Способ рафинирования металлов от растворенных примесей высокотемпературным гальваническим элементом
Изобретение относится к области металлургии черных и цветных металлов, а именно к рафинированию металлических расплавов от растворенных примесей и может быть использовано для получения особо чистых металлов и сплавов. Цель изобретения - повышение скорости рафинирования и одновременное удаление из металлических расплавов нескольких примесей. Для достижения данной цели стенки емкости формируют из смеси соединений, обладающих ионной проводимостью по разным удаляемым примесям, комбинируя их в таком соотношении, чтобы разность анионной и катионной проводимостей стенок компенсировалась электронной проводимостью. Скорость рафинирования повышается в 2-4 раза.
Изобретение относится к области металлургии черных и цветных металлов, конкретно к рафинированию металлических расплавов от растворенных примесей. Целью изобретения является одновременное удаление из металла нескольких примесей и повышение скорости их удаления. При погружении в рафинируемый расплав емкости со стенками из материалов, обладающих ионной проводимостью по разным примесям, образуется высокотемпературный гальванический элемент и примеси из расплава по участкам стенок, проницаемым для одной из примесей, диффундируют внутрь емкости и связываются там рафинирующими элементами. Переход примесей через проницаемые для них участки стенок происходит в ионной форме и сопровождается переносом электрических зарядов. На границах стенок с рафинируемым расплавом и рафинирующей средой накапливаются электрические заряды, препятствующие движению ионов примесей. Однако разные примеси перемещаются в разной ионной форме: одни в виде отрицательно заряженных анионов, другие в виде положительно заряженных катионитов, вследствие чего параллельное движение примесей в значительной степени компенсирует разность потенциалов и повышает скорость удаления каждой из примесей. Кроме того, материалы с ионной проводимостью по разным примесям обладают разной долей ионной, а следовательно, и электронной проводимостей. Поэтому нескомпенсированность ионной и электронной проводимостей одного материала компенсируется нескомпенсированностью электропереноса в других материалах, что уменьшает количество зарядов на стенках емкости и увеличивает скорость перехода через стенки всех примесей. В печи Таммана в цирконовом тигле расплавляли 500 г восстановленного водородом железа и вводили в него с целью раскисления и деазотации цирконий. При температуре 1600оС пробирку, проницаемую одновременно для кислорода и азота, изготовленную из смеси диоксида и нитрида циркония, с нераскисленным железом погружали в расплав раскисленного и деазотированного железа и выдерживали так определенное время. Во время выдержки растворенные в железе примеси (кислород и азот) диффундировали через стенки пробирок в раскисленный и деазотированный расплав и связывались там цирконием в нерастворимые в металле оксиды или нитриды циркония. После выдержки пробирки извлекали из раскисляющего и деазотирующего расплава и в раскисляемом и деазотируемом металле методом вакуум - плавления определяли содержание кислорода и азота. После выдержки 30 мин содержание кислорода и азота было равно 0,001 и 0,008%. Таким образом, формирование пробирок из смеси соединений, обладающих ионной проводимостью по разным примесям и с разной электронной проводимостью, позволяет одновременно удалять несколько примесей, повышать скорость рафинирования расплавов от каждой из удаляемых примесей в 2-4 раза больше, чем при рафинировании расплавов отдельно от каждой примеси.
Формула изобретения
СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОВ ОТ РАСТВОРЕННЫХ ПРИМЕСЕЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫМ ГАЛЬВАНИЧЕСКИМ ЭЛЕМЕНТОМ, включающий введение в расплав рафинирующей среды в емкостях с проницаемыми для примесей стенками из материалов с ионной по примесям проводимостью, отличающийся тем, что, с целью одновременного удаления нескольких примесей и повышения скорости их удаления, стенки емкостей формируют из смеси материалов с ионной по разным примесям проводимостью, сочетая их в таком соотношении, чтобы разность анионной и катионной проводимостей стенок компенсировалась электронной проводимостью.
