:纺织印染助剂包括酸(主要用于酸洗、中和等)、碱(棉麻织物前主力常用助剂)、盐(用于缓染、固色等)、氧化剂(主要用于漂白等)、还原剂(主要用于
一、活动背景:据人力和社会保障部统计数据,x年全国高校毕业生为630万人,高校毕业生就业形势十分严峻。目前大学生创业成功人数占毕业人数的比例很低,大学生创业有很大的'潜力和增长空间。学院学生会就业与创业服务部倡议举办 “淄博职业学院首届创业实战大赛”。
二、活动名称:中国电信杯“赢在校园”大学生创业实战大赛
三、活动宗旨:让更多的同学参与创业实践,感受创业激情,培养创业意识和创新精神。
四、参赛要求:面向全院在校学生招募参赛队员。鼓励参赛者跨院系,跨专业搭配组建团队,人数一般为3—5人,要有队伍名称、队长。本项比赛活动鼓励学生自由创新,也鼓励学生邀请学院老师作为本团队的指导老师。
六、奖项设置: 冠军队 创业奖金1200元和证书
亚军队 创业奖金900元和证书
季军队 创业奖金600元和证书
其他优秀团队 物品奖励、证书
七、大赛流程:(每期比赛内容见详细安排)
1 第一轮比赛:制作团队创业计划书
2 第二轮比赛:制作电信产品校园营销方案
3 第三轮比赛:电信产品校园营销实战
4第四轮比赛:巅峰对决
八、大赛时间安排:
(一) 前期宣传:(5月4日——5月9日)
1、 海报:在每个宣传栏内张贴海报并起草倡议书
2、 广告牌:电信公司制作一定的广告牌,分别在南,北,西三校区展示
3、 报纸:根据本次大赛制作一份大赛快报,展示每期活动的精彩内容,分发班级
4、利用校园网,下发通知,并及时发布大赛信息
(二)报名阶段:(5月4日——6月10日)
在南,北,西三校区分别设立固定报名地点,参赛队伍领取报名表,如实填好后上交,电子版发送至(截至5月10日下午5点)
(三)赛前准备:(5月11日下午启动仪式)
组委会招集入围队伍在就业服务厅听取大赛赛程安排和比赛纪律等内容。
(四)赛程安排:(5月11日——6月10日)
1、第一轮比赛:制作团队创业计划书
第一轮比赛前,邀请专业老师对制作创业策划书进行专业指导和培训。评委根据各团队的报名表和创业策划书进行评分,按一定比例淘汰落后队伍,其余队伍晋级,成绩公布在校园网站上。
2、第二轮比赛:制作电信产品校园营销方案
在老师指导下,根据中国电信公司指定产品,制作本团队校园营销方案。评委根据各团队的营销方案进行评分,按一定比例淘汰落后队伍,其余队伍晋级,积分成绩公布在校园网站上。
3、第三轮比赛:电信产品校园营销实战
各团队使出浑身解数,在校园人群中销售指定的中国电信产品。组委会进行过程监督。评委会根据各团队的销售业绩和临场表现打分。违规者淘汰,其余晋级。积分成绩公布在校园网站上。
4、第四轮比赛:巅峰对决
积分前六名进入巅峰对决。各队进行答辩,评委对各队选手进行质询、点评,
现场打分。决出冠、亚、季军团队。根据前三轮所有参赛队伍的表现,评出最佳创意奖、最佳团队奖、创业明星(个人)。现场颁奖。大赛总成绩公布在校园网站上。
印染前处理工序:
一、坯布检验
即检查前工序(织造)生产的坯布情况,以保证印染加工的质量。一般检查以下指标:
1、物理指标:包括长度、门幅、等,坯布的质量将影响到成品布的质量,如坯布门幅偏窄,在定型和丝光等工序中为了达到门幅标准会强行拉大门幅从而导致缩水过大,相应地成品密度也会偏离标准。
2、外观疵点的检查:如缺经、断纬、油污、密路等情况。如果布面有油污,则该品种不适合加工白布,也不适合染色,否则会造成染色不匀,染花等疵点;布面有金属削在漂白会导致破洞产生。总之,坯布检验对印染加工的顺利进行是很重要的。有些疵点在送染整加工时要及时得到修补。
二、坯布准备
主要是为了将要加工的品种按一定规律进行分批,以使加工不出现混乱。
三、烧毛
棉纤维在染色、织造过程中会由于受到机械摩擦作用而散露在纱线表面,织成织物后就在其表面形成长短不一的绒毛,这些绒毛如不去除会对后续加工产生很多负面影响,如:
PD品种会因为这些绒毛的存在而产生色花、色点;
绒毛掉进丝光碱液中会增加烧碱中杂质的增加,回收难度大;
由于绒毛的存在,使丝光光泽下降;
机器中留有大量毛絮,清洁困难,等等。
当然,对于某些品种,有时为了达到客人参板,也有不烧毛而直接进行后道工序的。
烧毛工艺:流程:进布-刷毛-烧毛-灭火-落布
目前烧毛主要是通过气体烧毛,主要是通过火焰将布面绒毛去除。烧毛程度靠火与布之间的距离、火力大小、布匹运行速度决定。烧毛车速一般非常块,大概100m/min,要根据布的厚薄及烧毛程度适当调节。
四、退浆
在织造过程中,纱线要经过反复折摩、拉打等机械作用,因此单纱一定要上浆,一方面增加强力,减少毛羽,保持其伸长率,另一方面,起抗摩作用,经过浆纱后可降低经纱断头,提高织机产量和效率。浆料有天然浆料和化学浆料连大类,一般上浆用的浆料为两种浆料的混合。日中纺浆料的主要成分有淀粉(天然浆料)、PVA(化学浆料)以及一些油蜡、平滑剂等。经过上浆后的坯布手感较硬,吸湿性能变差,不利于后续染整加工,在整理前需要将这些浆料和杂质彻底去除干净。
浆料中各种成分去除方法:
1、淀粉:去除淀粉的方法有碱退浆、酶退浆和氧化退浆三种。印版使用的是酶退浆法,而对于松式整理,采用碱退浆法,在高温条件下将淀粉膨化再通过热水去除。
酶退浆具有专一性,对纤维无损伤,而且酶可降解,对环境基本无污染,目前得到普遍使用。关于酶的作用原理,比较复杂。淀粉酶可以将淀粉大分子支解成分子量小、粘度小的低分子化合物,再经过水洗即可去除。
2、PVA:主要通过热水去除,淀粉酶对PVA没有作用;
3、其它杂质:通过一些精炼剂和洗涤剂去除。
退浆工艺:进布→水洗→轧料→堆置→水洗→烘干→落布
退浆中常见问题:
a、退浆不充分,即浆料没有被完全去除干净,表现在手感硬、吸湿性能差、白芯、
b、荧光沾污,由于荧光相当于直接染料,对纤维亲和力较低,在高温水洗条件下容易从纤维上掉下来并沾污到其它颜色的布上或机器上,特别是机器上的荧光可以反过来再下一次沾污其它布,而且掉下来的荧光不容易去除干净;
c、颜色沾污:一些染料的水洗牢度较差,容易脱离纤维并反沾污。
d、经向折痕:主要在堆置过程中产生。
退浆效率的鉴定方法:退浆率的测定;目前主要是通过定性检测方法,即通过I-KI(碘-碘化钾)溶液定性检测淀粉有无被去除干净。
五、精练
对于YD品种完成退浆工序后,布面杂质基本上被去除干净了,这些杂质主要是织造工序残留下来的,而棉纱本身的杂质主要是在染纱过程中被去除了。对于PD品种,这些棉纤维本身携带的杂质(主要有棉子壳、果胶、油蜡以及一些其它杂质)就没有被去除,这些杂质同样对后续加工有非常不利的影响,需要在染整过程中完成,精练过程主要就是去除这些杂质。
精练主要是通过烧碱来达到去除这些杂质的目的,精练要求在高温条件下进行,在高温条件下,棉纱当中的大部分杂质被降解、乳化或溶解度得到提高,然后被水洗去除。在精练助剂中,除烧碱外还有很多其它配套助剂,如表面活性剂等。
精练工艺:进布-水洗-轧料-堆置-水洗-烘干-出布
六、漂白
经过精练后棉织物虽然去除了大部分的杂质,但仍有少量未被完全去除,包括一些在精练过程中难去除的色素。织物白度不够,会影响染色最终产品的色泽和鲜艳度,对白布来说会影响成品的白度。目前对白度许多要求高的定单,都要经过复漂。
漂白主要有氧漂、还原漂两大类,氧漂常见助剂是H2O2(双氧水)和NaCLO(次氯酸钠),又称氧漂和氯漂,还原漂常见助剂是Na2SO3(保险粉)。目前常见的是氧漂,氧漂常见的又是双氧水漂白。双氧水漂白主要是H2O2分解的HO2-起漂白作用,H2O2可与色素发生反应,从而起到消色作用。H2O2在分解过程中还会有HO产生,该自由基会对织物有损伤,特别是在有铁、铜等金属物质的存在下会加速分解造成对织物的过度损伤,在漂白过程中出现的破洞经常是由于这种情况造成的。所以在漂白过程中长加入一些稳定剂,起到络合这些金属离子的作用。
七、丝光
1、丝光处理原理:棉纤维在强碱溶液中发生剧烈膨化,纤维的超分子结构和形态发生变化,纤维内部螺旋状扭曲消失,经向收缩,横向增大,其特有的腰子形截面增大而变圆,增加对光线的反射性能。
2、丝光作用:
(1)使织物获得良好的光泽
(2)稳定织物尺寸
(3)增强织物的吸附性能
(4)提高织物强力
3、丝光助剂和机器:丝光是在强碱条件下进行的,所以助剂必须有一定的碱性,目前常见的碱剂为烧碱(NaOH),价格相对低廉;另外一种常见助剂就是液氨(LiquidAmmonia)。对应丝光助剂,丝光机器有烧碱丝光机和液氨丝光机,相对烧碱丝光机,液氨丝光机发展较晚。目前公司两种机器都有,在国内液氨丝光数量屈指可数。
4、丝光工艺:进布→轧料→堆置→水洗→烘干→出布
丝光工序常见是坯布丝光、漂白前丝光、漂白后丝光、染色后丝光。坯布丝光一般针织产品上常见,对YD产品只能是染色后丝光。公司目前采用的漂白后丝光(PD)和染色后丝光(YD)两种。
5、丝光中常见问题:有停车挡、沾色、沾荧光、破边等。
氯化钙的作用:
食品级氯化钙可用作稳定剂和凝固剂、增稠剂、营养强化剂及其它等,使用范围包括豆制品、稀奶油、软饮料、甜汁甜酱、果酱、调制水及食品工业用加工助剂多用途干燥剂。
比如“卤水豆腐”,就是用卤水作为凝固剂,主要成分是氯化镁、氯化钙和硫酸钙等。卤水加入豆浆,钙镁离子迅速作用,把豆浆凝固。卤水凝固蛋白的能力很强,网络紧密,但许多水分子没有被网罗住。
装进磨具之中,那些自由的水就会渗出来,所以北豆腐固体含量高,质地比较硬,也被称为“硬豆腐”。
工业氯化钙主要用作多用途的干燥剂,如用于氮气、氧气、氢气、氯化氢、二氧化硫等气体的干燥。生产醇、酯、醚和丙烯酸树脂时用作脱水剂。
氯化钙水溶液是冷冻机用和制冰用的重要致冷剂,能加速混凝土的硬化和增加建筑砂浆的耐寒能力,是优良的建筑防冻剂。用作港口的消雾剂和路面集尘剂、织物防火剂。用作铝镁冶金的保护剂、精炼剂。是生产色淀颜料的沉淀剂。用于废纸加工脱墨。是生产钙盐的原料。
1、性质不同:氯化钙是一种由氯元素和钙元素组成的化学物质。二水氯化钙是一种白色或者灰色化学品。
2、性状不同:无水氯化钙在室温下为白色、硬质碎块或颗粒。二水氯化钙无色立方结晶体,白色或灰白色,有粒状、蜂窝[块状、圆球状、不规则颗粒状、粉末状。无毒、无臭、味微苦。
3、作用不同:氯化钙在食品制造、建筑材料、医学和生物学等领域均有重要的应用价值。氯化钙对氨具有突出的吸附能力和低的脱附温度,在合成氨吸附分离方面具有很大的应用前景。二水氯化钙可用盐酸和石灰石粉反应制得。用作冷冻剂、防冻液、灭火剂,用于熔冰和熔雪。
扩展资料:
注意事项:
1、在生产氯化钙的时候,要注意封闭操作,而且要注意通风。对生产人员要注意安装严格的操作规程。而且生产工人要注意佩戴防尘措施。在产品搬运过程中,要注意不要破损,造成二次污染。
2、包装和存储:氯化钙根据产品的特点,一般包装规格以25kg和50kg内塑外编覆膜包装、25kg PE热合袋、1000kg吨袋包装。存储环境要注意干燥、防潮。
3、织物防火剂,一般的织物有一些是化纤成分,所以用水是很难进行灭火的,所以通过氯化钙就可以快速灭火。
4、冶金的保护剂、精炼剂,在制铝和镁冶金中起到保护和提纯的精炼作用。
-二水氯化钙
-无水氯化钙
用铝还原某些金属氧化物所释放出的化学反应热,就能完成氧化物还原反应并得到分离好的合金与炉渣,而不需从外部补充热量。
工业上常用铝热法生产钛铁、钼铁、铌铁、硼铁、钒铁、钨铁、金属铬、金属锰以及镍基、钛基、铝基等中间合金。
用铝粉为还原剂的一种金属热还原法。当铝粉与金属氧化物反应时,产生足够的热量,使还原的金属和形成的渣熔融分离而获得金属或合金。广泛用于工业生产纯金属(如锰、铬、钒等)、无碳或低碳铁合金以及金属焊接等方面。
基本介绍 中文名 :铝热法 外文名 :thermite process 用途 :金属冶炼、焊接等 优点 :设备简单、产品多、生产周期短 安全隐患 :高热反应易出现火灾、爆炸 原理 :以铝粉为还原剂进行金属热还原 简介,优点,简史,原理,减少低价氧化物在炉渣中的损失,增加反应热的方法,生产工艺,原料准备,配料,冶炼,精整,铝热还原法生产铌铁,炉外铝热还原法,电炉铝热还原法,安全, 简介 用铝粉为还原剂的金属热还原法。当铝与金属氧化物反应时,产生足够的热量,使还原的金属和形成的渣熔融分离而获得金属或合金。在生产工业纯金属(如锰、铬、钒等)、无碳或低碳铁合金和金属焊接方面获得广泛套用。 铝热法与用矽铁作还原剂的矽热法同属利用自热反应生产铁合金的方法,称金属热法,又称炉外法。它们以铝粒、矽铁粉或铝镁合金粉作还原剂。铝热法主要用来生产含有高熔点金属与难还原元素的铁合金、中间合金、铬与锰等。产品特点是含碳量极低(一般<0.05%)。 优点 铝热法生产设备简单,占地面积小,生产规模可根据任务确定,产品品种较多,生产周期短等特点。 简史 1859年俄国科学家别克托夫(H.H.BeKeTOBy)在《论若干还原现象》中提到“用铝还原氧化钡得到24%Ba和33%Ba的钡铝合金”。这是对铝热法试验的最早报告,但当时在工业上没有得到使用。 1893年戈尔德施米特(H.Goldschmidt)发现金属氧化物的粉末和粉状还原金属(基本上是铝)的混合料,点火引发反应后,就能自动继续进行,直至炉料反应完毕。 1898年戈尔德施米特在德国电化学学会上做了关于金属热还原法的报告,人们才知道铝热法在工业生产上已取得良好效果,可以经济地、大批量地生产不含碳的铁合金与纯金属。这一年应该是铝热法用于工业生产的起点。 工业上用铝热法生产的铁合金主要有:钛铁、钼铁、铌铁、硼铁、钒铁、钨铁、金属铬、金属锰以及镍基、钛基、铝基等中间合金。 中国以铝热法工业生产铁合金是从1957年底吉林铁合金厂生产钼铁开始的。 原理 铝还原氧化物的反应属置换型化学反应,并放出热量ΔH°298(反应)。用热化学反应式表示为:2/yM x O y +4/3Al =2x/y M+2/3Al 2 O 3 +ΔH° 298 (反应)反应热ΔH°298是用化学手册上的数据计算。即ΔH°298(反应)=2/3ΔH° 298 (Al 2 O 3 )-2/yΔH° 298 (MxOy)氧化物的生成标准焓ΔH° 298 ,通称标准生成热。 图1 氧化物生成△F°-T关系图 如图1 氧化物生成△F°-T关系图 铝热还原反应能否进行,可以根据氧化物的相对稳定性来判断。而氧化物的稳定性则根据氧化物生成自由能ΔF°=-kTlnpo 2 来判断。所有氧化物都随温度的升高而更易分解,从而也更易还原。各种氧化物的氧势差在高温下变小。从图1可以估计还原情况。在△F°-T图中,位置低的元素可以还原位置较高的氧化物。两条△F°-T线间的距离越大,则还原反应产生的热量愈多。铝(或矽)热还原反应的先决条件是△F°≤0,即反应自由能的负值越大,铝热还原反应就越容易进行。从△F°-T图分析铝(或矽)热还原反应时,未考虑动力学过程,所以这种判断是定性的。所有的金属热还原反应在较低温度下的△F°比较高温度下的△F°的负值大,因此在反应能够进行的条件下,将反应温度尽可能控制在比较低的水平,这样对还原反应向右进行有利。 铝热还原反应有的可以把金属全部从相关的氧化物中置换出来,如铁、钨、钼等;而有的只能进行到合金液与炉渣中的氧化物接近平衡,一部分氧化物留在炉渣中。有些氧化物在铝热还原过程中被还原成低价氧化物,如TiO 2 被还原成TiO,从酸性氧化物转变为碱性氧化物,与还原过程产生的Al 2 O 3 结合成铝酸盐而留在炉渣中,增加了钛的损失。 减少低价氧化物在炉渣中的损失 (1)是增加还原金属的加入量,在还原剂过剩的条件下避免低价氧化物产生; (2)是添加碱性氧化物如CaO、MgO、BaO即可减少炉渣中TiO、MnO等的含量,提高金属元素的回收率。碱性氧化物还可以降低炉渣的熔点和改进炉渣的流动性。碱性氧化物添加的数量应尽量少,以免增加渣量影响反应过程。 由于反应快,很难达到平衡条件。部分还原金属未被用于还原而残留在合金中,形成中间化合物如TiAl、TiAl 3 等,使合金含铝量高,而且难以获得高品位合金。为了促使反应接近平衡,有时添加第3种元素,如添加铁来吸收反应产生的金属,使反应向右进行。这种办法在生产铁合金时是可行的,还可以降低合金熔点和反应温度。要得到含铝低的产品,则可将铝的配加量稍低于计算量。图1可以为选择还原剂的种类和氧化物的类型提供参考。铁合金冶炼常用的还原剂主要是铝与矽铁,偶而也用少量镁(以镁铝合金加入)。 铝热法的反应结果必须使金属与炉渣均有良好的流动性,即被加热至它们的熔点以上,使产出的合金与炉渣清楚分离;并且能得到较高的金属收得率,才能认为是反应自动进行而被工业生产采用。这一问题需要分析铝热法冶炼过程的热平衡。 在铝热还原反应过程中,反应物的还原、生成物的产生、反应热的产生、反应物(合金与炉渣)的加热等都是在同一瞬间、同一体系之中同时完成的。所以热量集中,反应速度快,时间短,热效率高。反应熔体的表面始终为加入的炉料所覆盖,所以当反应进行时,反应器热传导和热辐射所产生的热损失,对还原过程的影响较小。由于反应时间短,炉料与反应物的蒸发损失量小,所以蒸发热量也少。 铝热法的主要热源是热化学反应产生的反应热△H° 298 (反应),它可以通过计算方法求得。1914年俄国化学家热姆丘日内在“得到的金属和渣的含热量,和伴随反应过程的热损失,对各种不同的合金是近似于相同”的基础上,提出“若要铝热过程正常进行,则必须在反应中每克炉料发生的热量不少于550cal”的法则。即用单位炉料产生的热量来判断铝热还原过程能否自动进行。 热姆丘日内法则在生产上可作为参考,或在新品种研制时作初步估计时使用。其原因是对氧化物还原程度的规定不同,合金和炉渣的熔点不同,冶炼规模大小不同,矿石的相结构不同等,所以在经过配料计算得到炉料的配比后,要先用小规模冶炼设备试炼,然后再作适当调整,方可用于生产。在正常生产的工厂中当矿石变换时也需要经过试炼来修正配料单。生产上炉料的总量应包括铝、矽铁等还原剂,氧化物(或矿石)及杂质(或脉石)、熔剂等的质量和。反应热是根据手册中的生成焓(△H° 98 )数据计算。由于年代和版本的不同,存在着不同程度的差异,计算出的反应热也是不同的。实际工作者应选定一批数据,固定使用,并根据实践得出修正系数。 通过计算,如果单位炉料发热量低于550cal/g时,则铝热反应不能自动进行,需要调整配料,增加反应热。 增加反应热的方法 (1)调整氧化物中高价与低价氧化物的比例,增加氧化物中氧的总量。铝热法生产金属锰时对锰矿石引用了活性氧概念。所谓活性氧是指将锰氧化物按MnO计算后,未与Mn结合的氧。如Mn3O4的活性氧为7%,而Mn2O3则为10%。这是利用高、低价氧化物比例调整铝热还原反应发热量的例子。 (2)生产铁合金时可以添加赤铁矿(Fe 2 O 3 )或铁鳞(Fe 3 O 4 )代替部分钢屑,它们和铝或矽反应后都产生大量热。如生产镍基合金时用NiO代替部分镍。 (3)添加BaO 2 或NaClO 3 、KClO 3 、NaNO 3、 KNO 3 等与铝反应后能放出大量热的增热剂,使炉料单位发热量提高到期望值。这是常用的方法。但要注意使用NaNO 3 或KNO 3 时会使合金含氮高,和排出如氧化氮等污染环境的气体。 (4)预热炉料,提高炉料的显热。一般情况炉料预热温度每提高100℃,就可使单位发热量增加约30cal/g。 (5)向反应器内输送电能,即形成电铝热法。 单位炉料发热量过高时,会使铝热反应剧烈,甚至达到爆发程度;冶炼时喷溅严重使炉料与产物损失增加,合金与炉渣混杂而分离不清。严重时会损坏设备和危及操作人员安全。降低炉料单位发热量的有效办法是添加惰性物,增加炉料的量。常用的惰性物有合金精整产生的合金碎屑,冶炼产生的炉渣、石灰、镁砂等。此外,增大铝粒及炉料的粒度可以抑制反应的速度。 金属化合物的生成,Al 2 O 3 与其他氧化物组成复合氧化物时的成渣反应等都产生热量,但在计算炉料单位发热量时不予考虑。 生产工艺 铝热法冶炼铁合金的反应是一经触发即自动进行,无法控制,因此对炉料准备有严格要求。配料计算与称量必须准确。配好的炉料要混匀后才能装入反应炉内。炉料的粒度直接影响反应速度。粒度粗反应速度慢,粒度细则反应速度快。通过矿石或氧化物与还原金属粒度的适当配合,使热量集中以及反应速度之间达到最优配合,才能得到较高的金属收得率。例如五氧化二钒与铝的反应很剧烈,可以加大粒度来控制它们之间的反应进程。粗铝粒表面氧化物少,使铝粒含氧减少,反应中生成大的高铝合金液滴。高铝合金液滴的密度增至可使液滴下沉,下滴过程中与熔渣中的金属氧化物继续发生反应,使大部分铝被消耗掉。下沉至合金层表面的高铝合金与覆盖的炉渣中的金属氧化物,在高温下继续发生置换反应。细的铝粒表面上生成的氧化物使铝粒含氧较高,因而对还原反应不利,所以铝热法使用的铝粒粒度,小于01mm的数量应少于5%。如上所述铝热法冶炼铁合金的工艺可以分为原料准备、配料、冶炼、精整等4个主要工序。 原料准备 主要工作是将矿石、氧化物和熔剂(石灰、萤石)等彻底干燥,去除附着水、结晶水和挥发物(如选矿试剂)。然后加工成生产要求的粒度。所用设备均为通用设备,如回转窑、干燥炉、破碎机和球磨机等。铝粒由铁合金厂自己制造。粒度要求有规定。一般是生产后立即使用,不宜长期存放。制造铝粒的喷雾法是将铝锭加热熔化后,用压缩空气加压,从熔铝锅经喷嘴喷出时,由雾化器用压缩空气将铝流击碎而成铝粒。可以通过调整喷出压力或改换雾化器,得到所要求粒度的铝粒。另一种方法是将铝锭压延成铝箔,再经机械剪下成铝碎屑。 配料 这是铝热法生产的关键工序,不允许出任何差错,否则将产生不良后果,甚至得不到产品。配料在配料站进行。配料站主要设备有贮料仓、磅秤、混料筒和运料斗。配料前要校正磅秤。料要按规定的顺序称量。加入混料机内的炉料重量和混料时间,由混料机容量规定。小量生产可以用人工混料。减少损失的方法 如图铝热法配料站布置图 1—贮料仓;2—混料筒;3—运料斗;4—磅秤;5—萤石料箱 冶炼 铝热还原反应在反应器内进行。反应器亦称熔炼炉。反应器分固定式反应器(图5)和移动式反应器(图6)两种。图5a是上部点火冶炼用的反应器,无加料设备,放在砂基上;图5b是下部点火用的反应器,也是放在砂基上;图5c为底部砌砖的固定式反应器。3种反应器均有出渣口,冶炼反应结束后放出大部分炉渣。移动式反应器均放在移动小车上,推至烟罩下,或反应室中 a—烟罩式:1—可倾翻的铁炉壳;2—含镁砂的打结料;3—行驶车架;4—排烟罩;5—排烟罩的可翻开部分(为便于车子开入和人工装料) b—反应室式:1—料仓;2—螺旋运输机;3—水冷料管;4—砌砖的上部反应器身;5—砌砖坩埚;6—镁砂衬;7—砌砖套室; 8—旋风除尘器 由加料器或人工加料。反应器由两部分组成:上部是一个空心圆筒,外壳用钢板焊成,上下沿用角钢加固,上沿有吊环。内衬用耐火砖、镁砖或高铝砖砌成,也可以用生产的炉渣破碎后打结,还可以用液态炉渣浇铸,也可以用铸铁铸成片块拼装,不用砌耐火材料内衬。底部是用石英砂(仅矽热法用)、镁砂或镁砖筑成的坩埚,盛反应产生的合金。 冶炼操作按引火方式分为两种,即上部点火法与下部点火法。 a—上部点火反应器:1—炉壳;2—粘土砖衬;3—渣口;4—砂基;5—炉料;6—引火剂;7—烟罩 b—下部点火反应器:1—砂基(镁砂);2—炉筒;3—炉罩;4—烟罩;5—料仓;6—溜槽;7—底料;8—引火剂;9—加入炉料 c—砖砌坩埚反应器:1—镁砖层;2—用镁砖砌的坩埚;3—打结料;4—镁砂;5—起吊用轴耳;6—烟罩;7—人工加料用闸板 上部点火法 是将配料站混合好的炉料全部装入反应器内。然后在炉料上部置引火剂,引火剂点着后熔炼反应即开始。待全部炉料反应完毕,经镇静后放出炉渣。合金冷凝后再取出冷却。工业生产中冶炼钼铁就是采用上部点火法。生产批量小的铁合金也多用这种方法。 下部点火法 冶炼是在反应器底部先加入部分混合好的炉料,在炉料层上部加入引火剂引发反应后,再陆续从上部料仓加入混合炉料。加料速度以使熔融物表面有一薄层炉料,而且反应稳定继续进行为准。也可以用人工加料。下部点火法比上部点火法能充分利用熔炼炉体积,节约耐火材料。工业生产中大都采用下部点火法。冶炼某些铁合金在反应结束后还要加入精炼料。精炼料是由铁矿粉与铝粉、矽铁粉组成,能放出大量热,在一定时间内将炉渣保持在熔融状态,有利于混杂在炉渣中的合金粒下沉;精炼剂的反应产物为铁滴,铁滴在穿过熔渣层下降时可以吸附渣层中的“金属雾”使之凝聚成较大的液滴而下沉,这样可以提高金属元素的收得率。 有一种固定式反应器,设有合金排放孔,和出渣口,反应结束后先从出渣口放出炉渣,再从合金排放口放出合金。这种反应器可以节约耐火材料和提高热效率。当然这仅用于大规模生产熔点较低的合金。(见铌铁) 铝热法冶炼贵重金属铁合金时,炉渣中往往残存一定数量的金属,可用电炉重熔回收。铝热法产生的炉渣含三氧化二铝高,是有用的耐火材料和研磨材料。Al 2 O 3 >90%的炉渣就可以作为制高铝砖的原料。 精整 冶炼得到的合金锭在空气中冷却至凝固后,从坩埚内吊出。送进冷却室喷水急冷,使合金锭产生裂纹,以便破碎。水冷后的合金锭送至喷丸室,清除表面附着的炉渣和耐火材料。有的元素在合金锭中偏析较大,要按规定的取样方法采集化学分析试样。合金锭破碎至规定块度后包装出售。 铝热还原法生产铌铁 以金属铝还原铌精矿或氧化铌生产铌铁中间合金的过程。铌熔点高,还原困难,但如有铁存在,被还原的铌与铁生成合金,不仅容易还原,而且由于铌铁的熔点比铌低,更适于作炼钢或高温合金的添加剂。生产铌铁一般使用纯Nb 2 O 5 和铌精矿两种原料。以纯Nb 2 O 5 为原料生产的铌铁杂质含量少、纯度高,称为高级铌铁,主要用于炼制高温合金等。以铌精矿为原料生产的铌铁称为标准级铌铁,含铌60%~65%,主要用作炼钢的添加剂。根据合金中的铌含量又可将铌铁分为高品位铌铁(Nb>65%)、中品位铌铁(Nb约50%)和低品位铌铁(Nb<30%)。根据还原熔炼使用的设备可分为炉外铝热还原法和电炉铝热还原法。 炉外铝热还原法 在无外加热的炉内实现还原熔炼反应的过程。反应完毕后,拆开熔炼炉,取出反应产物,将合金和渣在炉外分离。炉外铝热还原法的特点是在熔炼过程中不从熔炼炉中放出液态反应产物,因此过程比较简单,一般采用建造费用少、可拆卸的圆筒熔炼炉。炉外铝热还原法由于反应生成的液态金属和渣在同一反应器中进行凝固结晶,而两种产物的最佳凝固结晶条件是不一样的,因而存在不易获得高的技术经济指标,原材料和耐火材料消耗大,间歇操作,砌炉、拆炉和清除合金中混杂的熔渣和耐火材料的劳动强度大等问题。为此,已开发出一种可以分别放出液态金属或熔渣的倾斜式熔炼炉。 炉外铝热还原法只适用于处理杂质含量低的铌精矿或氧化铌,尤其要严格限制原料中有害杂质磷、硫、铅、砷、锑、锡、铋的含量。为确保还原反应完全,原料和还原剂铝均需磨至细的粒度并混合均匀,使物料之间有最大的还原反应接触面积。物料只有经过充分混匀才能获得高的还原反应速度和高的铌回收率。还原剂铝粉的用量除保证铌和铁的还原外,还应计算杂质还原所消耗的铝,一般为理论量的110%。铝粉用量过多不仅不能提高铌的回收率,还导致反应过分激烈,使铌中残留的铝含量增加。用铁精矿作添加剂时,其矽、磷含量要少。根据对铌铁纯度的要求,常使用铁屑或电解铁粉添加剂。铁的加入量以使合金接近Fe2Nb的低共熔点为宜。用纯Nb 2 O 5 原料时,铁用量以氧化铌质量的30%~40%为宜。降低炉渣的粘度可使合金和炉渣易于分离。通常在熔炼过程中加入熟石灰、氧化钡、氧化镁、萤石等助熔剂来降低炉渣的粘度。助熔剂的加入量必须适中,如加入的熟石灰过量太多,则易生成铌酸钙,使铌的损失增大;助熔剂过多还会侵蚀炉衬耐火材料。此外,为了补充热量,有时还需加入发热剂如氯酸钠等。引发反应常用的强氧化剂有氯酸盐、硝石和镁粉等,也可用电容丝点火。物料必须预先干燥,反应器和砂窝要保持干燥,以防爆炸。 电炉铝热还原法 铝热还原过程中采用电能补偿加热的生产方法。这种方法能较易控制还原反应的速度,可获得较高质量的产品,并节省铝粉,技术经济指标亦较炉外铝热还原法高。电炉铝热还原法生产铌铁有一段法和二段法充分。一段法是物料在电弧作用下一次完成还原反应,产出铌铁。二段法是先用电弧炉熔化物料,然后进行铝热还原熔炼。为使电极深插合适和保持炉况稳定,必须严格控制炉膛电阻。炉膛电阻受炉料组成、铝粉粒度和数量、炉渣化学成分、炉膛尺寸和电极间距、炉内温度分布等因素的影响。中国一些工厂以铌铁矿为原料,采用三相电弧炉生产中、高品位铌铁,冶炼温度1973~2073K,氧化铌回收率96%,氧化钽回收率83%,铌铁中的铌含量为50%~70%。 安全 铝热还原是自动反应,因此要特别注意安全问题,以免引起火灾、爆炸、烧伤等事故。炉料的存放要分开,铝粒与发热剂及氧化物粉不能堆放在一起。混合好的冶炼炉料要立即熔炼不可存放。混料场地不能潮湿和有积水,以免不慎引起混料的炉料反应,造成爆炸事故。冶炼过程中操作人员要位于安全地带,同时穿好劳动防护用品,以免烧伤。要及时清理现场,不让有粉尘存在,以免引起着火事故。点火时要注意安全。熔炼时要启动通风系统,及时将烟尘废气排出,以免污染工作环境。
废铝再生加工的四道基本工序 废杂铝的再生加工,一般经过以下四道基本工序。
(1) 废铝料的备制 首先,对废铝进行初级分类,分级堆放,如纯铝、变形铝合金、铸造铝合金、混合料等。对于废铝制品,应进行拆解,去除与铝料连接的钢铁及其他有色金属件,再经清洗、破碎、磁选、烘干等工序制成废铝料。对于轻薄松散的片状废旧铝件,如汽车上的锁紧臂、速度齿轮轴套以及铝屑等,要用液压金属打包机打压成包。对于钢芯铝绞线,应先分离钢芯,然后将铝线绕成卷。 铁类杂质对于废铝的冶炼是十分有害的,铁质过多时会在铝中形成脆性的金属结晶体,从而降低其机械性能,并减弱其抗蚀能力。含铁量一般应控制在 12 %以下。对于含铁量在 15 %以上的废铅,可用于钢铁工业的脱氧剂,商业铝合金很少使用含铁量高的废铝熔炼。目前,铝工业中还没有很成功的方法能令人满意地除去废铝中过量铁,尤其是以不锈钢形式存在的铁。 废铝中经常含有油漆、油类、塑料、橡胶等有机非金属杂质。在回炉冶炼前,必须设法加以清除。对于导线类废铝,一般可采用机械研磨或剪切剥离、加热剥离、化学剥离等措施去除包皮。目前国内企业常用高温烧蚀的办法去除绝缘体,烧蚀过程中将产生大量的有害气体,严重地污染空气。如果采用低温烘烤与机械剥离相结合的办法,先通过热能使绝缘体软化,机械强度降低,然后通过机械揉搓剥离下来,这样既能达到净化目的,同时又能够回收绝缘体材料。废铝器皿表面的涂层、油污以及其他污染物,可采用丙酮等有机溶剂清洗,若仍不能清除,就应当采用脱漆炉脱漆。脱漆炉的最高温度不宜超过 566℃,只要废物料在炉内停留足够的时间,一般的油类和涂层均能够清除干净。 对于铝箔纸,用普通的废纸造浆设备很难把铝箔层和纸纤维层有效分离,有效的分离方法是将铝箔纸首先放在水溶液中加热、加压,然后迅速排至低压环境减压,并进行机械搅拌。这种分离方法,既可以回收纤维纸浆,又可回收铝箔。 废铝的液化分离是今后回收金属铝的发展方向,它将废铝杂料的预处理与重新熔铸相结合,既缩短了工艺流程,又可以最大限度地避免空气污染,而且使得净金属的回收率大大提高。废铝液化分离装置的工作原理如图 1-18 所示 装置中有一个允许气体微粒通过的过滤器,在液化层,铝沉淀于底部,废铝中附着的油漆等有机物在450℃以上分解成气体、焦油和固体炭,再通过分离器内部的氧化装置完全燃烧。废料通过旋转鼓搅拌,与仓中的溶解液混合,砂石等杂质分离到砂石分离区,被废料带出的溶解渡通过回收螺旋桨返回液化仓。
(2) 配料 根据废铝料的备制及质量状况,按照再生产品的技术要求,选用搭配并计算出各类料的用量。配料应考虑金属的氧化烧损程度,硅、镁的氧化烧损较其他合金元素要大,各种合金元素的烧损率应事先通过实验确定之。废铝料的物理规格及表面洁净度将直接影响到再生成品质量及金属实收率,除油不干净的废铝,最高将有 20 %的有效成分进入熔渣。
(3) 再生变形铝合金 用废铝合金可生产的变形铝合金有3003 、3105 、3004 、3005 、5050 等,其中主要是生产3105合金。为保证合金材料的化学成分符合技术要求及压力加工的工艺需要,必要时应配加一部分原生铝锭。
(4) 再生铸造铝合金 废铝料只有一小部分再生为变形铝合金,约 1/4 再生成炼钢用的脱氧剂,大部分用于再生铸造用铝合金。美、日等国广泛应用的压铸铝合金 A380 、 ADCl0 等基本上是用废铝再生的。 再生铝的主要设备是熔炼炉和精炼净化炉,一般采用燃油或燃气的专用静置炉。我国最大的再生铝企业是位于上海市郊的上海新格有色金属有限公司,该公司有两组 50t 的熔炼静置炉,一组 40t 燃油熔炼静置炉;一台 12t 的燃油回转炉。小型企业可采用池窑、坩埚窑等冶炼。 近年来,发达国家在生产中不断推出了一系列新的技术创新举措,如低成本的连续熔炼和处理工艺,可使低品位的废杂铝升级,用于制造供铸造、压铸、轧制及作母合金用的再生铝锭。最大的铸锭重 135t, 其中,重熔的二次合金锭 (RSI) 可用于制造易拉罐专用薄板,薄板的质量已使每支易拉罐的质量下降到只有 14g 左右;某些再生铝,甚至用于制造计算机软盘驱动器的框架。 在废铝的再生过程中,对于再生铝的熔炼及熔体的处理是保证再生铝冶金质量关键工序。铝熔体的变质与精炼净化,不仅可以改变铝硅合金中硅的形态,净化了铝熔体,而且能够大大改善铝合金的性能。铝熔体的精炼变质与净化,目前多采用 Nacl 、 NaF 、 KCI 及 Na3AIF6 等氯盐和氟盐处理,也有的采用 C12 或 C2C16 。进行处理。 采用含氯物质精炼废铝熔体,虽然效果较好,但其副产物 AICI3 、 HCl 和 Cl 等会对人体、环境及设备都造成严重损害。近年来,人们正在力图改进处理工艺,选用无毒、低毒的精炼变质材料来解决环境污染问题,如选用 N2 、 Ar 等作为精炼剂,但效果不尽如人意。市售的所谓“无公害”精炼剂,其基本成分为碳酸盐、硝酸盐及少量的 C2C16 ,因仍有少量氮氧化物、氯气排出,也不能完全消除环境污染。最近几年,新发展起来的用稀土合金对再生铝进行变质、细化和精炼的工艺,有望使废铝回收冶炼业的环境污染问题得到彻底解决。该工艺充分运用稀土元素与铝熔体相互作用的特性,发挥稀士元素对铝熔体的精炼净化和变质功能,能够实现对铝熔体的净化、精炼及变质的一体化处理,不仅简洁高效,而且能够有效地改善再生铝的冶金质量。在处理的全程中均不会产生有害的废气和其他副产品。
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