Mihin kultafluksi käytetään kullan sulatusteollisuudessa?

Kulta on arvokas ja laajalti sovellettava metalli, ja sen sulatusprosessi on ratkaisevan tärkeä. Kullan sulatuksessa kultafluksilla on korvaamaton rooli. Se voi vaikuttaa merkittävästi useisiin tekijöihin, kuten sulatuksen tehokkuuteen, laatuun ja lopullisen kullan puhtauteen. Kullan sulatusprosessin kultafluksin roolin syvällinen ymmärtäminen on erittäin tärkeää kullan tuotantoprosessin optimoimiseksi ja kullan laadun parantamiseksi.

1. Kultavuodon peruskäsite

(1) Määritelmä

Kullan sulatusaine on eräänlainen kemiallinen aine, jota lisätään kullan sulatusprosessin aikana. Sen päätehtävänä on alentaa kullan ja sen epäpuhtauksien sulamispistettä ja edistää sulatusprosessin sujuvaa etenemistä. Fluksi koostuu yleensä erilaisten yhdisteiden seoksesta, joilla on tiettyjä kemiallisia ominaisuuksia, jotka voivat reagoida kemiallisesti kullan epäpuhtauksien kanssa tai muuttaa kultasulan fysikaalisia ominaisuuksia.

(2) Yleisiä tyyppejä

Yleisiä kultafluksointeja ovat booraksi, natriumkarbonaatti, kvartsihiekka jne. Booraksi on yleisesti käytetty fluksointiaine, joka koostuu pääasiassa natriumtetraboraatista. Korkeissa lämpötiloissa booraksi voi reagoida kullan metallioksidiepäpuhtauksien kanssa muodostaen alhaisen sulamispisteen omaavia boraattiyhdisteitä. Natriumkarbonaatti voi reagoida happamien oksidiepäpuhtauksien kanssa sulatusprosessin aikana ja auttaa poistamaan epäpuhtauksia. Kvartsihiekkaa käytetään pääasiassa kuonan ominaisuuksien säätämiseen ja epäpuhtauksien erottamiseen kullasta.

2.Alenna sulamislämpötilaa

(1) Periaate

Puhtaan kullan sulamispiste on noin 1064 ℃, mutta varsinaisessa sulatusprosessissa juoksutusaineiden lisääminen voi alentaa kullan sulamispistettä. Tämä johtuu siitä, että tietyt juoksutusaineen komponentit voivat muodostaa matalan eutektisen seoksen kullan kanssa. Matalan sulamispisteen seoksella tarkoitetaan kahden tai useamman aineen sekoittamisesta muodostettua seosta, jonka sulamispiste on alhaisempi kuin kunkin ainesosan. Esimerkiksi kun booraksia sekoitetaan kullan kanssa, tietyssä suhteessa voi muodostua matalan eutektisen seoksen, mikä alentaa kokonaissulamispistettä ja mahdollistaa kullan sulamisen suhteellisen matalissa lämpötiloissa.

(2) Edut

Sulamislämpötilan alentamisella on useita etuja. Ensinnäkin se voi vähentää energiankulutusta. Alhaisempi sulamislämpötila tarkoittaa lämmitykseen tarvittavan energian määrän vähenemistä, mikä voi merkittävästi alentaa tuotantokustannuksia suurissa kullan sulatusyrityksissä. Toiseksi, alhaisemmat lämpötilat voivat vähentää kullan haihtumishäviöitä korkeissa lämpötiloissa. Kulta haihtuu tietyssä määrin korkeissa lämpötiloissa. Jos sulamislämpötilaa voidaan alentaa, tätä haihtumishäviötä voidaan tehokkaasti vähentää ja kullan talteenottoastetta voidaan parantaa.

3. Poista epäpuhtaudet

(1) Reagoi epäpuhtauksien kanssa

Kultamalmi tai kierrätetyt kultaraaka-aineet sisältävät yleensä erilaisia ​​epäpuhtauksia, kuten metalliepäpuhtauksia, kuten kuparia, lyijyä ja sinkkiä, sekä joitakin ei-metallisia epäpuhtauksia. Fluksit voivat reagoida kemiallisesti näiden epäpuhtauksien kanssa. Esimerkiksi booraksi voi korkeissa lämpötiloissa reagoida metallioksidiepäpuhtauksien kanssa muodostaen boraatteja. Esimerkiksi booraksi reagoi kuparioksidin kanssa muodostaen kupariboraattia, jolla on alhaisempi sulamispiste ja eri tiheys kuin kullalla. Sulatusprosessin aikana se voidaan erottaa kullasta epäpuhtauksien poistamiseksi.

(2) Muuta epäpuhtauksien fysikaalisia ominaisuuksia

Fluksi voi paitsi reagoida kemiallisesti epäpuhtauksien kanssa, myös muuttaa epäpuhtauksien fysikaalisia ominaisuuksia. Esimerkiksi jotkut fluksit voivat hienontaa epäpuhtaushiukkasia, mikä vaikeuttaa niiden erottamista kultasulasta ja edistää siten epäpuhtauksien erottumista kullasta. Samalla fluksit voivat myös vähentää kuonan viskositeettia, mikä helpottaa kuonan virtausta ja helpottaa sen poistumista kultasulasta, mikä parantaa entisestään kullan puhtautta.

4. Edistä metallien fuusiota

(1) Parantaa sulan virtausta

Hyvä sulan virtauskyky on ratkaisevan tärkeää kullan sulatusprosessissa, erityisesti silloin, kun on tarpeen seostaa eri puhtausasteen omaavaa kultaa tai lisätä muita metalleja. Fluksi voi parantaa kultasulan juoksevuutta. Se voi vähentää sulan pintajännitystä, mikä helpottaa sulan virtausta uunissa ja edistää eri metallien tasaista sekoittumista. Esimerkiksi kultaseoksia valmistettaessa sopivan määrän fluksin lisääminen voi varmistaa, että eri metallit voivat sulautua täysin yhteen ja muodostaa seoksia, joilla on tasainen koostumus.

(2) Vähentää metallien erottelua

Metallien erottelulla tarkoitetaan eri koostumuksilla olevien metallien epätasaista jakautumista valukappaleissa seosten jähmettymisprosessin aikana. Fluksointiaineiden käyttö auttaa vähentämään metallien erottelua. Parantamalla sulan juoksevuutta ja edistämällä metallien sulamista fluksointiaineet mahdollistavat eri metallien tasaisemman jakautumisen sulaan, mikä johtaa seoksen tasaisempaan koostumukseen jähmettymisen jälkeen ja siten parantaa seoksen laatua ja ominaisuuksia.

5. Suojaa kultaa hapettumiselta

(1) Muodostaa suojakalvon

Korkean lämpötilan sulamisprosessin aikana kulta reagoi helposti ilman hapen kanssa muodostaen oksideja. Fluksi voi korkeissa lämpötiloissa muodostaa suojakalvon kultasulan pinnalle, estäen hapen joutumisen kosketuksiin kullan kanssa ja vähentäen sen hapettumista. Esimerkiksi tietyt fluksit hajoavat korkeissa lämpötiloissa tuottaen kaasuja, jotka muodostavat kaasukalvon kultasulan pinnalle ja eristävät happea.

(2) Vähentää hapen liukoisuutta

Fluksi voi myös vähentää hapen liukoisuutta kultasulassa. Kun hapen liukoisuus pienenee, myös kullan ja hapen reagoinnin mahdollisuus pienenee. Tämä auttaa ylläpitämään kullan puhtautta ja välttämään hapettumisen aiheuttamaa laadun heikkenemistä.

Johtopäätös

Kullan sulatusaineella on useita tärkeitä rooleja kullan sulatusprosessissa, mukaan lukien sulamislämpötilan alentaminen, epäpuhtauksien poistaminen, metallien sulamisen edistäminen ja kullan suojaaminen hapettumiselta. Valitsemalla ja käyttämällä sulatusaineita kohtuullisesti voidaan parantaa kullan sulatuksen tehokkuutta, alentaa tuotantokustannuksia ja parantaa kullan puhtautta ja laatua. Kultateollisuuden jatkuvan kehityksen myötä myös kultaflukseiden tutkimus ja soveltaminen syvenevät. Tulevaisuudessa odotetaan kehitettävän tehokkaampia ja ympäristöystävällisempiä sulatusaineita, mikä edistää entisestään kullan sulatusteknologian kehitystä.