现代冶金研究方法
冶金工程中的冶金反应数值模拟方法研究
冶金工程中的冶金反应数值模拟方法研究冶金工程是指对金属和非金属矿石进行加工、提纯和合金化的工程领域。
在冶金工程过程中，冶金反应是不可或缺的环节。
为了更好地理解和优化冶金过程，研究人员一直致力于发展冶金反应数值模拟方法。
本文将介绍冶金工程中常用的冶金反应数值模拟方法，分析其原理和应用。
1. 热力学模拟方法热力学模拟方法是基于热力学原理，通过计算反应体系的热力学平衡状态，预测反应过程的变化趋势和最终结果。
该方法通常使用热力学软件，例如FactSage、Thermo-Calc等。
热力学模拟方法能够准确地确定反应物质的热力学性质、平衡温度和反应生成物的组成。
它在冶金工程中广泛应用于矿石还原、熔炼和合金化等过程的优化设计和操作控制。
2. 流体动力学模拟方法流体动力学模拟方法是通过求解流体动力学方程组，模拟冶金过程中液相流动、气泡运动和物质传输等现象。
该方法常用的数值模拟软件有FLUENT、ANSYS CFX等。
流体动力学模拟方法能够模拟冶金反应体系中的流体流动和传热过程，帮助优化冶金反应器的设计和操作条件。
3. 结构力学模拟方法结构力学模拟方法是通过求解结构力学方程，模拟冶金反应过程中的应力和变形现象。
该方法常用的数值模拟软件有ABAQUS、ANSYS等。
结构力学模拟方法能够模拟冶金反应器中的力学性能和损伤行为，帮助改善冶金反应器的结构设计和材料选择。
4. 多物理场耦合模拟方法多物理场耦合模拟方法是综合运用热力学、流体动力学和结构力学等方法，模拟冶金反应过程中的多种物理现象的相互影响。
该方法常用的数值模拟软件有COMSOL Multiphysics、ANSYS Workbench等。
多物理场耦合模拟方法能够更全面地揭示冶金反应过程中的物理规律和相互关系，为优化冶金工程提供全面的参考。
5. 人工智能模拟方法人工智能模拟方法是近年来发展起来的一种新型模拟方法，它基于机器学习和深度学习等技术，通过训练模型来模拟冶金反应过程。
冶金实验研究报告
冶金实验研究报告冶金实验研究报告摘要：该研究报告主要对某种冶金实验进行了详细的研究和分析。
通过对实验材料的选取、实验过程的控制和结果的分析，得出了一些重要的结论和建议。
研究表明，该实验在研究冶金过程和材料性能方面具有一定的启示和应用价值。
引言：冶金实验是现代冶金学研究的基础，通过对不同冶金材料进行实验研究，可以揭示材料的物理、化学和力学性质，为冶金工艺的改进和优化提供重要依据。
本次实验主要研究了某种金属材料的耐腐蚀性能和力学性能。
实验材料和方法：实验选择了一种常用的金属材料作为研究对象，通过一系列实验方法对其进行了测试。
首先，对材料进行了化学成分分析，以确定其组成和纯度。
然后，利用电化学测试仪器对材料进行了腐蚀实验，测量了其腐蚀速率和腐蚀形貌。
最后，利用力学测试仪器对材料进行了拉伸和硬度测试，得出了其力学性能参数。
实验结果：通过对实验数据的统计和分析，我们得出了一些重要的结果。
首先，材料的化学成分符合标准要求，具有一定的纯度。
其次，材料在腐蚀试验中表现出良好的抗腐蚀性能，腐蚀速率较低。
最后，材料的力学性能良好，具有较高的强度和硬度。
讨论与结论：本次实验结果表明，该材料在冶金应用中具有一定的优势和潜力。
其抗腐蚀性能好，可以在腐蚀环境中长期使用。
同时，它的力学性能优秀，可以满足一般工况下的要求。
然而，该材料的成本较高，需要在使用场景和经济效益之间进行权衡。
建议：根据本次实验的研究结果和分析，我们提出以下几点建议：首先，进一步研究和优化该材料的制备工艺，以提高材料性能和降低成本。
其次，对该材料在不同工况下的耐腐蚀性能进行深入研究，以确定其应用范围和限制条件。
最后，通过与其他材料进行比较和竞争，评估该材料在冶金领域的竞争力和市场前景。
结语：通过本次研究，我们对某种冶金实验进行了深入的研究和分析，得出了一些重要的结论和建议。
该实验在研究冶金过程和材料性能方面具有一定的启示和应用价值。
希望本次研究可以为冶金学研究和工业实践提供一定的参考和指导。
冶金工程技术的发展与应用研究
冶金工程技术的发展与应用研究随着科技的快速发展和工业化的深入推进，冶金工程技术已经成为现代工业中不可或缺的一部分。
从传统的冶金技术到现代的高科技冶金工程技术，冶金工程技术的发展历程可以说是一步一个脚印的积累，尤其在这个科技日新月异的时代，冶金工程技术的发展也是属于创新和进步的不断追求。
在这篇文章中，我将探讨冶金工程技术的发展现状和应用研究的前沿趋势，以及一些针对现今工业发展的应用技术。
一、冶金工程技术的发展现状冶金工程技术是一个十分广泛的概念，它包括了众多的专业领域，如冶金原理、冶金设备、冶金模拟和冶金自动化等等。
近年来，跨学科、跨领域的交叉融合，加速了冶金工程技术的整合和创新，为冶金工程技术的发展注入了新的动力。
在传统冶金的基础上，现代冶金工程技术涵盖了多种高效、环保的技术手段，如熔炼技术、共晶技术、氧化还原反应技术、冶金雾化技术等等。
这些先进的技术手段广泛应用于黑色金属、有色金属、稀有金属及特殊材料等领域，成为了冶金工程技术的重要组成部分。
1.1、新冶炼技术新型冶炼技术是冶金工程技术领域的重要研究方向之一。
新型冶炼技术包括了固体氧化物燃料电池冶炼技术、类钼硅酸盐燃料电池冶炼技术、碳热还原技术、氢还原技术等，这些新型冶炼技术有机结合了电化学反应、化学反应和物理过程，极大地提高了燃烧效率和环境友好性，使冶金行业更加科学和节能。
1.2、智能化技术智能化技术是现代工业的迫切需求，也是冶金工程技术必须转型换代的关键领域。
随着人工智能、物联网、大数据等技术的快速发展，冶金工程技术的互联互通、智联智通、服务化等新形态不断涌现，为高效化智能化冶炼提供了硬件和软件支持。
1.3、绿色冶金技术绿色冶金技术是冶金工程的未来方向，对于保护生态环境具有重要意义。
绿色冶金技术包括了低温冶炼、循环利用材料、超声波提取技术等，可以最大限度地减少污染和资源浪费，实现可持续发展。
二、冶金工程技术的应用研究2.1、大型钢结构制造技术在大型钢结构制造的过程中，不仅需要对钢结构的制造过程进行严格的管理，维持钢结构在制造过程中的精度和质量，还需要对钢材的强度和疲劳寿命等进行评估和控制。
现代冶金技术的种类和特点3篇
现代冶金技术的种类和特点第一篇：现代冶金技术的种类和特点现代冶金技术是指在现代工业中，通过一系列的加工和生产流程，对金属材料进行改性和加工的技术。
现代冶金技术种类繁多，主要包括冶金原理、熔炼技术、金属锻造、焊接技术、表面处理和材料测试等方面。
下面分别介绍各种冶金技术的特点和应用情况。
一、冶金原理冶金原理是现代冶金技术中最基础的部分，它是指利用物理、化学和数学等科学原理，对金属材料进行定量分析和研究，为后续的加工提供基础理论依据。
冶金原理学科主要包括金属物理学、金属化学和金属热力学等方面。
金属物理学是研究金属材料内部组织和结构的学科，它主要研究金属的结晶过程、晶体缺陷、相变和性能等方面。
金属化学主要研究金属元素的化学反应原理和机制，它为冶金加工提供了化学反应方面的依据。
金属热力学则是研究金属材料在化学反应过程中的热力学基础，它主要研究金属在不同温度下的物理性质和热力学参数等方面。
二、熔炼技术熔炼技术是将金属加热并溶化，然后通过冷却和凝固的过程，使金属形成所需要的形态和结构的加工技术。
熔炼技术广泛应用于钢铁、有色金属和稀有金属等领域。
常见的熔炼技术包括电弧熔炼、氧化还原熔炼和感应熔炼等。
电弧炉熔炼是利用弧光产生的高温和强力量，将电极和金属原料同时加热熔化的方式。
氧化还原熔炼是将不同化学成分的金属原料放入高温熔炉中，通过还原和氧化反应，实现金属的分离和提取的过程。
感应熔炼则是利用感应加热原理，将金属工件放入感应线圈中，在高频电磁场的作用下将金属加热至熔点的过程。
三、金属锻造金属锻造是指通过对金属材料进行压制和拉伸加工，从而改变金属材料的形态和尺寸，获得所需的机械性质和化学性质的加工技术。
金属锻造主要可分为机械锻造、冷锻和热锻三种类型。
机械锻造是利用各种锤和压力机等机械工具，对金属材料进行挤压、打捶、拉伸等形变处理的加工技术。
冷锻是将金属材料冷加工成型的一种工艺，常用于锻件的制造和加工。
热锻则是通过对金属材料的加热和加压，将材料塑形和改性的工艺，广泛应用于航空、汽车、船舶和工程机械等行业。
金属冶炼中的新技术新方法
采用先进的冶炼材料，如耐高温、耐腐蚀、耐磨损等，提高金属回收率
采用新型冶炼技术，如真空冶炼、电弧炉冶炼等，提高金属纯度 采用新型合金化技术，如微合金化、复合合金化等，提高金属性能 采用新型热处理技术，如快速冷却、高温淬火等，改善金属组织结构 采用新型表面处理技术，如电镀、喷涂等，提高金属表面性能和耐腐蚀性
,
汇报人：
01
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05
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青铜冶炼：采用铜、锡、铅 等金属的混合物，通过加热、 熔炼、铸造等工艺制成
铁器冶炼：采用铁矿石、木 炭等原料，通过高温熔炼、 锻造等工艺制成
钢冶炼：采用铁矿石、焦炭 等原料，通过高温熔炼、锻 造等工艺制成
铝冶炼：采用铝矿石、石灰 石等原料，通过电解、熔炼 等工艺制成
应用：广泛应 用于铝、镁、 钛等金属的冶
炼
挑战：熔盐电 解技术需要解 决熔盐腐蚀、 电解质损失等
问题
原理：利用微生物的生物代谢能力，将金属离子转化为金属单质 优点：环保、高效、低成本 应用：铜、铁、锌、金等金属的冶炼 挑战：微生物的培养、筛选和优化，以及冶炼条件的控制
原理：利用化学反应的热力学性质，控制反应条件，实现金属的冶炼 特点：高效、节能、环保 应用：应用于各种金属的冶炼，如铁、铜、铝等 发展趋势：随着科技的发展，化学热力学冶金技术将更加成熟和完善
铜冶炼：采用铜矿石、焦炭 等原料，通过高温熔炼、锻 造等工艺制成
锌冶炼：采用锌矿石、焦炭 等原料，通过高温熔炼、锻 造等工艺制成
电弧炉炼钢技 术的发展：提 高了炼钢效率
和质量
连续铸造技术 的发展：提高 了生产效率和
产品质量
真空冶金技术 的发展：提高 了金属纯度和
冶金实验研究方法
《冶金实验研究方法》报告学院：冶金与化学工程学院专业：13有色金属冶金学生：邹剑学号：6120130109指导教师：徐志峰课程：冶金实验研究方法热力学、动力学及工艺矿物学分析方法在冶金过程研究中应用一热力学1.1热力学概述冶金过程热力学使用热力学方法研究从矿石提取金属及其化合物的各种冶金过程的一门学科。
它是冶金过程物理化学的一个分支，从矿石提取金属可分为火法冶金、湿法冶金和电冶金，后者包括电炉冶炼、熔盐电解和水溶液电解，故也可分别包括在前二者之内。
冶金过程物理化学的发展是从火法冶金，特别是炼钢的热力学开始的，随着冶金工业的发展而扩大其内容，并已逐步深入到有色金属的火法和湿法冶金的研究。
1.2热力学分析方法在冶金过程研究中的应用冶金过程热力学研究范围十分的广，不仅包括冶金体系的热力学，同时也包含各种冶金过程中有关体系间的相互反应。
在实际生产中，运用热力学定律(dU−TdS−pdV≤SW′)和拉乌尔定律(P A=P A∗∙X A)、亨利定律(P B=k B∙X B)以及吉布斯自由能公式(G=U−Ts−PV)等定理公式求得反应是否可以发生。
在研究有色金属冶金时，冶金热力学涉及到了熔锍、熔渣、熔盐和水盐体系以及有机溶剂和离子交换树脂各个方面。
冶金热力学针对火法冶金来说，通过氧势图给出一系列金属化合物的标准生成自由焓与温度的关系，从而可以对不同化合物的相对稳定性作出定量比较，并可据以计算有关冶金反应的平衡常数。
而对湿法冶金来说,通过电位-pH图给出的某一金属的各种固态和溶解于溶液中的化合物的热力学平衡，也可以给出溶质和气相间的平衡。
这种图对于金属在给定条件下的浸取或腐蚀有一定参考和应用价值，例如湿法冶金中的高压氢还原法就是冶金热力学应用于生产实践的一个例子。
通常情况下，可以通过人为的干预达到提高反应速率、提高经济效益、节约生产成本的目的，从热力学的角度来看，可以通过调节反应条件使得标准自由焓变量尽可能成为较大的负值，越负反应进行得越剧烈也越明显，其次可以提高反应物的活度或者降低产物的活度，这些都可以在生产实践当中指导企业生产，以达到效益的最优化。
冶金物理化学研究方法
冶金物理化学研究方法冶金物理化学是一门应用自然科学原理和方法，研究金属及其化合物物相变化、热力学行为、动力学过程及其与环境相互作用的一门学科。
以下是冶金物理化学的主要研究方法：1.实验方法（1）热分析技术：通过观察热效应与时间、温度的关系，分析物质在加热或冷却过程中的物相转变和反应过程。
（2）X射线衍射技术：利用X射线衍射分析物质的晶体结构和物相组成。
（3）原子光谱技术：通过原子光谱分析物质中的元素组成。
（4）核磁共振技术：利用核磁共振技术分析分子结构和化学键信息。
（5）电子显微技术：通过电子显微镜观察材料的微观结构和形貌特征。
2.计算方法（1）量子化学计算：利用量子力学原理，计算物质的分子结构和化学键性质。
（2）热力学模型：建立热力学模型，描述物质的热力学性质和相平衡关系。
（3）动力学模拟：通过动力学模拟，研究物质反应动力学过程。
（4）蒙特卡洛方法：利用蒙特卡洛方法进行数值模拟和预测。
（5）有限元分析：通过有限元分析方法，对冶金过程中的物理化学现象进行数值模拟。
3.系统方法（1）系统科学：运用系统科学理论和方法，研究冶金过程中的整体性和复杂性。
（2）冶金过程模拟：通过冶金过程模拟，实现对冶金过程的优化和控制。
（3）数据挖掘与机器学习：利用数据挖掘和机器学习技术，对冶金过程进行预测和优化。
（4）过程控制与优化：通过过程控制与优化，提高冶金产品质量和降低能源消耗。
（5）绿色冶金：运用绿色冶金理念，实现冶金工业的可持续发展。
总之，冶金物理化学研究方法涵盖了实验方法、计算方法和系统方法等多个方面，这些方法在冶金工业中具有广泛的应用前景。
通过不断深入研究冶金物理化学现象和规律，可以推动冶金工业的发展和创新。
现代冶金工艺学-钢铁冶金卷
现代冶金工艺学-钢铁冶金卷钢铁冶金是现代冶金工艺学的重要分支之一，它研究的是钢铁生产中的各个环节和工艺技术。
本文将系统介绍现代钢铁冶金工艺学的相关知识，涵盖了从原料准备到钢铁成品加工的全过程。
1. 原料准备在钢铁冶金过程中，原料的准备至关重要。
常用的原料主要包括铁矿石、焦炭和石灰石等。
首先，对原料进行采样和分析，确定其化学成分和物理性质，以便后续工艺选取和控制。
然后，通过破碎、筛分和配料等步骤，将原料加工成适合冶炼的料块或粉末。
2. 熔炼工艺钢铁的熔炼是整个冶炼过程中最关键的环节之一。
常用的熔炼方法有高炉法、转炉法和电炉法等。
高炉法主要用于生产生铁，通过冶炼炉料，使铁矿石中的铁氧化物与焦炭还原反应生成金属铁。
转炉法和电炉法则用于生产钢铁，其中转炉法是将生铁和适量废钢投入转炉进行氧化还原反应，而电炉法则是通过电炉将废钢和生铁进行加热和冶炼。
3. 精炼工艺钢铁冶金中的精炼工艺对于提高钢铁质量至关重要。
精炼工艺主要包括脱硫、脱磷、脱碳、脱氧和合金化等步骤。
通过控制温度、加入适量的脱硫剂、脱磷剂和脱碳剂，可以减少钢液中的不纯物质含量，提高钢的纯净度和机械性能。
同时，通过添加适量的合金元素，可以改善钢的性能，调整钢的化学成分，满足不同工程用途的需求。
4. 连铸工艺连铸是将钢液铸造成坯料的过程，是现代钢铁冶金中的一项重要工艺。
通过连铸工艺，可以将熔融的钢液快速冷却成坯料，保持坯料的形状和尺寸，减少缺陷的产生。
常用的连铸工艺有直接连铸法、直接氧化连铸法和连续铸轧法等。
其中，直接连铸法是将钢液通过连铸机连续铸造成坯料，直接氧化连铸法则是在连铸过程中通过喷吹氧气进行氧化和脱气。
5. 成品加工钢铁冶金的最后一步是成品加工，将坯料进一步加工成成品。
常用的加工方法包括热轧、冷轧、锻造、焊接等。
热轧是将坯料加热到一定温度后进行塑性变形，冷轧则是在室温下进行变形加工。
锻造是通过对坯料进行加热和塑性变形，使其形成所需的形状和尺寸。
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硕士研究生课程论文课程名称：现代冶金研究方法题目：区域熔炼法制备高纯铟的研究及优化学院：材料科学与工程学院专业（方向）：冶金工程学生：程小强学号：102016140指导老师：李义兵完成时间： 2017.1.8区域熔炼法制备高纯铟的研究及优化程小强（桂林理工大学，桂林541004 ）摘要:目前高纯铟常用的制备方法有电解法、真空蒸馏法、区域熔炼法三种,电解法工艺条件易控制,但耗能巨大,提纯效果相对较差,我国目前生产4N精铟的企业都采用电解精炼法;真空蒸馏法虽流程简单,无污染,能耗低,但对于饱和蒸气压和铟相近的金属(如铅)则无法除去;而区域熔炼法可制备5N~6N铟,但其存在成本高、过程耗时的缺点。
针对目前区域熔炼法存在的问题，在实验装置、变量控制和工艺条件等方面进一步优化完善。
关键词：区域熔炼；高纯铟；金属；提纯；工艺；材料Preparation of High-purity Indium Optimization by Zone RefiningCHENG Xiao-Qiang（Guilin University of Technology, Guilin, 541004 ）Abstract:Currently the preparation of high-purity indium common electrolytic method, vacuum distillation method, three regional smelting, electrolysis process conditions easy to control, but the energy is huge, relatively poor purification effect, China's current production of refined indium 4N enterprises have adopted electrolytic refining method; vacuum distillation process, although simple, non-polluting, low energy consumption, but the saturated vapor pressure and indium similar metals (such as lead) can not be removed; the zone melting method can be prepared 5N ~ 6N indium, but its existence high cost, time-consuming process shortcomings. For existing zone melting method problems, in terms of the experimental device, variable control and process conditions to further optimize the sound.Keywords:zone refining; high-purity indium; metal; purify; technology; material1前言伴随着电子工业和军事等领域的高速发展，铟及其化合物的主要用途变得更加广泛，相关产业发展迅猛。
铟锡氧化物(ITO)、半导体铟化合物、铟合金以及铟在电池防腐和现代军事技术中的应用不断拓展，这些领域所使用的铟都要求是高纯的,如电子器件、有机金属化合物中要求铟的杂质含量不超过10μg /g,铟作为Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料,在成品元件中大约1019个Ⅲ-Ⅴ族化合物原子中出现一个异质原子,这就要求纯铟材料中的杂质含量要小于0.01μg /g[1]。
我国作为全世界已探明铟存量之冠，怎样获得高纯金属铟显得尤为重要。
本文主要综述了目前国内外区域熔炼法制备高纯铟的进展及发展方向。
表1：主要产铟国的原生铟产量（单位：t）Table 1Primaryindium outputinthemainindium –producingcountries（Units: t）表2：世界精铟的消费量（单位：t）Table 2: World consumption of refined indium (Unit: t)2 高纯铟制备的发展2.1 铟的来源铟没有独立的矿床,多伴生在有色金属硫化矿物中,特别是硫化锌矿、铁闪锌矿,其次是方铅矿、氧化铅矿、锡矿、硫化铜矿和硫化锑矿等,铁矿石中也能找到。
提取铟的主要原料是铅、锌、锡冶炼中的副产物,如湿法炼锌的浸出渣,火法炼锌的精馏渣,粗铅精炼的浮渣,铜、铅、锌、锡和钢铁冶炼的烟尘,铜和铅电解的阳极泥等。
一些化工生产过程,如硫酸工业和锌化工盐的渣,也可能成为提铟的原料。
此外,由铟的再生资源回收再生铟已逐渐成为铟的重要供应源之一[2]。
2.2 原铟的制备含铟物料→富集→浸出→净化→萃取→反萃→置换→熔铸阳极→电解→铟锭。
2.3 高纯铟部分制备方法概述2.3.1升华法升华纯化主要是利用In2O或InCl3的升华来达到纯化铟的目的。
将表面氧化的铟放入石英坩埚中,压强为10- 4 Pa,于200℃下熔化,在600℃下加热使In2O 升华,在800℃下保温5 h,可完成铟的纯化工作[3]。
也可通过其InCl3的升华,除去部分杂质,然后和铟生成InCl,再发生歧化反应达到纯化目的[4]。
该方法纯化效果好,但是设备昂贵,只适合于少量样品的处理。
2.3.2区域熔炼法由于铟具有较低的蒸气压,采用区域熔炼的方法[5—7],可使其它一些不能和铟起作用的杂质挥发,如分离B、Au、Ag、Ni等。
尤其适合于铟汞齐精炼后的处理。
将汞齐电解后的铟置于涂炭的石英舟中,在温度600～700℃,真空度 1.33×10- 2～1.33×10- 3 Pa下,处理3～4 h,汞含量可降低至0.08μg g。
但S、Se、Te等对铟具有更高的亲和力,不能用区域熔炼法分离。
区域熔炼法操作方便,效率较好,适于制备高纯铟。
但为了得到短的熔区,在铟的低熔点下,必须付出较大的冷却费用。
2.3.3真空蒸馏法铟的熔点和沸点(分别为156,2 300℃)比其它元素都大,这个特点可用于单个元素的分离,特别是可有效地进行铟、镉的分离。
在950～1000℃下,将铟进行真空蒸馏,保温2～ 4 h,可降低镉含量达10μg g,Fe、Cd的去除率达98%[8]。
在5×10- 5 mmHg的真空中对铟进行真空蒸馏,铟纯度达99.999%[9]。
该方法的费用较大,仅能处理少批量样品。
2.3.4金属有机物法有关这方面的文献较少,文献[10]研究了用InCl3的吡啶络合物净化铟的方法,产品经分析不含Fe、Sn、Pb等杂质。
Su M S采用Al(C2H5)3和In(C2H5)3、C6H5CH2N(CH)3F作为电解液电解得到高纯铟[11]。
该方法得到的产品纯度高,但烷基铝、烷基铟,价格昂贵,尚不能进行实际生产。
2.3.5离子交换法一些阴离子或阳离子的交换树脂适合于铟的选择分离[12,13]。
坂野武等人提出了用离子交换法提纯InCl3溶液,将InCl3溶液以一定的空间流速通过强碱性的阴离子交换树脂,Cu、Tl、Cd等杂质被吸附,从而获得较纯净的InCl3溶液。
再置换得海绵铟,精炼产品纯度达99.9998%。
2.3.6萃取法用乙醚进行二次萃取后,再用氨水中和In的HCl溶液,得In(OH)3沉淀,将沉淀用氢还原,或配制成电解液电解可得纯度大于99.9995%的高纯铟。
或用烷基磷酸萃取铟,用HCl从有机相中反萃铟,最后用铝或锌置换,沉淀成为海绵铟,通过进一步的精炼可得到99.999%的铟[14]。
文献[15]报道,用螯合剂萃取水溶液中的铟,萃取率可达100%,萃取后铟可被电解析出。
萃取法同离子交换法一样,均要求将铟转入溶液,纯化溶液后析出金属铟。
这2种纯化铟的方法既有好的一面,也有不好的一面。
当溶解原始金属时,得到了初步纯化。
纯化的方法多种多样,可选择对每一类杂质最有效的纯化方法。
由纯化的溶液析出高纯金属铟,方法的选择性亦很大。
但是由于溶解原始金属,对原始金属的稀释很大,并需补充试剂和抗腐蚀的容器材料。
同时还会造成废物的大量累积。
2.3.7低卤化合物法将铟转化为InCl来纯化铟是最方便的。
InCl的特征是能歧化为铟和InCl3,在水溶液中歧化程度更大,为此,用水处理粉碎后的InCl。
为防止铟歧化后的InCl3水解,事先加酸使水酸化,洗涤沉淀铟,然后烧熔铸成锭[16]。
低卤化合物法易于合成,效果好。
但是,至今还未能控制好InCl歧化析出铟的速度,导致析出的铟不是小的晶体(小晶体容易过滤),而是海绵铟(包含有较多的母液)。
所得的海绵铟需借助于机械压密。
然后在甘油层下熔化,铟中的残留母液进入甘油相,方可得到高纯铟锭。
2.3.8电解精炼法电解法是在生产实践中最常见的方法,也易于实现工业化,我国目前生产4N(99.99%)精铟的企业都是采用电解精炼法。
电解法的原理是:电解进行时,化学电位比铟低的金属杂质沉积在阳极,成为阳极泥;而化学电位比铟高的金属,若将其浓度降低到足够低的程度,则残留在电解液中而不至沉积在阴极。
电解法按照电极状态的不同,可以分为2大类:液体铟汞齐电解法和固体铟阳极电解法。
而通常所说的电解精炼法是指固体铟阳极电解法。
3区域熔炼原理区域熔炼是利用杂质在金属的凝固态和熔融态中溶解度的差别,使杂质析出或改变其分布的一种方法。
在金属中混有的杂质多数是另一种金属,且在固相中以固熔体形式存在。
固熔体一般是由于金属A的晶格中出现了金属B的原子,形成固体溶液,由于微量杂质的存在金属的熔点要发生改变,熔点可以降低,也可以升高,降低或升高的数值取决于杂质的含量。
图1区域熔炼示意图Fig.1Schematicplanofzonerefining区域熔炼是将要提纯的金属材料先放置在管式炉中,在管外装置一个可以前后移动的加热环(可用高频加热环)。
图2.区域熔炼装置Fig. 2. Zone refining apparatus.图3.单个加热元器件详图Fig. 3. Detailedview of a single heater element.若为K S< 1的情况,开始时,把加热环放在最左端,使该区的金属全部熔化成液体,然后使加热环慢慢向右移动,熔化区也慢慢随着向右移动,而最左端原来熔化的金属就渐渐再凝固,此时所析出的固相中杂质含量比原来金属中少,在“再凝固区”与熔化区的界面上,杂质分配在液相的浓度较固相中大,所以随着熔化区向右端移动,杂质也向右移动,当加热环移到最右端后,再把它重新放到最右端,重新使最左端的固体溶化,同样使加热环右移,这样在最左端析出的固体中杂质的含量又少了一些,如此多次重复上述过程,就象一把扫帚一样,将杂质扫向右端,最后能使杂质集中到最右端,而在最左端则得到极纯的金属。