锶矿的原料特点

锶矿的原料特点,第1张

锶是自然界中广泛分布的微量元素。锶位于元素周期表第五周期第二族,是碱土金属族元素之一。迄今,世界上已发现的锶矿物约46种。而我国产出的锶矿物也已达9种之多。

K2Sr(SO4)2 首次发现于原苏联某地的盐层下部(Bopohba,1962)。在我国见于四川农乐的杂卤石岩、杂卤石质硬石膏岩、硬石膏岩和绿豆岩中(莫珉,1987)。属三方晶系,一般呈梭状、纺锤状、柱状的自形晶,粒径01~2mm,星散分布于上述岩石中。矿物呈棕色、灰白色、白色,性脆,D=334。矿石化学分析结果为:K2O2448,SrO 2260,SO3 4531,CaO 489,MgO 101,BaO 014,Fe2O3 007,Cl 015,SiO2 160,H2O 017,不溶残余物035,合计10077%。

锶磷钙铝矾(Strontium woodhouseite)

(Ca077Sr0.33Ba004)Al3〔(SO4)(PO4)〕(OH)6 属菱磷铝锶矾(Svanbergite)与磷钙铝矾族的中间过渡型矿物(秦淑英等,1984)。发现于安徽省某铁矿床中,与赤铁矿共生,呈脉状产于蚀变粗安岩中。矿物属三方晶系,白色,显微镜下呈无色透明微晶集合体。H=45,D=315。矿物化学分析结果为:Al2O3 3347,CaO 911,SrO778,BaO 128,P2O5 1815,SO3 1685,H2O+ 1253,MgO 009,V2O5 028,ΣREE023%。 TR102(Sr056Ca043Ba005)104〔(CO3)2(OH)〕 属碳锶铈矿(Ancylite)的一个含钙较高的亚种。先后发现于山东某地与霓辉正长岩有关的气成热液稀土矿床中(钱定福,1979)和四川某地泥盆纪地层的沉积磷矿床中(王濮等,1987)。矿物呈无色或淡**,他形或半自形细晶结合体。斜方晶系。D=396,化学分析结果为:SrO1600,BaO 243,CaO 672,TR2O3 4773(La2O 2038,Ce2O3 2275,Pr6O11 139,Nd2O3 315,Sm2O3 007),MgO 010,MnO 003,SiO2 115,U3O8 0005,K2O018,Na2O 021,CO2 2355,H2O+ 252,合计10066%。

合金变质剂的变质效果和特点

1)钠盐变质剂变质方法

Na可使共晶硅的结晶由短圆针状变为细粒状,并降低共晶温度,增加过冷度,细化晶粒。其细化效果,对冷的慢的砂型、石膏型铸件而言比较好,还有分散铸件(铸锭)缩窝的作用,这对要求气密性好的铸件有重要的作用。钠盐变质法的成本低,制备也比较简单,适合批量小、要求不很高的产品,其缺点是:钠是化学活泼性元素,在变质处理中氧化、烧损激烈、冒白色烟雾,对人体和环境都有危害,操作也不太安全,特别是易使坩埚腐蚀损坏,它的充分变质有效时间短,一般不超过1h。钠还使Al-Mg系合金的粘性增加,恶化铸造性能,当钠量多时,还会使合金的晶粒催化,所以Al-Mg系合金和含Mg量高于2%的Al-Si合金,一般都不用钠盐变质剂来进行变质处理,以免出现所谓“钠脆”现象

2)铝锶中间合金变质法

这是国外使用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的004-005%的Sr。其优点是变质效果比钠盐好,氧化烧损也比钠盐小,有效变质持续时间长,对坩埚的腐蚀性也比钠盐小,因而可使坩埚的使用寿命延长。这种变质法操作也比使用钠盐安全卫生,不产生对人体和环境有害的气体,变质效果也比钠盐好,一般有80-90%的良好变质合格率。其缺点是:成本比钠盐高,要预先配制成中间合金(否则就要采用锶盐变质剂),没有钠盐那样的有分散铸件缩窝的作用。

3)铝锑中间合金变质法

这种方法也是用的较多的一种长效变质方法。加入量为炉料总重量的02-03%的Sb,可获得长效变质效果,即使到铝合金重熔,此变质效果仍起作用。其变质效果与合金的冷却速度有关,冷却速度快(如在金属型中铸造),变质效果好;冷却速度慢(如在石膏型、砂型中铸造),则变质效果差。但应注意,已经过钠盐或锶盐或铝锶中间合金变质过的铝合金不能再加Sb来变质,因为这样会形成Na3Sb化合物而使合金的晶粒粗大、性能变坏,从而反使钠、锶的变质效果降低。

4)SR813磷复合细化剂和SR814磷盐复合细化剂孕育法

这是近年开发的一种适合过共晶型铝硅合金的初晶Si的细化剂。因为P在铝合金液中形成AlP的微细结晶核种,细化晶粒的效果很好,有效持续孕育时间也长,但它会与Na、Sr、Sb形成化合物,降低它们对共晶硅结晶的细化效果,所以,已经使用Na、Sr、Sb作过变质处理的铝合金,不要再加P来作变质处理。

5)铝钛中间合金变质法

其中含有4%左右的钛,钛是细化晶粒效果很好的元素,形成的TiAl3成为初晶α枝晶的异质结晶核种,能有效地细化晶粒和防止铸造裂纹,对易产生铸造裂纹的Al-Cu-Mg合金(如ZL207)很合适。由于钛量太多,又是通过与炉料一起熔化、扩散、融合来细化晶粒的,故其细化效果虽没有钛硼熔剂好,但仍可达到一级晶粒的效果。其次是TiAl3的密度比铝合金液大,如合金保温时间过长,就有可能沉降,凝聚成夹杂物,要严格注意。

6)钛硼熔剂细化法

由于钛硼熔剂中同时含有Ti和B两种细化晶粒作用很强的元素,它们在铝合金液中形成TiAl3和TiB2,未熔化的TiAl3和不熔化的TiB2(其相对密度44,熔点为2900℃)都残留在铝合金液中,成为铝合金的初晶α枝晶组织的有效异质结晶种。 这种熔剂细化晶粒的优点是:①因为有Ti、B两个细化晶粒的元素和Ti含量为Al-Ti中间和金的8倍,故细化晶粒的效果非常好,比Al-Ti中间合金的效果大很多;②处理成本比用Al-Ti中间合金低很多;③熔剂成块状,省去了熔化配制中间合金的许多费用,烧损也少;④储存省面积,很简便,且块重标准化,用前无需称重;⑤熔剂块自沉降、自扩散、利用率高、简化了操作,改善了劳动条件和减轻了劳动强度;⑥适用范围广,既适用铸造铝合金,又适用变形铝合金;既适用纯铝,又适用铝合金。

其缺点是:TiB2和TiAl3一样,密度也比铝合金大,如保温时间过长,也会自沉降,凝聚成夹杂物。

7)铝钛硼丝细化法

这是一种最先进的细化晶粒的现代科技方法。其优点是:①细化效果好,细化剂实际利用率高,使用量大大节省;②由于细化剂均匀地进入所有待细化的铝合金液,故细化后的组织均匀,无粗细晶粒交错的混晶区,从而大大提高了合金的强度和延伸率,减少了裂纹等废品;③避免了上述TiAl3和TiB2的沉降,凝集所引起的夹杂和熔炉的结瘤,减少了清炉和洗炉的工作量;④很适合长时间大批量的连续铸造;⑤实现了细化处理自动化无人化,省人省事;⑥使细化处理和合金液凝固时间大为缩短,提高了生产效率;⑦因无TiAl3和TiB2等夹杂物的沉降、凝集,使产品在阳极氧化处理后的表面质量好,特别是箔材、印刷板、激光全息膜、饮料罐和食品罐等薄或超薄铝材的最理想的细化剂。很适用作变形铝合金的晶粒细化处理。

8)稀土变质法

利用Al-RE中间合金的稀土变质法,是在铝合金液温度为720-760℃时,加入占炉料总重量的02-10%的Al-RE中间合金。其优点是它对α(Al)及共晶组织均有明显的细化效果,还兼有较好的精炼净化作用,可显著提高合金的机械性能,变质有效时间也长。缺点是当操作不当时,会使稀土氧化,烧损也较大,还可能产生高熔点的偏聚物沉降。

9)铝钡中间合金变质法

这是利用1-4%Ba-Al中间合金或钡盐来对铝合金液进行变质处理的方法。其优点是变质过程中无吸气倾向,合金经变质处理强度高,不腐蚀坩埚,也不污染环境。缺点是变质效果不如钠,变质效果受冷却速度的影响大,变质后合金的延伸率提高不多。

10)纯碲变质法

其加入量为炉料总重量的005-01%,处理温度为740℃左右。其优点是变质后合金的性能与钠变质的相当,合金重熔后其变质效果基本不变。缺点是变质效果也受合金的冷却速度的影响,且变质效果不够稳定。

11)用K2ZrF6变质法

用含K2ZrF698%的锆盐来对铝合金作变质处理,加入量为炉料总重量的05-1%,在730-750℃时加入。它对α(Al)及共晶硅均有细化作用,也有精炼作用,K2ZrF6不吸潮,储存使用都很方便,对铸件壁厚不敏感。缺点是处理时对环境有一定的污染,容易产生夹杂。

铝锶在铝液中作用是适于铝合金金属型铸造(减震筒、缸头等)、砂型铸造、低压铸造(轮毂等)、压铸(发动机缸盖等)、配制牌号合金锭等行业。用途:用于铝合金铸造、配制牌号合金等行业。细化与优化铝硅合金组织。

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