熔金工藝

工藝應(yīng)用

近年來，隨著人們生活水平的提高，金銀制品（如金銀幣、金銀飾品等）越來越受到人們的歡迎，金與銀都屬于稀有的貴重金屬，它們具有美麗的光澤，質(zhì)地柔軟，易于加工，因而，自古以來一直是工藝匠人最受歡迎的加工材料。但是由于金銀熔點不同，如何將金銀熔為一體成了一個世界性技術(shù)難題。我國常用的金銀制作工藝主要兩種：第一是金銀雙金屬工藝。就是利用金屬相互擠壓使其穩(wěn)定結(jié)合，如：1995年，熊貓精制金幣采用雙金屬工藝；第二金鑲嵌銀或銀鑲嵌金，比如1996年發(fā)行的北京國際錢幣博覽會熊貓鑲金紀念銀幣。

2004年，德國金銀制品專家經(jīng)多年研究，首創(chuàng)了熔金技術(shù)，它將兩種熔點不同的貴金屬按照一定比例（金銀大約為1:18～1:20）相互融合，達到金中有銀、銀中有金，金銀合為一體，交相輝映，不可分割。由于熔金工藝技術(shù)復(fù)雜，精度要求極高，僅有德國、美國、日本等少數(shù)幾個國家可以掌握。在國際市場上，每盎司熔金造價超過了156美元，是世界上難度大，工藝造價昂貴的貴金屬高科技工藝，我國是在2006年正式從德國引進了此項技術(shù)，主要應(yīng)用于國家重點項目中金銀融合方面。隨著技術(shù)應(yīng)用的進一步拓展，我國貴金屬收藏品也即將進入熔金時代。

摘自“中國集郵報”2008年4月4日 第26期2100433B

重熔工藝包括對重熔工藝過程的控制和工藝參數(shù)的選擇。

真空電弧重熔重熔過程控制

真空電弧重熔過程可分為焊接電極、引弧、正常熔煉和封頂4個時期：

(1)焊接電極。每一爐熔煉所用的自耗電極要求與過渡電極同軸且被牢固地焊接在過渡電極上。焊接在真空下進行。在自耗電極被焊接的一端鋪上一層同品種車屑作為引弧劑，然后下降電極桿，使過渡電極與自耗電極之間燃弧，當燃弧的兩個端面被加熱且電弧穩(wěn)定，在自耗電極端面有較多的金屬液相形成時，迅速下降電極桿，使燃弧的兩個端面緊密接觸而焊合在一起。

(2)引弧。在自耗電極與結(jié)晶器底部的引弧劑之間形成電弧，提高弧區(qū)溫度和在結(jié)晶器底部形成一定大小的金屬熔池，保持自耗電極與金屬熔池之間形成穩(wěn)定的電弧，使自耗電極的重熔轉(zhuǎn)入正常的熔煉。

(3)熔煉期。是重熔過程的主要時期，在這期間鋼或合金被精煉和凝固成錠，即脫除金屬中的氣體及低熔點的金屬雜質(zhì)，去除非金屬夾雜物，降低偏析程度以及獲得理想的鑄態(tài)組織結(jié)構(gòu)。

(4)封頂。目的在于減小重熔錠頭部縮孔，減輕頭部“V”形收縮區(qū)的疏松程度，以及促進夾雜物的最后上浮和排除，減少切頭量，提高成材率。

真空電弧重熔工藝參數(shù)的選擇

真空電弧重熔產(chǎn)品的質(zhì)量，取決于重熔參數(shù)是否合理。在生產(chǎn)實踐中，是根據(jù)所熔煉的品種、重熔的目的和要求來選擇工藝參數(shù)的。

冶金熔锍是多種金屬硫化物(如FeS、Cu2S、Ni₃S₂、CoS、Sb₂S₃、PbS等)的共熔體，同時往往溶有少量金屬氧化物及金屬。

冶金熔锍是銅、鎳、鈷等重金屬硫化礦火法冶金過程的重要中間產(chǎn)物。例如，火法處理硫化銅精礦時，常常先進行所謂的造锍熔煉，使Cu₂S、FeS等金屬硫化物熔合形成锍相，而脈石成分與造渣熔劑熔合成渣相，從而實現(xiàn)主金屬與脈石的分離，同時也使貴金屬富集于锍相以便進一步回收。

熔锍的性質(zhì)對于有價金屬與雜質(zhì)的分離、冶煉過程的能耗等都有重要的影響。為了提高有價金屬的回收率、降低冶煉過程的能耗，必須使熔锍具有合適的物理化學(xué)性質(zhì)，如熔化溫度、密度、黏度等。

最古老的熔燒方法是在人工翻動的反射爐中進行的，19世紀70年代開始采用機械耙動的多膛爐熔燒，熔燒溫度823-873K，脫硫率40%-60%，煙塵率約10%。煙氣含SO₂4%-7%。煙氣中的SO₂可用作制造硫酸。自20世紀40年代起出現(xiàn)的流態(tài)化熔燒法已逐漸用于銅精礦氧化焙燒。此法可大幅度提高焙燒過程的機械化程度、勞動生產(chǎn)率和煙氣SO₂濃度，而且焙燒在自熱過程中進行。為使流態(tài)化熔燒作業(yè)順行，要做到，爐料的顆粒均勻，正確選定空氣的過剩系數(shù)和直線速度，料層溫度低于爐料的開始熔化溫度。

脫硫率是氧化熔燒過程最重要的指標，它反映硫的脫除程度，其值以熔燒過程中脫除的硫量對原料中含硫總量的百分比表示。脫硫率的大小取決于物料的礦物組成、物料粒度、熔燒溫度、物料在焙燒滬中停留時間以及過剩空氣童等因素 。