ដំណើរការផលិតដែកកាល់ស្យូមចំនួនបី

ការរៀបចំរបស់

ដោយសារសកម្មភាពខ្លាំងនៃជាតិកាល់ស្យូម លោហៈធាតុនេះត្រូវបានផលិតជាចម្បងដោយជាតិកាល់ស្យូមក្លរួដែលរលាយដោយអេឡិចត្រូលីត ឬកាល់ស្យូមអ៊ីដ្រូស៊ីតកាលពីអតីតកាល។ ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ វិធីសាស្ត្រកាត់បន្ថយបានក្លាយទៅជាវិធីសាស្រ្តសំខាន់ក្នុងការផលិតដែកកាល់ស្យូមបន្តិចម្តងៗ។

វិធីសាស្រ្តកាត់បន្ថយ

វិធីសាស្រ្តកាត់បន្ថយគឺប្រើអាលុយមីញ៉ូមដែកដើម្បីកាត់បន្ថយកំបោរនៅក្រោមកន្លែងទំនេរនិងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ហើយបន្ទាប់មកកែតម្រូវដើម្បីទទួលបានជាតិកាល់ស្យូម។

វិធីសាស្រ្តកាត់បន្ថយជាធម្មតាប្រើថ្មកំបោរជាវត្ថុធាតុដើម ជាតិកាល់ស្យូមអុកស៊ីត និងម្សៅអាលុយមីញ៉ូមជាភ្នាក់ងារកាត់បន្ថយ។

សារធាតុកាល់ស្យូមអុកស៊ីត និងម្សៅអាលុយមីញ៉ូមត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នាស្មើៗគ្នាក្នុងសមាមាត្រជាក់លាក់មួយ សង្កត់ចូលទៅក្នុងប្លុក ហើយមានប្រតិកម្មនៅក្រោម 0.01 ខ្វះចន្លោះ និងសីតុណ្ហភាព 1050-1200 âº។ បង្កើតចំហាយជាតិកាល់ស្យូម និងកាល់ស្យូម aluminate ។

រូបមន្ត​ប្រតិកម្ម​គឺ៖ 6CaO 2Alâ3Ca 3CaOâ¢Al2O3

ចំហាយ​ជាតិ​កាល់ស្យូម​ដែល​បាន​កាត់​បន្ថយ​ធ្វើ​ឱ្យ​គ្រីស្តាល់​នៅ​សីតុណ្ហភាព 750-400°C ។ បន្ទាប់មក គ្រីស្តាល់កាល់ស្យូមត្រូវបានរលាយ និងបោះចោលក្រោមការការពាររបស់ argon ដើម្បីទទួលបានសារធាតុកាល់ស្យូមក្រាស់។

អត្រានៃការងើបឡើងវិញនៃជាតិកាល់ស្យូមដែលផលិតដោយវិធីសាស្ត្រកាត់បន្ថយជាទូទៅគឺប្រហែល 60% ។

ដោយសារដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជារបស់វាក៏សាមញ្ញដែរ វិធីសាស្ត្រកាត់បន្ថយគឺជាវិធីសាស្ត្រសំខាន់សម្រាប់ផលិតជាតិកាល់ស្យូមលោហធាតុក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ។

ការចំហេះនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌធម្មតាអាចឈានដល់ចំណុចរលាយនៃជាតិកាល់ស្យូមលោហធាតុបានយ៉ាងងាយស្រួលដូច្នេះវានឹងបណ្តាលឱ្យមានការឆេះនៃជាតិកាល់ស្យូមលោហធាតុ។

អេឡិចត្រូលីស

អេឡិចត្រូលីសមុនគឺជាវិធីសាស្ត្រទំនាក់ទំនង ដែលក្រោយមកត្រូវបានកែលម្អទៅជាអេឡិចត្រូលីស cathode រាវ។

អេឡិចត្រូលីតទំនាក់ទំនងត្រូវបានអនុវត្តជាលើកដំបូងដោយ W. Rathenau ក្នុងឆ្នាំ 1904 ។ អេឡិចត្រូលីតដែលប្រើគឺជាល្បាយនៃ CaCl2 និង CaF2 ។ anode នៃកោសិកាអេឡិចត្រូលីតត្រូវបានតម្រង់ជួរជាមួយកាបូនដូចជា graphite ហើយ cathode ត្រូវបានធ្វើពីដែក។

ជាតិកាល់ស្យូម desorbed អេឡិចត្រូលីតអណ្តែតលើផ្ទៃនៃអេឡិចត្រូលីតនិង condenses នៅលើ cathode នៅក្នុងការទំនាក់ទំនងជាមួយ cathode ដែក។ នៅពេលដែល electrolysis ដំណើរការ cathode កើនឡើងទៅតាមនោះ ហើយកាល់ស្យូមបង្កើតជាដំបងរាងការ៉ុតនៅ cathode ។

គុណវិបត្តិនៃការផលិតកាល់ស្យូមតាមវិធីទំនាក់ទំនងគឺ៖ ការប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុដើមច្រើន ភាពរលាយខ្ពស់នៃជាតិកាល់ស្យូមក្នុងលោហធាតុអេឡិចត្រូលីត ប្រសិទ្ធភាពបច្ចុប្បន្នទាប និងគុណភាពផលិតផលមិនល្អ (ប្រហែល 1% មាតិកាក្លរីន)។

វិធីសាស្ត្រ cathode រាវប្រើលោហៈធាតុទង់ដែង-កាល់ស្យូម (មានជាតិកាល់ស្យូម 10%-15%) ជា cathode រាវ និង graphite electrode ជា anode ។ កាល់ស្យូម desorbed ដោយអេឡិចត្រូលីតត្រូវបានដាក់នៅលើ cathode ។

សែលនៃកោសិកាអេឡិចត្រូលីតត្រូវបានធ្វើពីដែកវណ្ណះ។ អេឡិចត្រូលីតគឺជាល្បាយនៃ CaCl2 និង KCI ។ ទង់ដែងត្រូវបានជ្រើសរើសជាសមាសធាតុលោហធាតុនៃ cathode រាវ ព្រោះមានតំបន់ចំណុចរលាយទាបដ៏ធំទូលាយនៅក្នុងតំបន់ដែលមានមាតិកាកាល់ស្យូមខ្ពស់នៅក្នុងដ្យាក្រាមដំណាក់កាលស្ពាន់-កាល់ស្យូម និងយ៉ាន់ស្ព័រ-កាល់ស្យូមដែលមានមាតិកាកាល់ស្យូម 60%-65 % អាចត្រូវបានរៀបចំនៅក្រោម 700 ° C ។

ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះដោយសារតែសម្ពាធចំហាយតូចនៃទង់ដែងវាងាយស្រួលក្នុងការបំបែកកំឡុងពេលចំហុយ។ លើសពីនេះ លោហធាតុស្ពាន់-កាល់ស្យូម ដែលមានជាតិកាល់ស្យូម 60%-65% មានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ជាង (2.1-2.2g/cm³) ដែលអាចធានាបាននូវការរលាយល្អជាមួយអេឡិចត្រូលីត។ មាតិកាកាល់ស្យូមនៅក្នុង cathode alloy មិនគួរលើសពី 62% -65% ទេ។ ប្រសិទ្ធភាពបច្ចុប្បន្នគឺប្រហែល 70% ។ ការប្រើប្រាស់ CaCl2 ក្នុងមួយគីឡូក្រាមនៃជាតិកាល់ស្យូមគឺ 3.4-3.5 គីឡូក្រាម។

លោហធាតុទង់ដែង-កាល់ស្យូមដែលផលិតដោយអេឡិចត្រូលីសត្រូវទទួលរងការចម្រាញ់នីមួយៗក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃ 0.01 Torr vacuum និងសីតុណ្ហភាព 750-800 âជន​ដើម្បី​យក​សារធាតុមិនបរិសុទ្ធ​ដែលងាយនឹងបង្កជាហេតុដូចជាប៉ូតាស្យូម និងសូដ្យូម។

បន្ទាប់មកការចម្រោះសុញ្ញកាសទីពីរត្រូវបានអនុវត្តនៅ 1050-1100 ° C កាល់ស្យូមត្រូវបាន condensed និង crystallized នៅផ្នែកខាងលើនៃធុង distillation ហើយទង់ដែងដែលនៅសល់ (មានផ្ទុកជាតិកាល់ស្យូម 10%-15%) ត្រូវបានទុកនៅខាងក្រោមនៃ ធុង ហើយត្រលប់ទៅអេឡិចត្រូលីស័រសម្រាប់ប្រើ។

កាល់ស្យូម​គ្រីស្តាល់​ដែល​យក​ចេញ​គឺ​ជា​កាល់ស្យូម​ឧស្សាហកម្ម​ដែល​មាន​កម្រិត 98%-99%។ ប្រសិនបើមាតិកាសរុបនៃសូដ្យូម និងម៉ាញេស្យូមនៅក្នុងវត្ថុធាតុដើម CaCl2 គឺតិចជាង 0.15% យ៉ាន់ស្ព័រ-កាល់ស្យូមអាចត្រូវបានចម្រាញ់តែម្តងដើម្បីទទួលបានជាតិកាល់ស្យូមលោហធាតុដែលមានមាតិកា ⺥99% ។

ការចម្រាញ់ជាតិកាល់ស្យូម

កាល់ស្យូម​ដែល​មាន​ភាព​បរិសុទ្ធ​ខ្ពស់​អាច​ទទួល​បាន​ដោយ​ការ​ព្យាបាល​កាល់ស្យូម​ក្នុង​ឧស្សាហកម្ម​ដោយ​ការ​ចម្រោះ​ដោយ​ម៉ាស៊ីន​បូម​ធូលី​ខ្ពស់។ ជាទូទៅ សីតុណ្ហភាពចម្រោះត្រូវបានគ្រប់គ្រងឱ្យនៅកម្រិត 780-820°C ហើយកម្រិតខ្វះចន្លោះគឺ 1×10-4។ ការ​ព្យាបាល​ដោយ​ការ​ចម្រោះ​គឺ​មាន​ប្រសិទ្ធភាព​តិច​សម្រាប់​ការ​បន្សុទ្ធ​ក្លរីត​ក្នុង​ជាតិ​កាល់ស្យូម។

នីទ្រីត​អាច​ត្រូវ​បាន​បន្ថែម​នៅ​ខាងក្រោម​សីតុណ្ហភាព​ចម្រោះ​ដើម្បី​បង្កើត​ជា​អំបិល​ទ្វេ​ជា​ទម្រង់ CanCloNp ។ អំបិលទ្វេរដងនេះមានសម្ពាធចំហាយទាប និងមិនងាយនឹងបង្កជាហេតុ ហើយនៅតែមាននៅក្នុងសំណល់ចម្រោះ។

ដោយការបន្ថែមសមាសធាតុអាសូត និងការបន្សុតដោយការបន្សុទ្ធដោយម៉ាស៊ីនបូមធូលី ផលបូកនៃធាតុមិនបរិសុទ្ធ ក្លរីន ម៉ង់ហ្គាណែស ទង់ដែង ដែក ស៊ីលីកុន អាលុយមីញ៉ូម និងនីកែលក្នុងជាតិកាល់ស្យូមអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយមកត្រឹម 1000-100ppm ហើយកាល់ស្យូមដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ 99.9%-99.99% អាចទទួលបាន។

ហាន់ ឬរមៀលចូលទៅក្នុងកំណាត់ និងចាន ឬកាត់ជាបំណែកតូចៗ ហើយខ្ចប់ក្នុងធុងខ្យល់។

យោងតាមវិធីសាស្រ្តនៃការរៀបចំទាំងបីខាងលើ វាអាចត្រូវបានគេមើលឃើញថា វិធីសាស្រ្តកាត់បន្ថយមានដំណើរការបច្ចេកវិជ្ជាសាមញ្ញ ប្រើប្រាស់ថាមពលតិច និងប្រើប្រាស់ពេលវេលាតិច និងសមស្របជាងសម្រាប់ផលិតកម្មឧស្សាហកម្ម។

ដូច្នេះវិធីសាស្រ្តកាត់បន្ថយគឺជាវិធីសាស្រ្តសំខាន់សម្រាប់ការផលិតដែកកាល់ស្យូមក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ។