超純鐵及其制備工藝

  純鐵是一種含碳量很低的鐵合金, 具有矯頑力低、導(dǎo)熱和電磁性能良好、質(zhì)地柔軟、韌性大等優(yōu)良性能。純鐵純度在99.990%~99.999 9%范圍內(nèi), 又稱為超純鐵(Ultra-HighPurity Iron)。其純度很高并具有很多獨(dú)特的性能,如不溶解于鹽酸、硫酸,而溶于硝酸, 難以用傳統(tǒng)的鋸條切割,熔點(diǎn)比普通鐵高,在潮濕的空氣中不易生銹等。正是鑒于超純鐵的優(yōu)異性能以及潛在的應(yīng)用價值,其價格非常昂貴。

  超純鐵制備工藝是:

  制備超純鐵的原料是工業(yè)電解鐵和鐵鹽等,制備方法一般有如下幾種:溶劑萃取法(SolventExtraction)、離子交換法(Anion Exchange Separation)、區(qū)域提純法(Zone Refmg,又稱區(qū)域熔煉)、浮區(qū)熔煉法(Floating Zone Melting)、等離子電弧熔煉法(Plasma arcmelting)、冷坩堝熔煉法(ColdCrucible Melting)、電磁懸浮熔煉法(ElectromagneticLevitation Melting) 和固態(tài)電遷移法(SolidState Electro migration / Electro transport)。

  其中,溶劑萃取法和離子交換法屬于“濕法冶金”,區(qū)域提純法、浮區(qū)熔煉法、等離子電弧熔煉法和冷坩堝熔煉法屬于“火法冶金”,電磁懸浮熔煉法和固態(tài)電遷移法屬于“電化學(xué)冶金”的范疇。等離子電弧熔煉一般可得到純度為99.99%的超純鐵。

  由于單一的提純方法難以滿足制備99.999 9%以上超純鐵的要求,因此需要將多種提純方法結(jié)合使用。比較常見的工藝流程為:離子交換法+溶劑萃取法→電解精煉→冷坩堝熔煉→區(qū)域熔煉。幾種方法的配合使用可使金屬得以大幅度純化。傳統(tǒng)方法的制備工業(yè)純鐵的方法是電解法,這也仍是超純鐵的主要制備方法之一。

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