铅锌矿石的生产方法

生产方法

铅锌铸造合金和变形合金都有很大的使用价值。但因Li的活性大，易氧化形成夹杂物；以及合金流动性差，热（冷）裂倾向大等原因。除了若干中强合金的砂型铸造和溶模铸造正在开发外，其他铸件铸造合金研究不多。各国主要力量集中于Al-Li系变形合金的开发，主要单位和国家有：美国的Alcoa、英国的Alcan、法国的Pechiney三大公司和前苏联。研究和生产集中于有很好强度和韧、塑性能AI-Li-Cu的和Al-Li-Cu-Mg两大合金系。

锛锭冶金法（Ingot Metallurgy，IM法）

基本上沿用传统铝合金生产工艺，成本低，获得的锭坯尺寸大，是Al-Li合金的主要生产方法。

锂的活性大，在大气气氛下熔炼需要采用氟化盐和氯化盐用覆盖剂，配合选用耐蚀的炉衬材料。铅锌矿石破碎机主要用于铅锌矿石的破碎，因为矿石比较坚硬，所以破碎对于矿石来说就是必不可少的了。现代新Al-Li合金熔炼炉大多采用密闭式，在惰性气体（Ar或He）保护下，应快速感应加热熔炼。投资大，但从根本上提高了铸锭质量。

为减少低熔点碱金属杂质（Na、K、Rstrong、Ca），采用高纯锂金属作原料，在熔炼时经预热后压入合金溶液。新开发的用熔融盐（LiC1+KC1）直接电解制取的A1-Li母合金（Li=15wt%～20wt%，NA<5×10-6）替代高纯锂加入，比较经济。母合金的技术关键在于提高锂含量和降低杂质。

A1-Li合金导热性差，热（冷）裂倾向大，要严格控制锭坯铸造工艺。一种与真空感应熔炼过程（VIDP）相结合的、在密闭保护气氛下的多锭模铸坯系统正在用于铸造A1-Li合金的非连续锭。同样可以采用半连续和连续铸造技术生产大型Al-Li合金锭坯。Alcoa公司用容量28t的熔炼炉，铸得单重的连铸坯，能提供直径450mm圆锭和450mm×1300mm扁锭。

Al-Li合金连续铸造时，液态金属与水接触容易发生爆炸，其爆炸能量与合金的含锂量成指数关系上升。铅锌矿石粉碎机，粉碎机和破碎机是差不多的，只不过一个用于粉碎一个用于破碎，前者的颗粒较细，后者的颗粒较大。Alcoa的John发明用乙烯乙二醇作为铸锭冷却剂，可防止爆炸危险。乙烯乙二醇有很强的淬火能力，蒸气毒性小，可通过回收系统循环使用。

A1-Li合金的废料回收比较困难，但它对降低合金成本有直接影响。大块废料可通过分离t将Al、Li金属返回使用；也可将它做成较低品位的合金使用。西欧研制成一种“气锁”炉，能处理废料而不影响合金质量。

A1-Li合金可以采用常规设备和工艺进行压力加工、热处理、机加工、化学铣蚀、表面涂层和阳极氧化处理等。但在热处理时，A1-Li合金表面会出现“失锂”现象，形成多孔表面、相析出不匀和PFZ增宽。这使合金的表面硬度、力学性能和电阻下降，出现局部再结晶，给薄壁部件造成质量事故。通过控制热处理气氛，部件表面处理，或往合金中添加稀土元素等措施能防止表面失锂。

-END-