鉛鋅礦石的生產方法

生產方法

鉛鋅鑄造合金和變形合金都有很大的使用價值。但因Li的活性大，易氧化形成夾雜物；以及合金流動性差，熱（冷）裂傾向大等原因。除了若幹中強合金的砂型鑄造和溶模鑄造正在開發外，其他鑄件鑄造合金研究不多。各國主要力量集中於Al-Li係變形合金的開發，主要單位和國家有：美國的Alcoa、英國的Alcan、法國的Pechiney三大公司和前蘇聯。研究和生產集中於有很好強度和韌、塑性能AI-Li-Cu的和Al-Li-Cu-Mg兩大合金係。

锛錠冶金法（Ingot Metallurgy，IM法）

基本上沿用傳統鋁合金生產工藝，成本低，獲得的錠坯尺寸大，是Al-Li合金的主要生產方法。

鋰的活性大，在大氣氣氛下熔煉需要采用氟化鹽和氯化鹽用覆蓋劑，配合選用耐蝕的爐襯材料。鉛鋅礦石破碎機主要用於鉛鋅礦石的破碎，因為礦石比較堅硬，所以破碎對於礦石來說就是必不可少的了。現代新Al-Li合金熔煉爐大多采用密閉式，在惰性氣體（Ar或He）保護下，應快速感應加熱熔煉。投資大，但從根本上提高了鑄錠質量。

為減少低熔點堿金屬雜質（Na、K、Rstrong、Ca），采用高純鋰金屬作原料，在熔煉時經預熱後壓入合金溶液。新開發的用熔融鹽（LiC1+KC1）直接電解製取的A1-Li母合金（Li=15wt%～20wt%，NA<5×10-6）替代高純鋰加入，比較經濟。母合金的技術關鍵在於提高鋰含量和降低雜質。

A1-Li合金導熱性差，熱（冷）裂傾向大，要嚴格控製錠坯鑄造工藝。一種與真空感應熔煉過程（VIDP）相結合的、在密閉保護氣氛下的多錠模鑄坯係統正在用於鑄造A1-Li合金的非連續錠。同樣可以采用半連續和連續鑄造技術生產大型Al-Li合金錠坯。Alcoa公司用容量28t的熔煉爐，鑄得單重的連鑄坯，能提供直徑450mm圓錠和450mm×1300mm扁錠。

Al-Li合金連續鑄造時，液態金屬與水接觸容易發生爆炸，其爆炸能量與合金的含鋰量成指數關係上升。鉛鋅礦石粉碎機，粉碎機和破碎機是差不多的，隻不過一個用於粉碎一個用於破碎，前者的顆粒較細，後者的顆粒較大。Alcoa的John發明用乙烯乙二醇作為鑄錠冷卻劑，可防止爆炸危險。乙烯乙二醇有很強的淬火能力，蒸氣毒性小，可通過回收係統循環使用。

A1-Li合金的廢料回收比較困難，但它對降低合金成本有直接影響。大塊廢料可通過分離t將Al、Li金屬返回使用；也可將它做成較低品位的合金使用。西歐研製成一種“氣鎖”爐，能處理廢料而不影響合金質量。

A1-Li合金可以采用常規設備和工藝進行壓力加工、熱處理、機加工、化學銑蝕、表麵塗層和陽極氧化處理等。但在熱處理時，A1-Li合金表麵會出現“失鋰”現象，形成多孔表麵、相析出不勻和PFZ增寬。這使合金的表麵硬度、力學性能和電阻下降，出現局部再結晶，給薄壁部件造成質量事故。通過控製熱處理氣氛，部件表麵處理，或往合金中添加稀土元素等措施能防止表麵失鋰。

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