电子束熔炼铜工艺材料杂质的效率

一组研究人员最近在《华尔街日报》发表了一篇论文欧洲杯足球竞彩循证医学证明电子束融化的效率()方法在炼铜工艺材料重要的杂质含量和评估的动力学参数的影响程度的去除杂质和行为。

研究:杂质的行为在电子束融化的铜工艺材料。图片来源:Flegere / Shutterstock.com

背景

铜是最重要的金属之一,在现代社会经济发展和提高的生活标准由于其独特的化学、物理和机械性能。目前,铜回收正迅速成为一个主要的方法生产铜的方法需要少得多的能量比传统的铜生产方法。

(一个)的主要方案EBMR过程:(1)电子光学系统;(2)开始金属杆;(3)生成的水滴;(4)在水冷坩埚熔池;(5)金属锭;(b)制造铜样品。图片来源:Vutova K et al .,材料欧洲杯足球竞彩

在二级铜铜回收、利用为主要原料或输入材料。次生铜包含杂质的相当大的份额,包括硫(S)、溶解氧、银等金属杂质(Ag)、金(Au)、碲(Te),硒(Se)、铋(Bi)、锌(锌)、锑(某人)、砷(),镍(镍)、铁(Fe),锡(Sn)和铅(Pb)。这些杂质中使用不同的精炼方法为了获得纯化铜。

传统上,废铜是精制pyrometallurgical或由湿法冶金的方法。然而,铜的增长要求更好的结构和化学成分与电子有关的新分支的发展和能源的识别需要新的融化废铜和有效的方法。

现代融化的方法,如等离子体融化,循证医学,和激光用于有效地融化融化废铜。在这些方法中,循证医学方法的优点是特别有益的,因为它结合了高能特殊电冶金和真空条件。高真空和电子束确保更大程度的净化和除气的废铜。

在这项研究中,研究人员评估在融化过程中杂质的行为和动力学和热力学的影响工艺参数对铜和精炼提纯的结构效率。

这项研究

研究材料的铜含量为99.45%。杂质出席材料Ag浓度更高,Bi, Pb,,啊,,和镍,而在低浓度杂质锌、锡、Te,某人,和美国其他杂质浓度低于20 ppm (ppm)没有考虑分析。

最初,样本融化在融化的19.5千瓦,13千瓦,7 kW,和6千瓦的温度在- 1800,1700,1500,和1460 K,分别在单处理。

一个循证医学与60千瓦电力安装配有水冷铜圆柱直径50毫米的坩埚,萃取系统和原材料供应装置执行调查有关铜工艺材料融化。陆军研究实验室的4460 OES热科学与Paschen-Runge光谱仪真空多色器功能在氩气氛用来确定后样品的化学成分,在循证医学方法。

氧铜样品分析的进行使用ELTRA哦- 900氧/氢限定词。获得铜样品的微观结构揭示了用4%的硝酸溶液乙醇。解决方案是蚀刻在30年代期间的样本。

融化的时间对去除杂质的影响从铜工艺材料在温度:(一个)T = 1500 K(样品Cu-02和Cu-03);和(b)T = 1700 K(样本Cu-05和Cu-06)。图片来源:Vutova K et al .,材料欧洲杯足球竞彩

观察

观测结果表明,在1700 K,保留时间是20分钟和45分钟,在1500 K时,熔化时间15分钟,35分钟。在1800 K和1460 K,融化的时间是25分钟和20分钟,分别。金属杂质如Sn,某人,锌、铅、和Bi完全转变成气态度条件下,获得近100%的切除程度,而某人获得去除程度略低97%。

非金属杂质,如O年代也达到99%以上的去除程度。然而,Te和Se的去除程度分别为85.3%和73%,远远低于其他杂质。Te和Se形成金属间化合物与铜化合物,使其氧化更困难,导致较低的去除程度。

宏观结构的铜样品在不同生产EBMR条件:(一个)P_b= 6千瓦,τ= 20分钟;(b)P_b= 10千瓦,τ= 20分钟;(c)P_b= 19.5千瓦,τ= 20分钟;(d)P_b= 13千瓦,τ= 20分钟;和(e)P_b= 13千瓦,τ= 45分钟。图片来源:Vutova、K等。材料欧洲杯足球竞彩

Ag)不能删除的循证医学方法作为研究方法的温度范围和真空条件不能满足氧化Ag)。倪的去除程度是34 - 42%,明显低于其他杂质。良好的溶解度在铜镍主要负责除较低程度的倪。没有变化的结构和纯度精炼铜观察通过增加融化时间20分钟以上,温度高于1700 K。

温度在1600 K和1800 K之间,炼油效率为78 - 85%,而在循证医学过程获得的铜的纯度是99.9%。整个炼油效率最高的84.6%,铜纯度最高的99.92%时观察光束力量被设定为19.5千瓦20分钟。

本研究证明了可以成功应用循证医学方法对炼油二次铜与高浓度的杂质。

源

Vutova, K。Stefanova, V。Vassileva, V。et al。杂质的行为在电子束融化的铜工艺材料。欧洲杯足球竞彩2022年936年,15日。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/3/936/htm

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