王海龍

（河北安華質(zhì)檢技術(shù)服務(wù)有限公司，河北 石家莊 050051）

社會(huì)上的資源以及能源利用率的有效提升一直作為環(huán)境保護(hù)工作中的重要問題，而有色金屬涉及的冶煉產(chǎn)業(yè)是我國工業(yè)長久發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容，但是以往的有色金屬冶金技術(shù)運(yùn)用的效果并沒有十分理想，包括冶金的時(shí)間過長或者有色金屬資源的消耗量過高等，且在冶金過程中會(huì)出現(xiàn)一些污染物質(zhì)，十分容易影響自然生態(tài)環(huán)境[1]。在這種情況下，國家越來越關(guān)注有色金屬冶金工作的開展，真空冶金技術(shù)為一項(xiàng)新型的手段，將其作用在有色金屬的開發(fā)上可以提高加快有色金屬的冶金進(jìn)程，以下為筆者針對(duì)有色金屬真空冶金技術(shù)的開發(fā)以及應(yīng)用給予的相關(guān)分析與建議[2]。

1 有色金屬真空冶金技術(shù)的基本特征

以往的有色金屬冶金技術(shù)較為滯后，冶金時(shí)間較長，浪費(fèi)較多的資源，導(dǎo)致在冶金期間生成污染物，破壞自然生態(tài)環(huán)境。同時(shí)以往的冶金技術(shù)在操作環(huán)節(jié)中存在資源利用率低下的問題，嚴(yán)重影響了新型冶金技術(shù)的開發(fā)和利用的效果，因此有色金屬的冶金技術(shù)運(yùn)用十分必要，針對(duì)有色金屬真空冶金技術(shù)的基本特征，具體如下：其一，金屬在反應(yīng)階段受到氣體的影響力小。由于在真空的環(huán)境中存在氣體相對(duì)稀薄的現(xiàn)象，因此在真空狀態(tài)下金屬冶金的環(huán)節(jié)基本上不會(huì)受到氣體的影響。其二，真空體系能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)部與外部物質(zhì)的相對(duì)流動(dòng)。真空體系中存有的密度水平較高，和大氣兩者之間具備鮮明的分隔特點(diǎn)。針對(duì)真空體系，其只是借助管道或者泵等載體把多余的氣體運(yùn)輸?shù)酱髿庵?，而大氣不能在管道或者泵等載體的作用下流入真空系統(tǒng)中，因此真空狀態(tài)下可以金屬冶金技術(shù)的使用可以對(duì)內(nèi)部與外部物質(zhì)的相對(duì)流動(dòng)加以控制。其三，生產(chǎn)期間污染程度較小。金屬類型的材料在操作期間需要具備環(huán)境溫度足夠高的條件，這時(shí)的溫度真空中材料設(shè)置的軟化溫度相比較要高一些，所以金屬類型的材料在加入的過程需要在爐內(nèi)進(jìn)行，換言之真空狀態(tài)下不會(huì)出現(xiàn)燃料燃燒影響自然環(huán)境的問題。

2 有色金屬真空冶金技術(shù)的開發(fā)技術(shù)

（1）真空還原技術(shù)。在真空狀態(tài)下，依據(jù)還原劑物質(zhì)，包括鋁或者碳，把金屬氧化物和金屬化合物加以還原，之后置換出金屬。同時(shí)處在真空的狀態(tài)中，可以降低金屬自身的溫度，便于實(shí)現(xiàn)在常壓狀態(tài)下進(jìn)行金屬真空冶金工程。比如借助五氧化二鈮碳還原操作，在常壓狀態(tài)下，物質(zhì)碳不具備還原鈮的特征，經(jīng)常會(huì)生成碳化鈮，且在還原的過程中產(chǎn)生的溫度大約是兩千九百卡。此外，其他類型的金屬物質(zhì)和五氧化二鈮的還原特征大致相同，包括鈦、鎢等，也就是說在真空狀態(tài)下，可以利用碳或者碳化物還原堿金屬。

（2）真空脫氣技術(shù)。所謂的真空脫氣也就是在真空狀態(tài)下把有害類型的氣體在合金或者液態(tài)金屬中脫去的一種方式，包括氮以及氫。這一類的有色金屬在脫氣之后，將其進(jìn)行熔鑄操作不會(huì)由于自身存有氣體破壞金屬的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。真空脫氣工藝逐漸可以被應(yīng)用在有色金屬的真空冶金進(jìn)程中，也是規(guī)模最大的冶金技術(shù)。

（3）真空蒸餾技術(shù)。針對(duì)真空蒸餾以及精煉作為以真空蒸發(fā)工藝為主的去除有色金屬內(nèi)部雜質(zhì)的一種手段，作為提取金屬內(nèi)部純材料的新型技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)包含化學(xué)遷移反應(yīng)以及真空蒸餾分離兩種方法，其中化學(xué)遷移反應(yīng)，也就是依據(jù)氣體物質(zhì)和金屬這兩者的化學(xué)反應(yīng)變化，產(chǎn)生化合物，之后把化合物轉(zhuǎn)移到其他的位置，促使化合物自身出現(xiàn)逆反應(yīng)，進(jìn)而獲取純金屬以及氣體產(chǎn)物；而真空蒸餾分離的方式也就是在真空狀態(tài)下，借助不同類型金屬之間存在的蒸汽壓差異，以揮發(fā)和冷凝為主分離金屬，之后進(jìn)行提純處理。此外，在工業(yè)的范圍內(nèi)，使用最頻繁的方式為借助感應(yīng)爐或者電阻爐完成有色金屬的蒸餾工作。

（4）真空燒結(jié)技術(shù)。所謂的真空燒結(jié)技術(shù)，也就是處于真空狀態(tài)，真空度在10帕～0.001帕之間，把合金或者金屬化合物以及金屬粉末放在地溫環(huán)境中加以燒結(jié)，一方面不會(huì)出現(xiàn)金屬和氣體之間的反應(yīng)現(xiàn)象，另一方面也不會(huì)出現(xiàn)金屬吸附氣體的現(xiàn)象。與此同時(shí)，合理的降低真空燒結(jié)溫度，比如把燒結(jié)溫度減小到一百到一百五十?dāng)z氏度之間，將此時(shí)的溫度和常溫環(huán)境加以對(duì)比，具備節(jié)能與環(huán)保的優(yōu)勢，另外可以在一定程度上增加真空燒結(jié)設(shè)施有效使用的期限，便于金屬產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的提升。

3 有色金屬真空冶金技術(shù)的應(yīng)用策略

（1）冷坩堝針真空感應(yīng)熔煉爐。針對(duì)冷坩堝針真空感應(yīng)熔煉爐，其重點(diǎn)是通過真空熔煉爐以及電磁感應(yīng)加入電源、真空惰性氣體體系以及電控體系加以組成。電源可以是中頻類型的電源也可以是高頻類型的電源，且電源頻率按照爐料的具體重量加以調(diào)整，電源頻率和爐料的重量之間呈現(xiàn)反比的規(guī)律。這種類型的熔煉爐往往由具備較高導(dǎo)熱性能的紫銅金屬材料形成，坩堝壁順著坩堝軸瓣中的耐絕緣材料加以填充，而填充環(huán)境并不是必要的，也可以適當(dāng)?shù)膶?duì)熔煉爐進(jìn)行改善。此外，冷坩堝熔煉爐自身的溫度便于控制，一般情況下不會(huì)出現(xiàn)熔體過熱的現(xiàn)象，現(xiàn)在主要將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在金屬之間的化合物熔煉中。

（2）新型電子束熔煉。在電子束出現(xiàn)非間斷的情況下，可以借助精煉、凝固分離或者溶化的手段對(duì)其加以熔煉。電子束熔煉方式不僅可以避免熔鑄的金屬中存有非熔物質(zhì)，還可以提供更加充裕的熔化反應(yīng)時(shí)間，全面清除金屬中含有的殘存物質(zhì)。然而在熔煉期間涉及的問題需要在爐料中填充鉻元素，促使熔煉中存有的氧含量和氮含量降低，而非金屬類型的雜物可以利用水冷分液器清除機(jī)械，也可以借助電子束產(chǎn)生的熱量分解非金屬類型的雜物，保證制取材料的相對(duì)純凈。此外，電子束渣膜熔煉作為金屬液面在冷床中產(chǎn)生的渣膜，且渣膜尚未覆蓋的區(qū)域可以借助金屬液完成脫氣環(huán)節(jié)，這時(shí)渣膜覆蓋的區(qū)域可以減小由于揮發(fā)出現(xiàn)的損失，實(shí)現(xiàn)雜質(zhì)清除的操作流程。

4 結(jié)語

綜上所述，有色金屬真空冶金技術(shù)的運(yùn)用具備一定的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值，新時(shí)期下國家要重視真空狀態(tài)下的冶金技術(shù)操作效率，充分發(fā)揮真空冶金技術(shù)的存在效用，科學(xué)的去除金屬材料中含有的雜質(zhì)，保證制取材料的足夠純凈，提高制取材料具備的使用性能和物理性能，融合真空冶金技術(shù)以及國家整體經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的完善，推動(dòng)工業(yè)行業(yè)的前進(jìn)和發(fā)展。