Milleks kasutatakse kulla sulatamise tööstuses kullavoogu?

Kuld kui vääris- ja laialdaselt kasutatav metall on sulatusprotsess ülioluline. Kulla sulatamisel mängib kullavoog asendamatut rolli. See võib oluliselt mõjutada mitmesuguseid tegureid, nagu sulatamise efektiivsus, kvaliteet ja lõpptoote kulla puhtus. Kullavoogu rolli sügav mõistmine kulla sulatamisprotsessis on väga oluline kulla tootmisprotsessi optimeerimiseks ja kulla kvaliteedi parandamiseks.

1. Kullavoo põhikontseptsioon

(1) Definitsioon

Kulla räbusti on teatud tüüpi keemiline aine, mida lisatakse kulla sulatamisprotsessi käigus ja mille peamine ülesanne on alandada kulla ja selle lisandite sulamistemperatuuri ning soodustada sulatamisprotsessi sujuvat kulgu. Räbusti koosneb tavaliselt mitmesuguste ühendite segust, millel on spetsiifilised keemilised omadused, mis võivad keemiliselt reageerida kulla lisanditega või muuta kullasulami füüsikalisi omadusi.

(2) Levinumad tüübid

Levinud kulla räbustite hulka kuuluvad booraks, naatriumkarbonaat, kvartsliiv jne. Booraks on tavaliselt kasutatav räbusti, mis koosneb peamiselt naatriumtetraboraadist. Kõrgetel temperatuuridel võib booraks reageerida kulla metalloksiidi lisanditega, moodustades madala sulamistemperatuuriga boraadiühendeid. Naatriumkarbonaat võib sulatamisprotsessi ajal reageerida happeliste oksiidide lisanditega, mängides rolli lisandite eemaldamisel. Kvartsliiva kasutatakse peamiselt räbu omaduste reguleerimiseks ja lisandite kullast eraldamiseks.

2. Vähendage sulamistemperatuuri

(1) Põhimõte

Puhta kulla sulamistemperatuur on umbes 1064 ℃, kuid tegeliku sulatamisprotsessi käigus võib sulatusainete lisamine kulla sulamistemperatuuri alandada. Selle põhjuseks on asjaolu, et teatud sulatusaine komponendid võivad kullaga moodustada madala eutektilise segu. Madala sulamistemperatuuriga segu viitab kahe või enama aine segamisel moodustunud segule, mille sulamistemperatuur on madalam kui iga koostisosa sulamistemperatuur. Näiteks booraksi ja kulla segamisel võib teatud vahekorras moodustuda madala eutektilise segu, mis vähendab üldist sulamistemperatuuri ja võimaldab kullal sulada suhteliselt madalatel temperatuuridel.

(2) Eelised

Sulamistemperatuuri langetamisel on mitu eelist. Esiteks võib see vähendada energiatarbimist. Madalam sulamistemperatuur tähendab kütmiseks vajaliku energia vähenemist, mis võib oluliselt vähendada suuremahuliste kulla sulatamise ettevõtete tootmiskulusid. Teiseks võivad madalamad temperatuurid vähendada kulla lendumiskadu kõrgetel temperatuuridel. Kuld lendub kõrgetel temperatuuridel teatud määral. Kui sulamistemperatuuri saab alandada, saab seda lendumiskadu tõhusalt vähendada ja kulla taaskasutusmäära parandada.

3. Eemaldage lisandid

(1) Reageerimine lisanditega

Kullamaak või taaskasutatud kulla tooraine sisaldavad tavaliselt mitmesuguseid lisandeid, näiteks metallilisi lisandeid nagu vask, plii, tsink, aga ka mõningaid mittemetallilisi lisandeid. Voogud võivad nende lisanditega keemilisi reaktsioone läbi viia. Näiteks booraksi puhul võib booraks kõrgel temperatuuril reageerida metallioksiidi lisanditega, moodustades boraate. Näiteks reageerib booraks vaskoksiidiga, moodustades vaskboraadi, millel on madalam sulamistemperatuur ja erinev tihedus kui kullal. Sulatamisprotsessi käigus saab seda kullast eraldada, et saavutada eesmärk eemaldada lisandid.

(2) Lisandite füüsikaliste omaduste muutmine

Voog mitte ainult ei saa lisanditega keemilisi reaktsioone teha, vaid muudab ka lisandite füüsikalisi omadusi. Näiteks võivad mõned voogud muuta lisandite osakesed peenemaks, mis raskendab nende eraldamist kullasulamist, soodustades seeläbi lisandite eraldumist kullast. Samal ajal võib voog vähendada ka räbu viskoossust, muutes räbu voolavuse lihtsamaks ja hõlbustades selle eraldumist kullasulamist, parandades veelgi kulla puhtust.

4. Edendada metallide sulandumist

(1) Parandada sula voolavust

Hea sulamisvoolavus on kulla sulatamisprotsessis ülioluline, eriti kui on vaja sulatada erineva puhtusastmega kulda või lisada muid metalle. Voojus võib parandada kulla sulamise voolavust. See võib vähendada sulami pindpinevust, muutes sulami voolavuse ahjus lihtsamaks ja soodustades erinevate metallide ühtlast segunemist. Näiteks kulla sulamite valmistamisel saab sobiva koguse voolu lisamisega tagada, et erinevad metallid saavad täielikult sulada ja moodustada ühtlase koostisega sulameid.

(2) Vähendab metallide segregatsiooni

Metallide segregatsioon viitab erineva koostisega metallide ebaühtlasele jaotumisele valandites sulamite tahkumise käigus. Voolutusainete kasutamine aitab vähendada metallide segregatsiooni esinemist. Parandades sulami voolavust ja soodustades metallide sulamist, võimaldavad voolutusained erinevatel metallidel sulamis ühtlasemalt jaotuda, mille tulemuseks on sulami ühtlasem koostis pärast tahkumist, parandades seeläbi sulami kvaliteeti ja omadusi.

5. Kaitske kulda oksüdeerumise eest

(1) Moodustage kaitsekile

Kõrgel temperatuuril sulamise käigus reageerib kuld kergesti õhus oleva hapnikuga, moodustades oksiide. Voog võib kõrgel temperatuuril moodustada kullasula pinnale kaitsekile, mis takistab hapniku kokkupuudet kullaga ja vähendab selle oksüdeerumist. Näiteks lagunevad teatud voogud kõrgel temperatuuril, moodustades gaase, mis moodustavad kullasula pinnale gaasifilmi, mis isoleerib hapnikku.

(2) Vähendab hapniku lahustuvust

Samuti võib voog vähendada hapniku lahustuvust kullasulamis. Kui hapniku lahustuvus väheneb, väheneb ka kulla reageerimise võimalus hapnikuga. See aitab säilitada kulla puhtust ja vältida oksüdeerumisest tingitud kvaliteedi langust.

Kokkuvõte

Kulla voog mängib kulla sulatamise protsessis mitut olulist rolli, sealhulgas sulamistemperatuuri alandamine, lisandite eemaldamine, metallide sulamise soodustamine ja kulla kaitsmine oksüdeerumise eest. Voogude mõistliku valiku ja kasutamise abil saab parandada kulla sulatamise efektiivsust, vähendada tootmiskulusid ning parandada kulla puhtust ja kvaliteeti. Kulla tööstuse pideva arenguga süvenevad ka kulla voogude uuringud ja rakendamine. Tulevikus on oodata tõhusamate ja keskkonnasõbralikemate voogude väljatöötamist, mis soodustab veelgi kulla sulatamise tehnoloogia arengut.