1. 原料与前期脱水
硼砂原料为十水四硼酸钠 ,升温首先脱去结晶水:
重点:无水硼砂不是一步简单分解为 NaBO2 + B2O3,热分解是多步相变过程:
1.先形成非晶玻璃中间相;
2.再结晶得到无水四硼酸钠等硼酸盐中间相;
3.继续升温:分解、相变,产生挥发性的偏硼酸钠;
4.更高温度下自身也挥发;
5.冶炼常用温度区间,有效造渣物质是富含三氧化二硼的玻璃态熔融渣相。
2. 除杂造渣两种作用方式
和碱性金属氧化物杂质反应:发生反应生成低熔点、流动性好的硼酸盐炉渣;
酸性杂质:以溶解、夹带方式进入玻璃渣,很少直接酸碱化合生成复合硼酸盐。
3. 渣金分离原理
硼酸盐熔渣密度<熔融金属,上浮到金属液面,形成独立渣层;依靠密度差 + 界面作用和金属液分层,后续扒渣、倾渣除去杂质。
⚠️ 适用范围备注:该规律多用于有色金属、贵金属冶炼;铝、镁这类轻金属冶炼不适用。
4. 附加保护作用(防二次氧化)
液面渣层隔开熔融金属和炉内空气,抑制金属二次氧化;效果受渣层厚度、流动性、搅拌、炉气流动影响。
一句话核心总结
硼砂助熔除杂本质:高温脱水、分步热分解形成富含三氧化二硼的玻璃熔体,通过反应捕集碱性氧化物、溶解夹带酸性杂质,形成低密度上浮硼酸盐炉渣,实现渣金分离,同时渣层起到隔绝空气、减轻金属二次氧化的作用。
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