浮选尾矿中金档次为0.7~0.8克/吨)。
加拿大最近宣布了一篇关于安达略省玛克因尔矿山含碳金矿石的研究陈述。陈述中指出,矿石中金属矿藏首要有琥珀金、黄铁矿,其次有金红石、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿、针铁矿、钛铁矿、赤铁矿、磁铁矿以及铜蓝等;脉石矿藏首要有石英,其次有云母、绿泥石、黑石墨矿藏、方解石、白云母以及长石等。金在矿石中呈琥珀金状况存在。琥珀金是一种金银合金,其金银之比为3∶1。矿石含金14.6克/吨,含银4.7克/吨;85%的琥珀金被包裹于黄铁矿中,其他15%则被包裹在脉石矿藏中。琥珀金粒度一般在1~60毫米之间,其间-20微米者约占30%。矿石含碳3%,其间呈石墨和其他有机碳为1%,呈碳酸盐(方解石和白云石)者则为2%;大部分石墨呈细粒被包裹在脉石矿藏中。黄铁矿八成呈游离状况存在,并在矿石中与琥珀金细密共生。
研究成果指出:1、矿石直接化(磨矿细度-0.074毫米,用量分别为0.453、0.907和1.360公斤/吨,化时刻为48小时)时,因石墨矿藏吸附已溶金,所以金收回率都不超越47%;2、试图用跳汰机在化之前从矿石中预先脱除石墨矿藏,但实验成果不能令人满意,由于矿石粗磨(+0.59毫米)时不能脱掉石墨矿藏;细磨(-0.15毫米)时则金丢失于石墨矿藏中;3、矿石磨至-0.074毫米,然后从中脱除6%的矿泥(-50微米或-25微米)时,不只金丢失于矿泥中,并且不能脱掉大部分石墨矿藏;4、矿石磨至-0.074毫米后,在矿浆pH=8.1的条件下独自参加甲基异丁基(用量为22.68克/吨)进行石墨浮选便能脱除45%~50%的石墨,此刻石墨精矿产率为3%,石墨精矿含金6.6克/吨,金在石墨精矿中丢失为1.4%;5、石墨浮选尾矿(磨矿细度-0.074毫米)实施化(NaCN用量0.68公斤/吨,CaO用量0.453公斤/吨,化时刻为48小时)时,金总收回率为81.3%;6、将戊基钾黄药(用量272克/吨)参加于石墨浮选尾矿(磨矿细度-0.074毫米)中进行金-黄铁矿浮选时,金-黄铁矿精矿产率为16.2%,含金84.9%,金总收回率为94.1%,终究浮选尾矿含金0.8克/吨,金在终究浮选尾矿中的丢失为4.5%;7、金-黄铁矿精矿再磨至-0.043毫米后实施化(NaCN用量0.68公斤/吨、CaO用量0.453公斤/吨,化时刻为48小时)时,金总收回率为85.1%,化尾矿含金8.1克/吨,金在化尾矿中的丢失9.0%。金-黄铁矿精矿(再磨至-0.043毫米)经氧化焙烧(温度500℃、焙烧时刻为1小时)和冲突磨矿后实施化(NaCN用量0.068公斤/吨焙砂,CaO用量0.453公斤/吨焙砂,化时刻为48小时)时,金总收回率则93.6%,化尾矿含金0.6克/吨,金在化尾矿中的丢失为0.5%。由此可见,金-黄铁矿精矿在化之前实施焙烧时,金总收回率能进步8.5%。
该研究陈述所引荐的流程如图2所示。
碳还原氧化铜
2017-06-06 17:50:00
碳还原氧化铜原理:在加热的条件下,碳能从氧化铜中夺取氧使氧化铜还原成铜。2CuO+C=2Cu+CO2↑用品:试管、单孔塞、酒精灯、铁架台、木炭、氧化铜、粉笔、石灰水。操作:1.把木炭放在研钵里,研磨成极细的粉末。按1:10的质量比称取木炭和氧化铜,放在研钵里搅拌半分钟,使两者充分研细混均。2.取一段玻管(直径10mm左右),把一端拉细。3.取干燥的15×150mm试管,按图1所示装置。在试管里放2g上述混合物,用干燥的粉笔,沿试管内壁放入,大端跟混合物接触,另一端跟单孔塞接触。4.用酒精灯先均匀加热,然后集中加热反应物。5.随着反应的进行。澄清的石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳。6.当反应放出的热量足以维持反应的进行时,管底的反应物开始发红。这时移去酒精灯,剧烈的放热反应在几秒钟内很快蔓延到管内所有反应物,使它发生红光。7.反应停止后,生成的铜在二氧化碳气氛中逐渐冷却到室温时,取出金属铜粒。备注:1.本实验用酒精灯加热,只需3~4min,就能生成较大的铜粒,实验现象明显。2.反应物木炭和氧化铜的用量比是做好本实验的关键之一。3.本实验所用的氧化铜中20%为工业品,80%为化学纯。如果全部用工业品,生成物中含有较多的氧化亚铜。如果全部用化学纯氧化铜,虽能生成铜粒,但需要高温,而且时间较长。4.所用的木炭和氧化铜都要烘干。5.本实验的装置中,把一端拉细的粗玻管装在石灰水液面的目的有两个:防止反应完毕因试管冷却而石灰水倒吸;保证还原出来的铜在未冷却前保持在二氧化碳的气氛中,不致被空气氧化。6.用粉笔是为了防止反应剧烈时,混合物冲出,如果一支不够,可以放两支。。
雄鹰铝业再生高硅铝合金锭制造新工艺通过鉴定
2019-01-18 11:39:42
朔风凛冽、佳报频传。前不久,南昌市科技局组织有关专家对江西雄鹰铝业股份有限公司与南昌大学合作开发的“再生高硅铝合金锭制造新工艺”项目进行了科技成果鉴定。专家组经过评审,一致通过此项目科技成果鉴定,认为该项目工艺技术成熟,产品质量稳定,社会经济效益显著,达到国内同类产品领先水平,并给予了高度评价。
据了解,本新工艺充分运用稀土元素和磷盐复合变质剂与铝合金熔体相互作用的特性,能够实现对铝合金熔体的净化、精炼及变质的一体化处理,用该新的生产工艺生产的高硅铝合金锭,不仅原料的烧损量减少、生产能耗降低、生产效率提高,而且产品质量稳定,在处理的过程中同时减少了有害的废气和其它副产品的产生。
在鉴定会上,专家组听取了项目组负责人的汇报,并审阅了相关资料,察看了现场及相关产品,专家一致认为:一是该项目提供的鉴定资料齐全,符合鉴定要求。
二是运用含磷稀土复合变质剂对铝合金的精炼净化和变质功能,开发了再生髙硅铝合金锭(ADC14)制造新工艺。
三是运用该新工艺生产的再生高硅铝合金锭(ADC14),产品质量稳定,基本消除了成份偏析。合金锭表面光洁、无气泡、龟裂和表面缩松现象。断口晶粒度细密。共晶硅呈短棒状、少量为针状,且分布均匀;初晶硅为较小片状,铁相由原来的针状变为骨骼状、花纹状,且分布均匀。硬度值达到120HBW,抗拉强度达到210MPa,硬度及强度指标均达到JIS标准要求。
四是采用该新工艺生产了多批次ADC14铝合金锭,产品提供给比亚迪、富士康等客户,完全达到了性能指标要求,客户使用反映情况良好。
此次科技成果的一次性通过鉴定是对该公司科研成果的一次重大检验和审核,是该公司科研工作取得了较大进展的有力体现,彰显了雄鹰人的自主创新能力和科研实力。此项目产品附加值高,市场前景广阔,具有较好的社会经济效益。
高硅铝矿提取氧化铝新工艺
2019-02-21 15:27:24
高硅铝矿是指铝硅比低于3.5的含铝矿藏质料,包含低档次铝土矿、高岭土、粉煤灰、煤歼石、黄砂以及猫土等。传统工艺在用铝矿提取Al2O3时,因为质猜中SiO2的存在,常常会发作铝硅酸钠Na2O·A12O3·2SiO2,而下降Al2O3的提取功率。所以,拜耳法只能挑选SiO2含量低的软铝石型铝土矿做质料来避开Na2O·A12O3·2SiO2的搅扰.而烧结法也仅仅用石灰中的CaO去替换Na2O·A12O3·2SiO2中的大部分Na2O开释出部分Al2O3不管拜耳法仍是烧结法,实践上都不能彻底处理提取Al2O3进程中的Na2O·A12O3·2SiO2搅扰问题,都只能挑选铝硅比至少大于3.5的含铝矿藏作为提取Al2O3的出产质料。
提取Al2O3的新工艺
全球优质软铝石型铝土矿首要散布在澳大利亚、巴西、印度、加拿大、美国、圭亚那、俄罗斯等国家。欧美等国家依托丰厚的优质铝土矿资源,大多数选用拜耳法提取Al2O3少量国家选用拜耳法与烧结法联合的方法来提取Al2O3。就现在全球Al2O3出产的现状来看,因为资源和技能的约束,美国、澳大利亚等铝土矿资源丰厚的国家多选用拜耳法,欧洲国家则较多选用烧结法与联合法。
关于铝硅比低于3.5的高硅铝矿质料,因为质料转化进程中发作的Na2O·A12O3·2SiO2对提取Al2O3的严峻搅扰问题,全球各国根本都不能直接用来提取Al2O3对粉煤灰、煤研石、低档次铝土矿、高岭土等Al2O3含量很低而SiO2含量很高的质料,都只能用堆积、埋葬、回填坑道、填方处理或用来出产陶瓷制品、水泥、砖块、作路基材料等进行低附加值运用。我国是铝土矿资源非常匮乏的国家,据报道,人均铝土矿占有量缺乏300千克,而且我国的绝大多数铝土矿都是铝硅比较低的中低档次一水硬铝石型铝土矿,现已不能确保2010年的国内需求,考虑前景储量,也只能确保20年左右。据海关计算,为满意国内需求,2005年全国共进口铝土矿217万吨,2006年添加到925万吨,2007年猛增到2326万吨,而2008年仅1~6月,全国就现已从国外进口了高档次铝土矿1344.92万吨,大部分用来与国内的中低档次铝土矿掺合,用烧结法进行氧化铝出产。现已有分析以为:“铝土矿进口开展惊人、直销趋紧,或成‘铁矿石第二’。”
处理提取Al2O3进程中的Na2O·A12O3·2SiO2搅扰,开发一种运用铝硅比低于3.5的高硅铝矿提取Al2O3新技能工艺,能够从全国现已堆积的近100亿吨高硅铝矿质猜中提取Al2O3,关于我国的Al2O3出产工业具有非常实践的重要意义,见表1。
表1 高硅铝矿质料的化学组成(%)组 分Al2O3SiO2Fe2O3CaOMgOTiO2K2ONa2OP2O5SO3其它含量(%)24.8662.764.500.671.230.901.851.200.490.541.00
实践上,提取Al2O3时,在碱性环境下转化进程中新生成的铝硅酸钠是一种具有沸石型松懈结构的结晶体,很简单被高浓度的烧碱分化.运用“C-JSTK”技能,经过添加溶液的Na2O浓度和进步反响温度,彻底能够将碱性环境下转化进程中生成的Na2O·A12O3·2SiO2悉数从头分化成Na2O·A12O3·2SiO2,并施行别离,从高硅铝矿中一起提取Al2O3和SiO2。
实验质料及工艺流程
出产实验用高硅铝矿质料取自江苏镇江某矿区,纯碱与烧碱用工业品。高硅铝矿质料的化学组成列于表。实验研讨的工艺进程描绘如下(见图1):
图1 “C-JSTK”技能工艺流程简图
高硅铝矿粉与纯碱按必定份额配料、入炉进行碱融转化反响,得到的熔压触体用冷水水淬成1~5毫米的细颗粒压料。将细颗粒料湿磨成浓稠浆料、稀释、过滤.滤饼用浓烧碱溶解后再加热浓缩、烘焙枯燥.将得到的干粉料溶解、过滤;滤饼再用浓烧碱溶解、过滤。将3次过滤的滤液兼并稀释水解,得到Al(OH)3沉积和滤液。将碱融进程发作的CO2气体搜集并经净化、加压,引进稀释水解后的滤液中使之碳酸化分化,然后顺次得到剩下的Al(OH)3沉积、H2SiO3沉积和Na2CO3稀溶液。洗刷液会集循环用于弥补水淬液和用作溶解、稀释用水.将Na2CO3稀溶液浓缩后收回纯碱Na2CO3溶液和烧碱NaOH溶液,副产出沉积CaCO3。收回的纯碱Na2CO3溶液循环至前道配料工序与高硅铝矿粉混合、枯燥后循环用于纯碱碱融工序。烧碱NaOH溶液循环至前道两段烧碱溶解工序。将纯碱碱融的高温烟道气换热成洁净的热空气,用于Al(OH)3和H2SiO3及CaCO3的枯燥,终究得到工业品Al(OH)3沉积SiO2和沉积CaCO3。
工艺原理
1、纯碱碱融
首要用纯碱Na2CO3处理高硅铝矿粉,是为了让高硅铝矿中的SiO2和Al2O3与Na2CO3反响转化成为可溶的Na2O·SiO2和Na2O·Al2O3与高硅铝矿质猜中的其它成别离离。
依照质量比,高硅铝矿粉:Na2CO3=1:1.2-1.3配料,在1300℃温度下反响约30分钟后,Na2CO370%左右分化开释出Na2O并分出CO2;高硅铝矿中的大部分SiO2和A12O3与Na2O结合转化成为Na2O·SiO2和Na2O·Al2O3,残留有部分游离的A12O3和消融的Na2CO3;部分Na2O·Al2O3和Na2O·SiO2又进一步反响生成Na2O·Al2O3·2SiO2。
Fe2O3大部分转化成为Na2O·Fe2O3;CaO与MgO转化成为2CaO·SiO2、CaO·Fe2O3、Na2O·CaO·SiO2、MgO·SiO2、MgO·2CaO·Fe2O3、CaO-TiO2、MgO-TiO2等。
2、湿磨与浆料稀释溶解
纯碱碱融时新生成的Na2O·Al2O3·2SiO2很简单被NaOH分化,开释出Na2O·Al2O3和Na2O·SiO2。
Na2O·Al2O3遇水会部分发作水解,发作Al(OH)3与NaOH;Na2O·Fe2O3遇水悉数水解,发作Fe(OH)3与NaOH。
经过湿磨及对湿磨后的浓浆料加水溶解,Na2O·A12O3和Na2O·Fe2O3水解发作的NaOH与Na2O·A12O3·2SiO2反响,部分Na2O·A12O3·2SiO2被分化成为Na2O·A12O3·2SiO2溶解于水进入溶液。过滤后,溶解的Na2O·A12O3和Na2O·SiO2与包含未反响的Na2O·A12O3·2SiO2固体及Fe(OH)3、部分Al(OH)3的杂质固体先行别离。
湿磨、溶解后的浆猜中,70℃时SiO2的溶解情况见图2,
从图2能够看出,在2小时内,SiO2在溶液中的最大溶解度约55克/升。湿磨、溶解后的浆料应该在2小时内过滤别离。
图2 70℃Na2O200克/升、Al2O3120克/升时溶液中SiO2含量
与时刻联系曲线
3、烧碱碱熔
向湿磨、溶解后的滤饼中参加烧碱NaOH溶液并烘焙枯燥成干粉料,其作用是跟着溶液的不断蒸腾浓缩,NaOH浓度也不断增大,终究NaOH浓度将挨近于最大的纯NaOH消融情况浓度。一起,跟着溶液的蒸干,物料的反响温度也到达挨近供热环境的最高温度,反响动力到达最大,然后将滤饼中的Na2O·A12O3·2SiO2悉数分化成为Na2O·A12O3和Na2O·SiO2。
一起,滤饼中包含的Al(OH)3和Fe(OH)3也被从头转化成Na2O·A12O3和Na2O·Fe2O3。
4、干粉溶解
一般,SiO2在Na2O·Al2O3溶液中的安稳溶解度很低,过量的SiO2会与Na2·A12O3生成Na2O·A12O3·2SiO2沉积,使A12O3与SiO2的提取率下降,Na2O碱耗(Na2CO3耗费)增大。
图3是70℃时SiO2在Na2O·A12O3溶液中的溶解情况。
图3中,曲线AB上方(Ⅲ区)为SiO2的过饱和区(不安稳区),AB与AC之间(Ⅱ区)为介稳情况区,AC下方(I区)为不饱和区(安稳溶解区)。
图3 SiO2在分子比(MR)为2.0的Na2O·Al2O3溶液中的溶解
度和介稳情况溶解度(70℃)
从图3看,当Na2O·Al2O3溶液中的MR为2.0,A12O3为75克/升时,SiO2的最大介稳浓度大约只需2克/升。
可是,SiO2溶解于Na2O·A12O3溶液中时,开端经常常是过饱和的,并不会当即发作Na2O·Al2O3·2SiO2沉积,需求在长时刻的拌和后,才干将其浓度降到平衡含量,到达介稳浓度。
实验成果证明,当加大溶液的MR到4.2以上,Al2O3为75克/升左右时,将烧碱碱熔得到的干粉溶解于水后,Na2O·SiO2在Na2O·Al2O3溶液中将会构成SiO2过饱和溶液,经过拌和、加热2小时或放置4小时后,SiO2才逐渐到达溶解平衡的介稳情况,溶液中会发作无定型的Na2O·Al2O3·2SiO2。因为没有晶种,在10~15天内Na2O·Al2O3·2SiO2都不会呈现结晶分出,溶液能够安稳存在。
所以,干粉溶解于水后,在溶液天然温度下,应该在2小时或4小时内过滤别离,防止溶液中的杂质颗粒代替Na2O·Al2O3·2SiO2晶种,促进Na2O·AlO3·2SiO2晶体的生成。
干粉溶解后,Na2O·Al2O3和Na2O·SiO2悉数溶解于水,部分Na2O·Al2O3发作水解,发作Al(OH)3与NaOH;Na2O·Fe2O3悉数水解,发作Fe(OH)3与NaOH。水解发作的 NaOH会进一步加大SiO2(Na2O·SiO2)在溶液中溶解的安稳性。
将干粉溶解后的溶液过滤别离,滤饼中除了杂质,还有部分Al(OH)3。
5、烧喊溶出
用烧碱溶液溶解干粉溶解后的滤饼,使滤饼中的Al(OH)3与NaOH反响转化成Na2O·Al2O3溶解进入溶液,并与杂质别离。
6、稀释水解
将前面3次过滤别离得到的滤液兼并,加水稀释,85%左右的Na2O·Al2O3发作水解,得到大部分Al(OH)3。
7、碳化别离
稀释水解后的滤液用CO2气体加压进行碳酸化处理,中和掉NaOH,下降溶液的PH值,使溶液中剩下的Na2O·Al2O3简直悉数水解成为Al(OH)3沉积,残留的Na2O·Al2O3浓度低于10-3摩尔。
别离出Al(OH)3后,溶液成为Na2CO3和NaHSiO3混合溶液。
持续对Na2CO3和NaHSiO3混合溶液用CO2气体加压进行碳酸化处理,下降溶液的PH值,使溶液中NaHSiO3简直悉数水解成为H2SiO3沉积。
别离出H2SiO2后,溶液成为稀Na2CO3溶液。
8、碱收回
将稀Na2CO3溶液直接用生石灰进行苛化处理,得到副产品CaCO3与稀NaOH溶液。NaOH溶液经过恰当浓缩今后作为浓烧碱循环用于烧碱碱熔和烧碱溶出两道工序作质料。
将稀Na2CO3溶液恰当浓缩后,再与高硅铝矿粉混合、枯燥除掉水分得到混合干粉,混合千粉循环用于纯碱碱融工序作质料。
Al2O3与SiO2提取率和碱丢失率
影响Al2O3提取率的首要因素包含碱融转化的温度和时刻以及干粉溶解后的滤饼用烧碱溶出时的浓度和温度。碱融温度过高或时刻过长,生成的沸石型Na2O·Al2O3·2SiO2的松懈结构将发作转化,变得愈加细密,会添加后续烧碱处理的难度,进而下降Al2O3的提取率;滤饼用烧碱溶出时的浓度和温度添加,Al2O3的提取率增大。
影响SiO2提取率的首要因素包含质猜中的CaO和MgO含量以及碱融反响的温度和时刻。质猜中的CaO和MgO含量增大,碱融时耗费的SiO2量添加,使SiO2的提取率下降;碱融温度过高或时刻过长,SiO2的提取率也下降。
处理进程的碱丢失首要取决于碱融反响的温度和时刻。温度过高或时刻过长,因为Na2CO3的蒸腾和生成的Na2O·Al2O3·2SiO2结构趋向细密添加后续处理难度,将使部分Na2O不能被开释,都会使Na2CO3的丢失率增大。
在年处理3000吨高硅铝矿质料的工业出产设备上的实验成果证明,对表1所列质料,取高硅铝矿粉:纯碱粉=1:1.2~1.3配料、碱融温度1150~1350℃、反响时刻40~25分钟,出料温度1050~1150℃,烧碱浓度50%左右、烧碱溶出温度70~80℃时,A12O3和SiO2的提取率别离能够到达95%与90%以上,纯碱Na2CO3的循环份额可达98%以上。
废气、废液循环和废热运用
高硅铝矿粉在纯碱碱融进程中,因燃料的焚烧和Na2CO3的分化,将放出很多的CO2气体,工艺中的碳化处理则需引进CO2将纯碱碱融进程中发作的CO2循环至碳化工序中,不只CO2浓度能满意要求,而且CO2总量还有充裕。
碳化构成的Na2CO3稀溶液与AI(OH)3沉积以及H2SiO3沉积别离后,经过恰当浓缩,循环用于配料,与高硅铝矿粉混合得到浆料,再用工艺中的废热对所配得的浆料进行烘干,得到“高硅铝矿粉-Na2CO3”混合干粉,循环至纯碱碱融工段从头配料,完成了纯碱的循环运用。
出产中耗费的烧碱,用碳化所构成的Na2CO3稀溶液与生石灰进行苛化处理,收回得到烧碱,经过浓缩后循环至烧碱碱熔和烧碱溶出工段运用,完成了烧碱的循环运用。
各个工艺段的洗刷液会集搜集,用作水淬液和相应工段的溶解用水。
出产进程的碱丢失,经过洗刷液的循环运用和高硅铝矿质猜中含有的K2O与Na2O的弥补,能够根本完成平衡。
纯碱碱融时发作的高温烟道气首要别离用洁净的常温空气和水进行换热处理,得到550℃左右与350℃左右两种温度的洁净热空气和热水以及500~600℃的中温烟道气;500~600℃的中温烟道气直接用于对第二碳化后别离得到的、经过蒸腾浓缩的浓Na2CO3溶液与高硅铝矿粉混合后的混合浆料进行枯燥,得到混合干粉与200℃左右的低温烟道气;200℃左右的低温烟道气再经水洗、净化处理,得到含CO3的常温洁净烟道气,加压后作为CO2质料气体用于榜首碳化和二碳化工艺,别离得到Al(OH)3和H2SiO3沉积;550℃左右的洁净热空气用于烧碱碱熔工段的供热;350℃左右的洁净热空气用于产品枯燥;热水用于各个相应工段的滤饼洗刷。
烧碱溶出后得到的滤渣,与苛化的废渣兼并,用于对洗刷烟道气后的污水进行絮凝净化处理。净化处理后的清水循环用于烟道气洗刷。
结束语
用“C-J STK”技能从高硅铝矿质猜中提取Al2O3和SiO2,一起作废气、废液循环运用和废热分级运用的新工艺,是高硅铝矿资源化、高附加值综合运用的有效途径。运用该技能工艺,只需质猜中的Al2O3含量到达20%或Al2O3与SiO2含量算计到达70%,经济上就有开发运用价值。经过对表1所列质料的工业出产实验,每处理1吨该高硅铝矿质料,能够获得约360千克Al(OH)3和约820千克H2SiO3一起副产出CaCO3约500千克,产量超越5500元,利税达2500元以上。
经过对得到的Al(OH)3与H2SiO3进行进一步深加工,还能够出产出品种完全、规格繁复的高附加值的各种铝盐与硅酸盐以及氧化铝、铝酸盐、沉积白炭黑、硅胶等数十种化工产品。这些产品能够用于造纸、油墨、印染、纺织、医药、油脂、催化剂、塑料、橡胶、日化、石油、环保、无机盐等10多个工业职业作为质料运用,国内的年需求总量到达几千万吨。
本工艺不只完成了高硅铝矿中铝资源与硅资源的全面收回和热能资源的合理转化运用,完成了高硅铝矿资源的合理运用,大幅度进步了高硅铝矿资源运用的经济效益,防止了资源糟蹋,减轻了环境污染,而且下降了出产成本,消除了出产中的二次污染,到达了清洁出产的意图,特别针对我国这种软铝石型铝矿与高档次铝矿资源紧缺的实践情况,具有巨大的经济效益、社会效益和环境效益。