第31卷第4期原子能科学技术V o l.31,N o.4
1997年7月A tom ic Energy Science and T echno logy Ju ly1997
单甲基肼还原Np( )
.Pu rex流程中U2N p分离的研究
张先业 叶国安 肖松涛 尹东光 胡景火斤
(中国原子能科学研究院放射化学研究所,北京,102413)
用单级萃取试验研究了水相HNO3浓度和CH3N2H3浓度对30%TBP2煤油相从含U和不含U水相中萃取N p行为的影响,以及反萃液中的HNO3浓度和CH3N2H3浓度对从含U和不含U
的30%TBP2煤油相中N p的反萃取率的影响。试验结果表明:提高水相CH3N2H3浓度和降低
HNO3浓度有利于抑制N p的萃取和改善N p的反萃取。按照动力堆乏燃料后处理流程1A槽工艺
条件和类似于1B槽的工艺条件,以CH3N2H3为N p的选择性还原剂,进行了串级试验。对1A槽串
级,U中除N p的净化系数为114×104,对1B槽串级,U中除N p的净化系数为1218。试验结果初
步表明:单甲基肼作为N p还原剂在Pu rex流程中有一定的应用前景。
关键词 N p 单甲基肼 U2N p分离 萃取2反萃取
单甲基肼还原N p( )反应动力学研究[1,2]表明它可以较快地将N p( )还原为N p( ),并且不生成残留盐类,为Pu rex流程中U2N p的分离提供了一种良好的选择性还原剂。本工作旨在探索单甲基肼在Pu rex流程中应用的可能性。
1 实验部分
111 试剂和仪器
237N pO2:国营404厂产品;单甲基肼(CH3N2H3):航天工业总公司三院产品;TB P:特定三级,上海试剂厂产品;煤油:锦西加氢煤油;H T TA、U O2(NO3)2、HNO3、氨磺酸和还原铁粉均为分析纯,北京试剂厂产品;2606阴离子树脂:北京化工冶金研究院产品;FJ2367Α计数器:国营261厂产品;GP2 型单道Χ能谱仪:北京综合仪器厂产品。
112 237Np溶液的配制
237N p溶液的配制方法同于文献[2]。
113 239Np的制备和纯化
贫化U3O8靶经反应堆辐照之后,用8m o l L HNO3溶解,经Fe(N H2SO2)2还原,通过已处理好的2606树脂,用8m o l L HNO3洗涤,以0.30m o l L HNO3解吸,得到纯的239N p溶液。
按一定比例将237N p和239N p溶液混合,放入电解槽中电解氧化一昼夜,使得溶液中N p的收稿日期:1996208206 收到修改稿日期:1996209226
613原子能科学技术 第31卷
状态均匀一致。
114 30%TBP-煤油配制
先将TB P用5%N aCO3洗涤三次,再用011m o l L HNO3洗涤三次,最后用温的去离水洗涤三次,分相备用。煤油先用1%K M nO4洗一次,再用5%的N aCO3洗涤一次,最后用去离子水洗涤三次,澄清分相,按体积比配成30%TB P2煤油溶液。
2 结果和讨论
211 单甲基肼还原Np( )的过程中Np( )的生成情况
单甲基肼能较快的将N p( )还原为N p( ),是否进一步将N p( )还原为N p( ),关系到Pu rex过程中U、N p分离的效果,为此观测了水相和30%TB P2煤油相中单甲基肼还原N p( )时N p( )的生成情况。
将237N p( )溶液与一定浓度的硝酸和单甲基肼溶液混合均匀,按时取样;调节样品酸度为0.5m o l L HNO3,用0.5m o l L T TA2二甲苯萃取N p( );制源,测其Α计数,计算N p ( )占N p总量的百分数。结果列于表1。由表1看出,反应进行到6h时,反应产物中N p ( )所占的份额小于1%。反应进行了30h后,产物中约有015%—710%的N p( )。表1数据表明:硝酸浓度为115m o l L时,随着单甲基肼浓度增大,N p( )生成份额增加;硝酸浓度较低或较高时,N p( )的生成份额也增加。高酸度时,N p( )的生成主要是N p( )歧化的贡献。
表1 水相中单甲基肼还原Np( )时生成Np( )的百分数(t=24℃)
Table1 The percen tage of Np( )for m ed dur i ng reaction of
Np( )with m ono m ethylhydraz i ne(t=24℃)
c(HNO3) c(CH3N2H3) 不同反应时间(h)N p( )的百分数 %
mo l?L-1mo l?L-111561030 0150108≈001276197
1.50.02≈00.220.52
1.50.08≈00.321.92
1.50.20≈00.123.53
3.00.08≈00.66
4.66
还观测了有机相中U、N p共存时单甲基肼还原N p( )过程中N p( )的生成情况。结果表明,6h之内几乎无N p( )生成,30h生成的N p( )约是N p总量的7%—8%。
总之,无论水相中还是有机相中、单甲基肼还原N p( )时,6h内生成的N p( )份额很小,在萃取或反萃取时,对U、N p分离的影响可以忽略。
212 水相中Np( )的还原萃取分离单级试验
将溶液中的N p电解氧化为N p( ),配制成不同硝酸浓度的料液,以不同浓度的单甲基肼进行还原,反应一定的时间后,用30%TB P2煤油萃取,相比1∶1,振荡1m in,离心分相。水相、有机相分别制源,测Α计数,计算N p的萃取率。结果示于图1和2。由图1、2看出,降低溶液酸度、提高单甲基肼浓度有利于抑制N p的萃取。
进行了水相中U、N p共存时还原萃取分离单级试验。为了便于测量,237N p溶液中加入
239N p 指示剂,用单道Χ能谱仪分别测量水相和有机相中Χ放射性,计算N p 的萃取率。结果表
明:水相中c (U O 22+)=0.426m o l L 时与无U O 2
2+时N p 的还原萃取行为相类似。U O 22+的存
在有利于抑制N p 的萃取。当水相硝酸浓度为310m o l L 、单甲基肼浓度为0.06m o l L 、还原时间10m in 、萃取平衡1m in 时,U 2N p 单级萃取分离系数为
145。
图1 单甲基肼浓度对N p 萃取率的影响 图2 硝酸浓度对N p 萃取率的影响
F ig .1 T he effect of concen trati on of F ig .2 T he effect of concen trati on of
CH 3N 2H 3on ex tracti on percen tage of N p HNO 3on ex tracti on percen tage of N p
c (HNO 3)=3.0mo l L ;温度:2110℃; c (CH 3N 2H 2)=8×10-3mo l L ;
V (有机相)∶V (水相)=1∶1; 温度:2110℃;V (有机相)∶V (水相)=1∶1;
c (CH 3N 2H 3)(mo l L ):1——0.002; c (HNO 3)(mo l L ):1——110;
2——01008;3——0102 2——210;3——310;4——410
213 从30%TBP -煤油有机相中还原反萃取Np ( )的单级试验
电解氧化水溶液中的N p 到N p ( ),调节酸度后用30%TB P 2煤油萃取。含N p 有机相用不同酸度和不同浓度单甲基肼反萃液还原反萃N p 。有机相∶水相=2∶1,混合时间1m in 。离心分相后,用有机相、水相分别制源,测量其Α计数,计算N p 的反萃取率。结果如图3、4所示。由图3、4看出:提高甲基肼浓度、降低酸度有利于N p 的反萃取。有机相中还原N p 的速度较水相中还原速度慢。还原速度受单甲基肼和N p 两相之间传质速度控制。要达到较高的反萃取率需提高单甲基肼的浓度或延长还原反萃取时间。
同时进行了有机相中U 、N p 共存时N p 还原反萃取单级试验。试验结果表明:有机相中c (U O 2(NO 3)2)=0.329m o l L 时与不含U O 2(NO 3)2时N p 的还原萃取行为相类似。
U O 2(NO 3)2的存在有利于N p 的反萃取。当反萃液硝酸浓度为1m o l L 、
单甲基肼浓度为0.12m o l L 、还原反萃取12m in 时,U 2N p 单级分离系数为5114。
214 单甲基肼作还原剂的U -Np 分离串级试验
Pu rex 流程中,用单甲基肼作还原剂进行U 2N p 分离,可采用如下三种方案:①1A S 中加入单甲基肼,将N p 洗到1AW 中去;②用单甲基肼溶液从1A P 中选择性还原反萃取分离N p ;③U 线二循环2D 槽中用单甲基肼作洗涤剂进一步除去N p 。
按照动力堆乏燃料后处理流程中的1A 槽工艺条件进行了U 2N p 分离串级试验,以及按类似于1B 槽工艺条件对1A P 进行选择性还原反萃取N p 的串级试验。其流程和工艺条件如713第4期 张先业等:单甲基肼还原N p ( ) .Pu rex 流程中U 2N p 分离的研究
图3 单甲基肼浓度对N p 反萃取率的影响 图4 硝酸浓度对N p 反萃取率的影响
F ig .1 T he effect of concen trati on of F ig .4 T he effect of concen trati on of
CH 3N 2H
3on percen tage stri p
of N p HNO 3on percen tage stri p of N p
温度:2610℃;V (有机相)∶V (水相)=2∶1; 温度:2610℃;V (有机相)∶V (水相)=2∶1;
c (HNO 3)=3.0mo l L ; c (CH 3N 2H 3)=0112mo l L ;
c (CH 3N 2H 3)(mo l L ):1——0.06; c (HNO 3)(mo l L ):1——110;
2——0112;3——0120 2——210;3——310;4——410
图5所示
。
图5 单甲基肼作还原剂U 2N p 分离串级试验流程和工艺条件
F ig .5 Schem atic flow sheet fo r m u ltistage con tercu rren t
cascade experi m en ts of 1A con tacto r and 1B con tacto r w ith
CH 3N 2H 3as reductan t fo r separati on of N p 2U
相比:1A F 1A X 1A S =1 2.32 0164;1A P 1A PX 1A PS =1 0.3 0.3813原子能科学技术 第31卷
图6 1A 槽串级N p 的分布
F ig .6 Concen trati on p rofiles of N p
in aqueou s phase and o rgan ic
phase of 1A con tracto r
1——水相;2——有机相 混合1m in ,离心分相,串级到39排,取有机相、
水相样品测量Χ放射性。1A 槽有机相和水相中各级
N p 分布如图6所示。可见N p 主要分布在萃取段各
级水相中,最后从1AW 中排出,1A P 中基本不含
N p ,1A 槽U 中除N p 净化系数为1.4×104。
往1A 槽串级试验所收集的1A P 中补加一定量
的237N p 和239N p ,按上述工艺条件进行1A P 中选择性
还原反萃取N p 串级试验。混合1m in ,离心分相,串
级到39排。结果表明:1A PU 产品中N p 的净化效果
仍很好,净化系数为1218。
3 结论
1)水相和含U 有机相中单甲基肼还原N p ( )
到N p ( )时,6h 内生成的N p ( )份额很小,不会对U 2N p 分离造成影响。2)单级试验结果表明,在Pu rex 流程酸度条件下,较低的单甲基肼浓度即可抑制水相中N p 的萃
取。而从有机相中还原反萃取N p 时,则需提高单甲基肼浓度或降低硝酸浓度,才能反萃取完全。
3)串级试验表明:在1A S 中加入011m o l L 单甲基肼,U 中除N p 的净化系数达
1.4×104。1A P 用含0.3m o l L 单甲基肼的0.57m o l L HNO 3溶液选择性还原反萃取N p ,U 中除N p 的净化系数为1218。
单级试验和串级试验结果初步表明:单甲基肼作为N p 还原剂,在Pu rex 流程中有一定的应用前景。
参 考 文 献
1 Ko ltunov V S ,Baranov S M ,Zharova T P .R adi okh i m ija ,1987,(2):1551
2 张先业,叶国安,肖松涛,等1单甲基肼还原N p ( ) .反应动力学研究.原子能科学技术,1997,31(3):
1931913第4期 张先业等:单甲基肼还原N p ( ) .Pu rex 流程中U 2N p 分离的研究
023原子能科学技术 第31卷RED UCT I ON OF Np( )W ITH MONOM ETHYL HYD RAZ INE .STU D IES ON PA R T IT I ON O F U2N p I N PU R EX PRO CESS
Zhang X ianye Ye Guoan X iao Songtao Y in Dongguang H u J ingx in
(Ch ina Institu te of A to m ic E nergy,B eij ing P.O.B ox275226,102413)
AB STRA CT
T he effects of concen trati on of HNO3,CH3N2H3on ex tracti on p ercen tage of N p from aqueou s p hase con tain ing U O22+and no t con tain ing U O2+2by30%TB P2kero sene and the ef2 fects of concen trati on of HNO3,CH3N2H3in stri pp ing so lu ti on on stri pp ing p ercen tage of N p from30%TB P2kero sene loading U O2(NO3)2and no t loading U O2(NO3)2are studied.T he re2 su lts show that increasing concen trati on of CH3N2H3and decreasing concen trati on of HNO3 are favo rab le to restrain ex tracti on of N p and to accelerate stri pp ing of N p.T he resu lts of m u ltistage coun tercu rren t cascade exp eri m en ts of1A and1B con tacto rs w ith CH3N2H3as re2 ductan t show that sep arati on of N p2U is m o st satisfacto ry.T he sep arati on coefficien t of N p from U in1A and1B con tacto rs is1.4×104and12.8,resp ectively.B ased on the above re2 su lts,it can be concluded that m onom ethyhydrazine is a better selective reductan t of N p( ) in Pu rex p rocess.
Key words N p M onom ethylhydrazine Sep arati on of U2N p Pu rex p rocess
同步相干辐射光学速调管问世
中国原子能科学研究院电物理和激光研究所直线加速器研究室为中国科技大学同步辐射实验室研制的光学速调管型永磁波荡器于近期正式移交用户,为我国同步相干辐射自由电子激光研究工作提供了又一重大装置。
光学速调管研制的成功是该所82室利用高技术自由电子激光研究技术转向民用的重要成果。目前,光学速调管型永磁波荡器已通过高能研究所、北大、清华、九所、科大及我院的专家组的测试、验收和鉴定。专家指出,该装置为国内第一台光学速调管型永磁波荡器,研制精度高,难度大,其主要指标达到了九十年代同类装置的国际水平,而且该装置既可用于进行短波长相干谐波辐射自由电子激光的研究,也可用于产生高亮度同步辐射光,因此,该装置首次实现一器两用,且在研究过程中发展技术,也为我国建造第三代光源研究制造类似装置提供了参考。
摘自中国原子能科学研究院《原子能院报》
直接还原炼铁 在低于矿石熔化温度下，通过固态还原，把铁矿石炼制成铁的工艺过程。这种铁保留了失氧时形成的大量微气孔，在显微镜下观察形似海绵，所以也称为海绵铁；用球团矿制成的海绵铁也称为金属化球团。直接还原铁的特点是碳、硅含量低，成分类似钢，实际上也代替废钢使用于炼钢。习惯上把铁矿石在高炉中先还原冶炼成含碳高的生铁。而后在炼钢炉内氧化，降低含碳量并精炼成钢，这项传统工艺，称作间接炼钢方法；而把炼制海绵铁的工艺称作直接还原法，或称直接炼铁（钢）法。 直接还原原理与早期的炼铁法（见块炼铁）基本相同。高炉法取代原始炼铁法后,生产效率大幅度提高,是钢铁冶金技术的重大进步。但随着钢铁工业大规模发展，适合高炉使用的冶金焦的供应日趋紧张。为了摆脱冶金焦的羁绊，18世纪末提出了直接还原法的设想。20世纪60年代，直接还原法得到发展，其原因是：①50～70年代，石油及天然气大量开发，为发展直接还原法提供了方便的能源。②电炉炼钢迅速发展，海绵铁能代替供应紧缺的优质废钢,用作电炉原料,开辟了海绵铁的广阔市场。③选矿技术提高,能提供高品位精矿,使脉石含量可以降得很低，简化了直接还原工艺。1980年全世界直接还原炼铁生产量为713万吨，占全世界生铁产量的1.4％。最大的直接还原工厂规模达到年产百万吨，在钢铁工业中已占有一定的位置。 海绵铁中能氧化发热的元素如硅、碳、锰的含量很少，不能用于转炉炼钢，但适用于电弧炉炼钢。这样就形成一个直接还原炉－电炉的钢铁生产新流程。经过电炉内的简单熔化过程，从海绵铁中分离出少量脉石，就炼成了钢，免除了氧化、精炼及脱氧操作，使新流程具有作业程序少和能耗低的优点。其缺点是：①成熟的直接还原法需用天然气作能源，而用煤炭作能源的直接还原法尚不完善，70年代后期，石油供应不足，天然气短缺，都限制了直接还原法的发展。②直接还原炉－电炉炼钢流程，生产一吨钢的电耗不少于600千瓦·时,不适于电力短缺地区使用。③海绵铁的活性大、易氧化，长途运输和长期保存困难。目前，只有一些中小型钢铁厂采用此法。 现在达到工业生产水平或仍在继续试验的直接还原方法约有二十余种，主要分为两类：使用气体还原剂的直接还原法按工艺设备来分，有三种类型，包括竖炉法、反应罐法和流态化法。作为还原剂的煤气先加热到一定温度（约900）,并同时作为热载体，供还原反应所需的热量。要求煤气中H、CO含量高,CO、H O含量低；CH在还原过程中分解离析的碳要影响操作,含量不得超过3％。用天然气转化制造这样的煤气最方便；也可用石油（原油或重油）制造，但价格较高。用煤炭气化制造还原气，是正在研究的课题。 竖炉法在竖炉中炉料与煤气逆向运动，下降的炉料逐步被煤气加热和还原，传热、传质效率较高。竖炉法以Midrex法为代表，是当前发展最快、应用最广的直接还原炼铁法，其改进的生产流程示意见图1[ Midrex法生产流程示意]
HIV职业暴露后处理流程图
1.用肥皂液和流动水清洗污染的皮肤，用生理盐水洗粘膜。 2.轻轻挤压伤口旁端，尽可能挤出损伤处的血液，再用肥皂液和流动水进行冲洗；禁止进行伤口的局部挤压。 3.受伤部位冲洗后，用75％乙醇或％碘伏进行消毒，包扎伤口；被暴露的粘膜，反复用生理盐水冲洗干净。 报告医院领导，填写报告卡，到疾控中心就诊咨询由本单位专人和/或当地疾控预防控制机构完成：暴露的级别：一级、二级、三级暴露源类型：轻度、重度和暴露源不明 在充分了解利弊的基础上，在暴露后尽快由被暴露者自愿选择按基本用药程序或强化用药程序使用预防性药物。 医疗机构应在暴露发生后抽血留底，在自愿的基础上进行HIV 本底检测，并于第4周、第8周、第12周及6个月时对艾滋病病毒抗体进行检测，对服用药物的毒性进行监控和处理，观察和记录艾滋病病毒感染的早期症状等；做好相关人员的咨询和心理支持。 机构对暴露情况进行登记按要求汇总上报 登记与上报随访与咨询预防性用药评估与分级马上报告专人负责严格保密报告医院领导，填写报告卡，到疾控中心就诊咨询由本单位专人和/或当地疾控预防控制机构完成：暴露的级别：一级、二级、三级暴露源类型：轻度、重度和暴露源不明机构对暴露情况进行登记按要求汇总上报医疗机构应在暴露发生后抽血留底，在自愿的基础上进行HIV本底检测，并于第4周、
第8周、第12周及6个月时对艾滋病病毒抗体进行检测，对服用药物的毒性进行监控和处理，观察和记录艾滋病病毒感染的早期症状等；做好相关人员的咨询和心理支持。在充分了解利弊的基础上，在暴露后尽快由被暴露者自愿选择按基本用药程序或强化用药程序使用预防性药物。
锐器伤的应急处理操作流程 锐器伤应急处理： 操作时不慎被病人血液、血制品、体液、组织液污染的利器损伤时，则应： 1、立即用流动水冲洗伤口10分钟，在伤口旁端轻轻挤压，尽 可能挤出损伤处的血液，再用流动水和肥皂液进行冲洗，禁止进行伤口的局部挤压。 2、伤口冲洗后，使用75已醇或者0.5%碘伏进行消毒。 3、血液、体液或医疗废物污染液溅入眼内，马上反复使用生 理盐水冲洗结膜囊，之后立即到专科进一步处理。 4、报告。 5、寻求医疗帮助，进行医疗咨询，采纳执行医疗处理措施。 6、协助完成经血传播疾病半年内追踪观察。 7、受伤医护人员血液监测流程： 暴露源为HBsAg(+)时，受伤医务人员为HbsAg(+)或HBsAb(+)或HBcA(+)，则不需注射疫苗或HBIG；受伤医护人员为HBsAb(-)，未注射击队疫苗者，24小时内注射HBIG，并注射疫苗至刺伤后6个月，1年监测GOT,GPT,HbsAG,HbcAb。 暴露源为HCVAb(+)时，受伤医护人员为HCVAb(-)，则3个月后采血HCVAb、肝功能。
暴露源为HIVAb(+)时，受伤医务人员为HIVAb(-)，经过专家评估后，立即服用预防性用药，并进行医学观察一年：刺伤后6周、3个月、6个月、12个月HIVAb。 锐器伤： 发生针刺伤的高危操作：套回针套，摆弄针头、分开会头与注射器，没有及时或者就近丢弃针具、毁形。 锐器伤的预防： 1、小心处理利器，避免损伤。 2、注射器使用后切勿复帽，如果确实要复帽可单手持针筒挑 盖套上。 3、所有使用过的注射器、输液器的针头及头皮针不作分离， 直接放入锐器盒，盒内医疗废物四分三满时，使用有效的封口方式，封口紧实、严密，贴上特殊标记并填写使用单位、封箱时间，作医疗废物处理。 4、设计更安全的工作工具及方法。如静脉采血时使用真空试 管并使用防护用具。放弃传统的床单，使用床罩。
1、铁粉产品的化学分析应符合表1规定 2、铁粉的外观应呈银灰色, 其表面不得出现氧化锈迹; 粉中不得混有外来夹杂物。 3、在用金相显微镜观察时, 铁粉的颗粒形态应呈不规则海绵状。 4、铁粉产品的物理工艺性能应符合表2规定。 5、需方对铁粉产品的性能另有特殊要求时, 可由供需双方另行商定。 试验方法 1、化学分析 还原铁粉中的总铁、锰、硅、碳、硫、磷、盐酸不溶物的含量及氢损值分别按GB223.5、GB223.7、GB223.34、GB223.59、GB223.63、GB223.68、GB5158进行测定。 2、物理-工艺性能测定
还原铁粉的松装密度、流动性、压缩性的测定及筛分析分别GB1479、GB1480、GB1481、GB1482进行。测定铁粉的压缩性时, 外加硬脂酸锌1%, 成形时的单位压力为500MPa。如需测定铁粉的成形性时, 可按GB11106进行。 3、颗粒形态检查 用金相显微镜检查铁粉颗粒的形态。 检验规则 1、还原铁粉由供方技术监督部门进行验收, 保证产品质量符合本标准规定, 并填写质量证明书。 2、铁粉产品应成批提交验收; 同一牌号的每批产品必须经过合批混匀, 合批重量不得小于3000kg . 3、需方对收到的铁粉产品可按本标准规定进行检验。如检验结果与本标准规定不符时, 应在收到该产品之日起的一个月内向供方提出, 由供需双方协商解决。若需仲裁时, 由供需方管理不善而造成检验结果不合格时, 应由需方负责。 4、抽检产品的取样方法按GB5314进行。 5、如一批铁粉的检验结果不符合本标准的规定时, 则应按6.4条的规定在该批铁粉中取双倍数量的样品, 并对有关项目进行复验。 包装和标志 1、铁粉产品应采用干净、不易吸潮且不易破损的包装容器( 如塑料袋外加尼龙纺织袋、塑料桶等) 严密包装, 一般净重为25kg, 也要由供需双方另行商定其它的包装方法。 2、包装容器上应有牢固标志标明: 产品名称、牌号、净重和供方名称等, 并印有”防潮”字样和”GB”符号。 3、每批产品应附有质量证明书, 其中注明: a供方名称; b产品名称; c产品牌号、批号、批重及件数; d各项检验结果及技术监督 超纯铁精矿粉生产还原铁粉在中国的发展现状及前景 吴霞 摘要: 还原铁粉的化学成分稳定、纯度高( 其全铁含量达98.5%以上) 、杂技含量低、压缩性高、成型性好, 是一种优质的粉末 冶金机械零件生产的基础原料。文中阐述了国内外由超纯铁精矿粉生产还原铁粉的发展现状及技术进步, 并指出在中国用超纯铁精矿 粉还原生产铁粉的发展前景。 工业铁粉是一类技术指标高、质量要求严、量大面广的冶金产品, 其工艺技术、生产规模、品种质量都是衡量一个国家粉末冶 金水平的重要标志之一。
再生铝熔炼工艺特点? 再生铝是以回收来的废铝零件或生产铝制品过程中的边角料以及废铝线等为主要原材料，经熔炼配制生产出来的符合各类标准要求的铝锭。这种铝锭采用回收废铝，而有较低的生产成本，而且它是自然资源的再利用，具有很强的生命力，特别是在当前科技迅猛发展，人民生活质量不断改善的今天，产品更新换代频率加快，废旧产品的回收及综合利用已成为人类持续发展的重要课题，再生铝生产也就是在这样的形式下应运而生并具有极好的前景。? 由于再生铝的原材料主要是废杂铝料，废杂铝中有废铝铸件（以Al-Si合金为主）、废铝锻件（Al-Mg-Mn、Al-Cu-Mn等合金）、型材（Al-Mn、Al-Mg等合金）废电缆线（以纯铝为主）等各种各样料，有时甚至混杂入一些非铝合金的废零件（如Zn、Pb合金等），这就给再生铝的配制带来了极大的不便。如何把这种多种成分复杂的原材料配制成成分合格的再生铝锭是再生铝生产的核心问题，因此，再生铝生产流程的第一环节就是废杂铝的分选归类工序。分选得越细，归类得越准确，再生铝的化学成分控制就越容易实现。? 废铝零件往往有不少镶嵌件，这些镶嵌件都是些以钢或铜合金为主的非铝件，在熔炼过程中不及时地扒出，就会导致再生铝成分中增加一些不需要的成分（如Fe、Cu等）因此，在再生铝熔炼初期，即废杂铝刚刚熔化时就必须有一道扒镶嵌件的工序（俗称扒铁工序）。把废杂铝零件中的镶嵌件扒出，扒得越及时、 越干净，再生铝的化学成分就越容易控制。扒铁时熔液温度不宜过高，温度的升高会使镶嵌件中的Fe、Cu元素溶入铝液。?
各地收集来的废杂铝料由于各种原因其表面不免有污垢，有些还严重锈蚀，这些污垢和锈蚀表面在熔化时会进入熔池中形成渣相及氧化夹杂，严重损坏再生铝的冶金质量。清除这些渣相及氧化夹杂也是再生铝熔炼工艺中重要的工序之一。采用多级净化，即先进行一次粗净化，调整成分后进行二级稀土精变，再吹惰性气体进一步强化精炼效果，可有效的去除铝熔液中的夹杂。? 废铝料表面的油污及吸附的水分，使铝熔液中含有大量气体，不有效的去除这些气体就使冶金质量大大下降，强化再生铝生产中的除气环节以降低再生铝的含气量是获得高质量再生铝的重要措施。? 再生铝原材料组成? 1、废杂铝来源? 目前我国再生铝厂利用的废杂铝主要来源于两方面，一是从国外进口的废杂铝，二是国内产生的废杂铝。? 进口废杂铝? 最近几年国内大量从国外进口废杂铝。就进口废杂铝的成分而言，除少数分 类清晰外大多数是混杂的。一般可以分为以下几大类：? ①单一品种的废铝? 此类废铝一般都是某一类废零部件，如内燃机的活塞，汽车减速机壳、汽车轮毂、汽车前后保险栓。铝门窗等。这些废铝在进口时已经分类清晰，品种单一，且都是批量进口，因此是优质的再生铝原料。?
6063铝合金熔炼生产工艺手册 本文由全球铝业网 (https://www.doczj.com/doc/289467476.html,) 编辑，转载请注明出处，十分感谢！ 一．Al-Mg-Si系合金的基本特点： 6063铝合金的化学成份在GB/T5237-93标准中为0．2-0．6％的硅、0．45-0．9％的镁、铁的最高限量为0.35％，其余杂质元素(Cu、Mn、Zr、Cr等)均小于0．1％。这个成份范围很宽，它还有很大选择余地。 6063铝合金是属铝-镁-硅系列可热处理强化型铝合金，在AL-Mg-Si组成的三元系中，没有三元化合物，只有两个二元化合物Mg2Si和 Mg2Al3，以α(Al)-Mg2Si伪二元截面为分界，构成两个三元系，α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3，如图一、田二所示：在Al-Mg-Si系合金中，主要强化相是Mg2Si，合金在淬火时，固溶于基体中的Mg2Si 越多，时效后的合金强度就越高，反之，则越低，如图2所示，在α(Al)-Mg2Si伪二元相图上，共晶温度为595℃，Mg2Si的最大溶解度是1．85％，在 500℃时为1.05％，由此可见，温度对Mg2Si在Al中的固溶度影响很大，淬火温度越高，时效后的强度越高，反之，淬火温度越低，时效后的强度就越低。有些铝型材厂生产的型材化学成份合格，强度却达不到要求，原因就是铝捧加热温度不够或外热内冷，造成型材淬火温度太低所致。 在Al-Mg-Si合金系列中，强化相Mg2Si的镁硅重量比为1．73，如果合金中有过剩的镁(即Mg：Si＞1.73)，镁会降低Mg2Si在铝中的固溶度，从而降低Mg2Si在合金中的强化效果。如果合金中存在过剩的硅，即Mg：Si＜1．73，则硅对Mg2Si在铝中的固溶度没有影响，由此可见，要得到较高强度的合金，必须Mg：Si＜1．73。 二．合金成份的选择 1．合金元素含量的选择 6063合金成份有一个很宽的范围，具体成份除了要考虑机械性能、加工性能外，还要考虑表面处理性能，即型材如何进行表面处理和要得到什么样的表面。例如，要生产磨砂料，Mg/Si应小一些为好，一般选择在Mg/Si=1-1．3范围，这是因为有较多相对过剩的Si，有利于型材得到砂状表面；若生产光亮材、着色材和电泳涂漆材，Mg/Si在1．5-1．7范围为好，这是因为有较少过剩硅，型材抗蚀性好，容易得到光亮的表面。 另外，铝型材的挤压温度一般选在480℃左右，因此，合金元素镁硅总量应在1．0％左右，因为在500℃时，Mg2Si在铝中的固溶度只有1．05％，过高的合金元素含量会导致在淬火时Mg2Si不能全部溶入基体，有较多的末溶解Mg2Si相，这些Mg2Si相对合金的强度没有多少作用，反而会影响型材表面处理性能，给型材的氧化、着色(或涂漆)造成麻烦。 2．杂质元素的影响
直接还原铁生产工艺的分析 世界上直接还原铁生产技术已经成熟, 技术发展极为迅速, 根据Midrex 公司预测, 2010年全世界 直接还原铁产量将超过7300万t。于高炉流程存在着生产成本过高和环境污染的两大难题, 炼铁工艺由 高炉流程逐步向直接还原铁短流程过渡已成为定局。当今的钢铁企业对这一革命性技术工艺越早开发越 能占据主动; 不敢承担风险, 迟疑不前, 必将处于被动和落后的局面。因此, 直接还原铁的开发不是“有 所为”和“有所不为”的问题, 而是生产工艺的选择问题。 1 世界直接还原铁生产技术现状 1.1 生产工艺发展态势 由于某些国家天然气资源丰富, 直接还原铁生产技术在南美洲、南非和东南亚诸国的发展极为迅速, 而印度则后来居上; 特别是委内瑞拉、墨西哥等国, 生产历史已超过20余年, 生产规模不断扩大, 直接 还原铁产量已占本国钢铁产量的绝对份额; 而奥钢联、韩国合作开发的直接还原与熔融还原技术与日俱进; 浦项钢铁公司的直接还原铁生产大有代替高炉炼铁之势。对这样的发展态势, 作为世界钢铁生产大国的中国, 我们绝不可掉以轻心。 1.2 世界直接还原铁主要生产工艺 ??? 世界直接还原铁生产工艺大致可分为两大类: 一种是气基竖炉生产工艺; 一种是煤基回转窑生产工 艺。前者生产量约占总产量的92%, 而后者约占总产量的8%。在这两种生产技术的基础上, 又发展了熔 融还原生产技术。近年来, 将直接还原与熔融还原技术加以组合, 形成了COREX-Midrex联合流程, 颇受 人们的关注。直接还原铁主要生产工艺见表1。 ??? 应该指出, 世界上Midrex法和HYL法应用的比较普遍, 各项技术经济指标亦趋稳定, 生产工艺成熟 可靠。特别是墨西哥的HYL法, 生产技术不断创新, 由于开发了“自重整”技术, 使建设费用减少了 26% , 电炉的耗电降低了5%～6%。印度由于缺乏天然气, 但精煤的资源丰富, 因此多采用煤基回转窑 的生产方法。多年的生产实践证明, 煤基回转窑无论是在生产成本、生产效率还是环境保护方面, 均不及 气基竖炉法。 1.3 熔融还原法 熔融还原法也是采用直接还原的原理, 将铁精矿直接还原成熔融铁, 通常以煤为还原剂, 将还原炉与 熔铁炉置于一身, 其最终产品不是海绵铁或热压铁块, 而是熔融铁。主要的生产厂家如下： (1) 南非的伊斯科公司： COREX—1000, 生产能力为30万t/a, 现已生产了300万t; (2) 韩国：COREX C—2000, 1995年11月投产, 1997 年市场上又出现了C—3000R, 其生产能力约为C—2000的13.5 倍。目前, 世界上采用熔融还原法生产的共有7家, 总生产能力超过500万t/a, 相当 于世界铁水总生产量的1%。 1.4 COREX-Midrex 联合生产工艺 ??? 该技术是奥钢联与浦项钢铁公司联合开发成功的。这项技术一出现, 即显示出其独特的优点, 它具有 气基竖炉和熔融还原的优点, 又不需外来气源, 因此对天然气缺乏的厂家来说是求之不得的。COREX-Midrex 联合流程示意图见图1。 对COREX-Midrex联合流程的三点看法： (1) COREX-Midrex联合流程(正准备建1台90万t/a 的装置, 并计划于2005年代替浦项1号高炉(1666m3) ) 虽有其先进性的一面, 但由于开发成功的时间较短, 因此工业生产的考验约在2010年才能有 结论; (2) 由于煤与熔融铁直接接触, 煤中绝大部分硫进入熔融铁中, 因此生产出的还原铁并非纯净铁, 其 铁中的含硫量(0.015%～0.020%) 相当于高炉铁; (3) 对高炉流程的系统设备和资源(包括技术资源) 未能加以利用。因此该工艺适合于新建的位于城 市周边的钢铁厂或轧钢厂。 2钢铁联合企业生产直接还原铁技术工艺的选择 据专家预测, 在未来30～40年, 全世界钢铁生产工艺仍将以高炉流程为主。就是说, 高炉仍将长时 间存在。有高炉, 就必然有焦炉。如何在现有的高炉流程的基础上, 加以合理地、科学地改造, 使高炉 流程向直接还原铁生产的短流程逐步过渡, 达到既能生产高炉铁, 又能生产直接还原铁, 进一步降低钢材 成本, 改善生产环境的目的, 这是广大钢铁工作者义不容辞的责任。 2.1 铁精矿的准备问题 直接还原铁开发的初级阶段对入还原炉的铁精矿的技术要求非常苛刻, 一般要求块矿入炉, 铁精矿含 铁量在70%以上, SiO2含量在2%以下, 特别对煤基回转窑入炉铁精矿中低熔点金属的含量有更严格的要 求。随着直接还原铁技术的发展, 入炉铁精矿的技术条件越来越放宽, 并以直接还原本身的技术进步加以 补偿。例如, FNEX技术的开发成功, 使块矿入炉变为粉矿或氧化球团矿均可入炉, 这大大有利于直接还 原铁技术的开发。 ??? 西欧炼铁界开发的精矿加工处理技术, 使还原炉入炉铁精矿达到其技术要求, 保证了还原炉生产的顺行, 其流程示意图见图2。 2.2 气基竖炉还原炉两段反应机理 一段: 3Fe2O3 + H2= Fe3O4+ H2O
铝合金的熔炼、铸锭与固溶处理
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铝合金的熔炼、铸锭与固溶处理 一、实验目的: 掌握铝合金熔炼的基本原理，并应用在熔炼的实践中。熔炼是使金属合金化的一种方法,它是采用加热的方式改变金属物态,使基体金属和合金组元按要求的配比熔制成成分均匀的熔体，并使其满足内部纯洁度、铸造温度和其他特定条件的一种工艺过程。熔体的质量对铝材的加工性能和最终使用性能产生决定性的影响，如果熔体质量先天不足，将给制品的使用带来潜在的危险。因此,熔炼又是对加工制品的质量起支配作用的一道关键工序。而铸造是一种使液态金属冷凝成型的方法,它是将符合铸造的液态金属通过一系列浇注工具浇入到具有一定形状的铸模(结晶器)中，使液态金属在重力场或外力场（如电磁力、离心力、振动惯性力、压力等)的作用下充满铸模型腔，冷却并凝固成具有铸模型腔形状的铸锭或铸件的工艺过程。铝合金的铸锭法有很多,根据铸锭相对铸模(结晶器)的位置和运动特征,可将铝合金的铸锭方法分类如下: 二、实验内容： 铝铜合金熔炼基本工艺流程
三、实验要求 严格控制熔化工艺参数和规程 1. 熔炼温度 ?熔炼温度愈高,合金化程度愈完全,但熔体氧化、吸氢倾向愈大,铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性愈大。通常,铝合金的熔炼温度都控制在合金液相线温度以上５0~10０℃的范围内。从图1的Aｌ-Cｕ相图可知，Aｌ-５%Cu的液相线温度大致为660～670℃,因此，它的熔炼温度应定在7１0(７2０)℃～76０（770）℃之间。浇注温度为７３０℃左右。
职业暴露后应遵循的处理原则 1、及时局部处理 2、报告与记录 3、及时风险评估 4、预防性治疗 5、提供咨询与定期随访监测 6、资料整理上报与总结 锐器伤后处理流程图 医务人员被患血源性传播疾病患者使用过的锐器 预防用药 定期追踪
一、局部处理 清洗：及时挤压伤口周围刺激出血，在流动水下清洗伤口5分钟；皮肤粘膜的暴露以流动水或生理盐水冲洗。（眼睛受到血液喷溅，用生理盐水冲）。 消毒：用消毒液，进行伤口消毒（75%酒精、0.5% 碘酊）。 二、报告与记录 发生职业暴露 填写职业暴 露登记表
报告记录内容 1、暴露人个人资料 2、时间、地点、经过 3、暴露方式与经过 4、部位、伤口类型（深浅、大小、有无出血） 5、污染物名称（血、体液、培养液等） 6、损伤器具类型 7、患者病种（乙肝、丙肝、HIV）和含有病毒的情况、是否正接受治疗，何种药物治疗8、处理方法及处理经过，是否实施预防性用药、首次用药时间、药物毒副作用及用药的依从性情况； 三、HIV职业暴露后的风险评估 医务人员艾滋病病毒职业暴露防护 工作指导原则（试行） 医务人员发生HIV职业暴露后，风险评估的步骤： 1、暴露程度分级：根据暴露类型、损伤程度、暴露量、暴露时间、部位等分三级； 2、暴露源分级：病毒载量水平分为轻度、
重度和暴露源不明三种类型。 3、确定是否实施预防性用药方案。 四、血源性职业暴露后预防性治疗暴露后如需预防性治疗愈早愈好
2、暴露于HCV ※ 目前尚无统一预防用药标准。 ※ 有专家建议：可酌情应用干扰素+利巴韦林联合治疗。 3、暴露于梅毒 可预防性注射长效青霉素240万U/次，每周1次，连续2～3周。暴露后三个月追踪TP 梅毒初筛试验（UCR ） [快速血浆反应素试验（RPR ）] 梅毒确诊试验（TPPA ） 医务人员
铝合金熔炼工艺流程和操作工艺(一) 装料 熔炼时，装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗，还会影响到金属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有： 1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定，而且还应考虑到最快的熔化速度，最少的烧损以及准确的化学成分控制。 装料时，先装小块或薄片废料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金。熔点易氧化的中间合金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布，防止偏重。 小块或薄板料装在熔池下层，这样可减少烧损，同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损坏。中间合金有的熔点高，如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750-800℃，装在上层，由于炉内上部温度高容易熔化，也有充分的时间扩散；使中间合金分布均匀，则有利于熔体的成分控制。 炉料装平，各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。 炉料应进量一次入炉，二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。 2、对于质量要求高的产品（包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等）的炉料除上述的装料要求外，在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂，在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂，这样可提高炉体的纯洁度，也可以减少损耗。 3、电炉装料时，应注意炉料最高点距电阻丝的距离不得少于100mm，否则容易引起短路。 熔化 炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏，对产品质量有决定性的影响。 A、覆盖 熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表面的氧化膜就会混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，应适当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。 覆盖剂种类及用量 炉型及制品电气熔炼煤气炉熔炼 覆盖剂用量普通制品特殊制品普通制品特殊制品 （占投量） /% 0.4-0.5 0.5-0.6 1-2 2-4 覆盖剂种类粉状熔剂 Kcl：Nacl按1：1混合 B、加铜、加锌 当炉料熔化一部分后，即可向液体中均匀加入锌锭或铜板，以熔池中的熔体刚好能淹没住锌锭和铜板为宜。 这时应强调的是，铜板的熔点为1083℃，在铝合金熔炼温度范围内，铜是溶解在铝合金熔体中。因此，铜板如果加得过早，熔体未能将其盖住，这样将增加铜板的烧损；反之如果加得过晚，铜板来不及溶解和扩散，将延长熔化时间，影响合金的化学成分控制。 电炉熔炼时，应尽量避免更换电阻丝带，以防脏物落入熔体中，污染金属。 C、搅动熔体 熔化过程中应注意防止熔体过热，特别是天然气炉（或煤气炉）熔炼时炉膛温度高达1200℃，在这样高的温度下容易产生局部过热。为此当炉料熔化之后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，同时也利于加速熔化.
我国应适度发展直接还原与熔融还原技术 近代高炉已有数百年历史，其工艺已达到相当完善的地步。但是在它日益完善和大型化的同时，也带来了流程长、投资大以及污染环境等问题。随着世界上废钢铁积累日益减少，电炉流程迅速发展，这就要求采用直接还原新工艺，生产出的海绵铁供电炉炼钢。此外，由于炼焦煤资源日渐短缺，焦炉逐渐老化以及人们对焦炉污染日益关注，八十年代以来，各发达国家纷纷谋求开发另外的无焦炼铁工艺——熔融还原，其中Corex流程已实现工业化生产。综合起来看，当前炼铁工艺正朝着少焦或无焦炼铁方向发展，而直接还原与熔融还原技术正适合这种发展方向。所以说我国应适度发展直接还原与熔融还原技术。 直接还原与熔融还原工艺的技术特点 1 直接还原 产品是固态海绵铁，供电炉炼钢用。分为气基和煤基直接还原两大类。 气基直接还原是用天然气经裂化产出的H2和CO作为还原剂在竖炉那将铁矿石中的氧化铁在固态温度下还原而成海绵铁。目前主要方法有Midrex和HYL法两种。煤基直接还原是用煤作还原剂在回转窑或循环流化床将铁矿石中氧化铁在固态温度下还原成海绵铁，其中回转窑是已经成熟的方法。气基直接还原效率高，产量大，单体设备能力可达50－100万t/a，在直接还原中占主导地位：煤基直接还原中的主体工艺——回转窑效率低，目前单体设备最大年产量不超过20万t。直接还原的优点是流程短；没有焦炉，污染较少，缺点是对原料要求严，高品味、脉石少、熔点高，有害元素低，高温下不爆裂，还原性好不易粉化。 2 熔融还原 它是一种发展中的新炼铁技术，其目的是以煤代焦和直接用粉矿炼铁，因而既无炼焦又无烧结或球团厂，使炼铁流程简化。受到许多国家的重视。当今引起人们注意的是Corex工艺，已经或正在进行工业试验的有日本DIOS法等。熔融还原的目的是取代高炉。目前熔融还原流程多采用二步法，即先在竖炉（块矿）或流化床（粉矿）内将矿石进行预还原，然后再进入终还原炉。向终还原炉内加入煤和氧气，煤燃烧产生热和H2、CO等还原性气体，将经过预还原流程的矿熔化和进一步还原生成铁水和炉渣，H2和CO则供还原炉作还原剂。和高炉流程比，熔融还原的第一个特点是用煤不用焦，因而可以不建焦炉；第二，多数用氧而不用风。目前惟一已工业化生产的熔融还原工艺是Corex流程。Corex工艺的优点是用煤不用焦，没有焦炉污染，不足之处是不能直接用粉矿，消耗高。其改进的方向是降低煤耗和氧耗，并经济地利用其输出煤气。 我国发展炼铁技术的策略 目前，我国生产生铁主要的是以高炉炼铁为主，因为高炉产铁能力大，它在
锐器伤处理操作流程图 发生锐器伤 伤口紧急处理 报告院感科报告部门负责人 院感科紧急评估和指导针刺伤员工抽血化验，填写《医务 人员职业锐器伤登记表》锐器无污染乙肝、丙肝、锐器污染或可能污染乙肝、丙肝、艾滋病、 艾滋病、梅毒等病毒梅毒等病毒 密切观察、随访 暴露源HIV(+) 暴露源HBV(+) 暴露源HCV(+) 暴露梅毒抗体阳性 +) 预防保健科报告疾控立即注射长效青霉素，1、立即检测HbsAg、抗-Hbs、ALT 等，在3和6个月内复查。暴露后第3月、6月、中心，由疾控专家负每周一次，连续三次。9月和一年随访并咨2、如已接种过乙肝疫苗，且已知抗- Hbs?10mIU/ml者，可不责后续治疗和随访询暴露后当天检查RPR、进行特殊处理。 1月后查TPHA、RPR。 3、如未接种过乙肝疫苗，或虽接种过乙肝疫苗，但抗-Hbs, 10mIU/ml或抗- Hbs水平不详，应立即注射乙肝高价免疫球蛋白， 并同时在不同部位接种一针乙肝疫苗，于1和6个月后分别接种第二 针和第三针乙肝疫苗。 3月随访和咨询 第3、6月随访和咨询 院感科记录整个过程，分析原因并提出改进措施
三、发生锐器损伤后的处理措施 1、用肥皂液和流动水清洗污染的皮肤，用生理盐水冲洗粘膜。 2、如有伤口应在伤口旁轻轻挤压，尽可能挤出损伤处的血液，再用肥皂液和流动水进行清洗;禁止进行伤口的挤压。 3、受伤部位的伤口冲洗后，应用消毒液如:75%酒精、0.5%碘伏进行消毒，并包扎伤口，被暴露的粘膜应当反复用生理盐水冲洗干净。 4、及时报告科室负责人、院内感染专职人员，并填写锐器损伤登记表，进行血源性疾病检查和随访等。 5、如被HBV阳性病人血液、体液污染的锐器刺伤，应在24小时内到指定医院注射乙肝疫苗或高价球蛋白，同时进行血液乙肝标志物检查，阴性者皮下注射乙肝疫苗10ug、5ug、5ug(按0、1月、6月间隔)。
铝合金熔炼与铸造工艺 规范与流程 Revised by Chen Zhen in 2021
铝合金熔炼与铸造工艺规范与流程 资料来源：全球铝业网铝业知识频道一、铝合金熔炼规范 （1）总则 ①按本文件生产的铸件，其化学成分和力学性能应符合GB/T 9438-1999《铝合金铸件》、JISH 5202-1999《铝合金铸件》、ASTM B 108-03a《铝合金金属型铸件》、GB/T 15115-1994《压铸铝合金》、JISH 5302-2006《铝合金压铸件》、ASTM B 85-03《铝合金压铸件》、EN1706-1998《铸造铝合金》等标准的规定。 ②本文件所指的铝合金熔炼，系在电阻炉、感应炉及煤气（天然气）炉内进行。一般采取石墨坩埚或铸铁坩埚。铸铁坩埚须进行液体渗铝。 （2）配料及炉料 1）配料计算 ①镁的配料计算量：用氯盐精炼时，应取上限，用无公害精炼剂精炼时，可适当减少；也可根据实际情况调整加镁量。 ②铝合金压铸时，为了减少压铸时粘模现象，允许适当提高铁含量，但不得超过有关标准的规定。 2）金属材料及回炉料 ①新金属材料 铝锭：GB/T 1196－2002《重熔用铝锭》
铝硅合金锭：GB/T 8734-2000《铸造铝硅合金锭》 镁锭： GB 3499-1983《镁锭》 铝铜中间合金：YS/T 282-2000《铝中间合金锭》 铝锰中间合金：YS/T 282-2000《铝中间合金锭》 各牌号的预制合金锭：GB/T 8733-2000《铸造铝合金锭》、JISH 2117-1984《铸件用再生铝合金锭》、ASTM B 197-03《铸造铝合金锭》、JISH 2118-2000《压铸铝合金锭》、EN1676-1996《铸造铝合金锭》等。 ②回炉料 包括化学成分明确的废铸件、浇冒口和坩埚底剩料，以及溢流槽和飞边等破碎的重熔锭。 回炉料的用量一般不超过80％，其中破碎重熔料不超过30％；对于不重要的铸件可全部使用回炉料；对于有特殊要求（气密性等）的铸件回炉料用量不超过50% 。 3）清除污物 为提高产品质量，必须清除炉料表面的脏物、油污、废铸件上的镶嵌件，应在熔炼前除去（可用一个熔炼炉专门去除镶嵌件）。 4）炉料预热 预热一般为350～450℃下保温2～4h。Zn、Mg、RE在200～250℃下保温2～4h。在保证坩埚涂料完整和充分预热的情况下，除Zn、Mg、Sr、Cd及RE等易燃材料外的炉料允许随炉预热。
1、炉料处理 所有炉料入炉前均需要预热，以去除表面附的水分，缩短熔炼时间。 2、坩埚及熔炼工具的准备 （1）新坩埚使用前应清理干净及仔细检查有无穿透性缺陷，确认没有任何缺陷才能投入使用，预热至暗红色（500—600度）保温2小时以上，以烧除附着在坩埚内壁的水分及可燃物质，待冷却到300度以下时，仔细清理坩埚内壁，在温度不低于200度时，喷刷涂料，烘干烘透后才能使用。 （2）压勺、搅拌勺、浇包等熔炼工具使用前必须除尽残余金属及氧化皮等污物，经过200-300度预热后涂刷防护涂料，涂刷后烘干待用。 3、熔炼温度的控制 合金液快速升至较高的温度（705度左右），进行合理的搅拌，以促进所有合金元素的溶解，确认所有元素全部溶解后，进行精炼除气，扒除浮渣后将至浇注温度。（因铝溶液的温度难以用肉眼来判断的，所以必须用测温仪表控制温度，测温仪表应定期校准和维修；热电偶套管应周期的用金属刷刷干净，涂以防护性涂料，以保证测温结果的准确性及延长使用寿命。 4、熔炼时间的控制 为了减少铝溶液的氧化、吸气，应尽量缩短铝溶液在炉内的停留时间，快速熔炼。为加速熔炼过程，应首先加入中等块度、熔点较低的回炉料，以便在坩埚底部尽快形成熔池，然后再加出铝锭，使之能徐徐浸入逐渐扩大熔池，加速熔化；在炉料主要部分熔化后，再加入熔点较高、数量不多的合金元素，升温、搅拌以加速熔化，最后降温，压入易氧化的合金元素。 5、精炼处理
精炼处理温度：690—730度 精炼剂（充分预热）加入量铝液重的0.15—0.2%，用钟罩压入 处理时间为3—5分钟后静止5—10分钟，扒除浮渣进行浇注，浇注温度为700—740度。
COSRED直接还原技术的应用实践 唐恩李森蓉李建涛周强汪朋陈泉锋付邦豪 （武汉科思瑞迪科技有限公司） 2018年全球直接还原铁（DRI）的产量接近有9800万吨（图1），主要集中在印度、伊朗、俄罗斯、墨西哥等国家（图2），占比达到80%左右，近两年产量有加速增加的趋势，突破一亿吨的产量指日可待。这其中热压块HBI的生产商主要是俄罗斯，委内瑞拉，美国，马来西亚，利比亚和伊朗，冷态DRI的供应商非常少，基本上只有直接还原短流程电炉厂的富余产量，例如在伊朗，还有一些来自巴林。另外，纽柯的特立尼达工厂生产的大量冷DRI运送到其美国的其他钢铁厂。印度生产的海绵铁主要用于国内消费，仅有少量出口到周边市场。 图1 全球直接还原铁产量走势 图2 全球直接还原铁产量分布
随着全球还原铁产量的大量增长，越来越多的中国钢铁企业对其有所认识和了解，仅2019年上半年不完全统计，已从海外进口30万吨以上的还原铁进行钢铁生产，随着钢铁企业对还原铁认知度的不断增加及良好的用户体验，适应我国能源结构特点的COSRED直接还原铁生产技术势必会受到钢铁企业的青睐，未来COSRED基于技术的灵活性处理不同原料生产的各种还原铁产品势必为客户创造价值（图3）。 图3 还原铁产品在钢铁制品中的应用价值 1铁精粉生产直接还原铁 中国作为全球钢铁产量第一大国，未来在还原铁的使用上以普通炼钢还原铁为主，随着选矿技术的进步，使得高品质的铁精粉市场大量供应成为现实，为直接还原铁的发展创造了有利条件。 表1-1 原料条件 表1-2 还原铁产品质量分析（wt%） *MD=MFe/TFe，即金属化率 表1-3 生产成本
铝合金熔炼工艺流程和操作工艺（一） 装料 熔炼时，装入炉料的顺序和方法不仅关系到熔炼的时间、金属的烧损、热能消耗，还会影响到金 属熔体的质量和炉子的使用寿命。装料的原则有： 1、装炉料顺序应合理。正确的装料要根据所加入炉料性质与状态而定，而且还应考虑到最快的熔化速度，最少的烧损以及准确的化学成分控制。 装料时，先装小块或薄片废料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金。熔点易氧化的中间合 金装在中下层。所装入的炉料应当在熔池中均匀分布，防止偏重。 小块或薄板料装在熔池下层，这样可减少烧损，同时还可以保护炉体免受大块料的直接冲击而损 坏。中间合金有的熔点高，如AL-NI和AL-MN合金的熔点为750- 800C，装在上层，由于炉内上 部温度高容易熔化，也有充分的时间扩散；使中间合金分布均匀，则有利于熔体的成分控制。 炉料装平，各处熔化速度相差不多这样可以防止偏重时造成的局部金属过热。 炉料应进量一次入炉，二次或多次加料会增加非金属夹杂物及含气量。 2、对于质量要求高的产品（包括锻件、模锻件、空心大梁和大梁型材等）的炉料除上述的装料 要求外，在装料前必须向熔池内撒20-30kg粉状熔剂，在装炉过程中对炉料要分层撒粉状熔剂， 这样可提高炉体的纯洁度，也可以减少损耗。 炉料装完后即可升温。熔化是从固态转变为液态的过程。这一过程的好坏，对产品质量有决 定性的影响。 A、覆盖 熔化过程中随着炉料温度的升高，特别是当炉料开始熔化后，金属外层表面所覆盖的氧化膜 很容易破裂，将逐渐失去保护作用。气体在这时候很容易侵入，造成内部金属的进一步氧化。并且已熔化的液体或液流要向炉底流动，当液滴或液流进入底部汇集起来时，其表面的氧化膜就会 混入熔体中。所以为了防止金属进一步氧化和减少进入熔体的氧化膜，在炉料软化下塌时，应适 当向金属表面撒上一层粉状熔剂覆盖，其用量见表。这样也可以减少熔化过程中的金属吸气。 覆盖剂种类及用量 炉型及制品电气熔 炼煤气炉熔炼 覆盖剂用量普通制品特殊制品普通制 品特殊制品 （占投 量） /%0.4-0.50.5-0.6 1-22-4 覆盖剂种类粉状熔剂Kcl Nacl 按1 : 1混合 B、加铜、加锌 当炉料熔化一部分后，即可向液体中均匀加入锌锭或铜板，以熔池中的熔体刚好能淹没住锌 锭和铜板为宜。 这时应强调的是，铜板的熔点为1083C，在铝合金熔炼温度范围内，铜是溶解在铝合金熔 体中。因此，铜板如果加得过早，熔体未能将其盖住，这样将增加铜板的烧损；反之如果加得过晚，铜板来不及溶解和扩散，将延长熔化时间，影响合金的化学成分控制。 电炉熔炼时，应尽量避免更换电阻丝带，以防脏物落入熔体中，污染金属。 C、搅动熔体
铝合金及其熔炼 一、铝合金的系列：铝合金共有三个系列根据与其形成合金的元素而有些区别。 1、铝硅系：合金中硅含量在共晶点附近，合金的流动性好，铸造性能好，不易产生裂纹，致密性好，热膨胀量小，导热性好，耐腐蚀，适合压铸大型薄壁复杂铸件。但是其机械性能不够高，切削性稍差，阳极氧化不理想。 2、铝硅铜系：合金具有最佳综合性能，应用广泛，尤其在汽摩行业。 3、铝镁系：合金的强度、塑性、耐蚀性和表面质量最佳，但收缩和膨胀量大，铸造性能差。 二、合金元素的作用： 1、硅：铝与硅的共晶点在11.7%，共晶合金的凝固温度范围最小，补缩及抗热裂性最好，共晶点附近的合金都有良好的流动性，适合铸造薄壁，复杂大型的铸件。随着含硅量的提高，强度与硬度也有所提升，但伸长力下降，切削性能变差，而合金对坩埚的熔蚀也增加。 2、铜：铜对于铝合金可提高机械性能改善切削性，但耐蚀性降低，热裂倾向增大。 3、镁：铝镁合金耐蚀性好，但由于凝固温度范围大，有热脆性故铸件易于产生裂纹，其流动性随着镁含量的提高而改善，但相应收缩也增加。对于铝硅系合金而言，镁有强化效能，提高耐蚀性，改善电镀，阳极氧化的性能及铸件表面质量。但对铝硅铜而言，必须控制其含量，因为镁会造成热裂，冷脆降低伸长率和冲击韧性。 4、铁：铁能缓解铝与模具的亲和力，通常控制在0.6% ~ 1%之间，过高的含铁量在铸件中产生FeAl3针状相，降低性能。在铝硅系及铝硅铜系里过量的Fe形成金属间化合物造成脆性在切削时会影响表面粗糙度。 5、锰：适量锰能中和过量铁的不利影响，但不大于0.5%。 6、锌可提高流动性，改善机械性能，但高温脆性大，产生热裂。 7、锡：改善切削性能，降低强度和耐蚀性，有高温脆性。 8、镍：少量的镍能改善机械性能，对耐蚀性不利。 9、铅：改善切削性能，但有损耐蚀性。 10、铬：改善耐蚀性。 11、钛：细化结晶，改善性能。 三、铝合金的熔炼： 铝合金的熔炼对压铸企业而言是个重要环节，一般均有熔炼及保温二种过程，一边压铸一边熔炼是不被容许的。 1、压铸对铝合金液有如下几个要求： ①化学成分符合要求，成分均匀。 ②气体熔解量小，氧化夹杂，熔剂残留少，以免在铸件中形成气孔和夹渣。 ③组织细化使铸件能获得致密的结晶。 由于熔炼过程不妥而造成的铸造缺陷，有渗漏，气孔夹渣，偏析，裂纹，晶粒粗大等。 2、铝合金熔炼的工艺流程如下： 熔炉预热————→装料——→熔化→炉前检查→调整成分→精炼和除渣 ↑↑↑↑ 熔炉及工具准备炉料准备快速分析精炼剂准备 →调温→浇入保温炉 对于工艺流程的每个环节都要做到尽可能完善： 熔炼炉：常用燃油气炉，电阻炉，感应炉，其中燃油燃气的效力较高，但目前油价居高不下，也是个压力，电阻炉效力最低。
版次初版文件号 编制审核 文件名称还原车间工艺操作规程批准 内蒙古锋威硅业有限公司 技术文件 还原车间工艺操作规程 2009年 12 月
版次初版文件号 编制审核文件名称还原车间工艺操作规程批准 目录 第一章：原料及成品性质及质量指标 第二章：车间操作规程 1.主题内容及适用范围 2.生产目的 3.生产所需原材料 4.原材料消耗情况 5.生产原理 6.工艺流程图及简述 7.工艺控制点及控制指标 8.设备一览表 9.岗位操作 9.1开车前的准备 9.2开车操作 9.3常规操作 9.4停车操作 9.4.1正常停车 9.4.2紧急停车 9.5其他辅助装置操作规范 10.生产异常现象的产生原因及处理方法 11.生产安全和环保注意事项 12.规章制度
12.1巡回检查制度（包括检查路线、时间频次、检查内容） 12.2设备维护保养制度 12.3交接班制度 12.4操作人员岗位职责 版次初版文件号 编制审核 文件名称还原车间工艺操作规程批准 第一章：原料及成品性质及质量指标 一、原料性质及质量指标 1．氢气: 分子式：H2分子量：2.016 1.1物理性质 密度：0.08987kg/m3（标况下）； 熔点：－259.2℃沸点：－252.78℃； 水中溶解性：几乎不溶解于水； 难以液化，液态氢是无色透明液体，有超导性； 外观嗅味：无色、无味的气体。 1.2化学性质 在常温下氢气的化学性质很稳定，但在加热或燃烧的情况下，氢气能与许多物质发生化学反应； 氢气能与氧、碳、氮、氯分别反应生成水、碳氢化合物、氨和氯化氢； 氢气能与活泼的碱金属反应，生成该金属的氢化物； 氢气能与多种具有氧化性的化合物发生还原反应； 氢气能与不饱和的烃类发生加成反应； 1.3氢气的爆炸性： 在空气中自燃温度为510℃，最小点火能量（空气中）为0.019H焦耳，爆炸极限：a、空气中4～74.5% b、氧气中4.5～95% c、氯气中5～87.5% d、氯化氢、氯气、氢气