试论偏析提纯中主要元素杂质提出率

试论偏析提纯中主要元素杂质提出率

童成

新疆众和股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 830013

摘要：在有色金属工业中，金属的提纯是一项很重要的工作，它对金属产品的质量和产量都有很大的影响。偏析提纯是一种典型的有色金属的提纯方法，是通过将待提纯金属与杂质元素分离开来，从而达到对其进行提纯的目的。对于有色冶炼行业来说，偏析提纯是一个重要而又复杂的过程，它可以实现对金属产品中杂质元素的有效去除，从而提高金属产品质量。因此，我们有必要对偏析提纯中主要元素杂质提出率进行分析研究。本文通过对偏析提纯中主要元素杂质提出率进行分析，从而进一步明确偏析提纯中主要元素杂质提出率相关问题，从而为后续研究工作提供一些帮助。

关键词：偏析提纯；元素杂质；提出率

前言

偏析提纯是一种工艺，主要是对偏析液进行分离，将其中的杂质去除，从而达到提纯的目的。在实际生产中，我们需要通过一定的方式来获取偏析液中的杂质，并对其进行控制。因此，我们需要对偏析提纯中主要元素杂质提出率进行一定程度的分析与研究，这样才能有效的提高偏析液的纯度，从而更好的保障生产。在对偏析液中杂质含量进行控制时，我们需要首先明确偏析液中主要元素杂质提出率。本文从化学成分及物理性质等四个方面出发，对影响偏析液中主要元素杂质提出率的因素进行分析与研究。

一、偏析提纯过程

在实际的提纯过程中，必须要先确定杂质的种类，然后在此基础上进行提纯。而根据不同的杂质种类，可以将杂质分为四类：第一类是铁、铜、铝等金属元素，第二类是硅、磷等非金属元素，第三类是磷、硫等金属元素，第四类是硼、钛等非金属元素。

二、温度的重要性

对于杂质元素含量比较低的产品，可以直接通过加热的方法，使杂质元素分解；而对于杂质元素含量比较高的产品，则需要通过冷却的方法将杂质元素沉淀下来，然后再通过化学提纯或物理提纯的方法除去。而温度则是影响杂质元素沉淀效果的重要因素之一。通常情况下，温度越高，反应速率越快，而沉淀效果越好；温度越低，则反应速率越慢，沉淀效果越差。当温度低于熔点时，则需要进行保温处理；当温度高于熔点时，则需要进行降温处理。在实际生产中，操作人员必须掌握好这些参数之间的关系。例如在化学提纯中，若温度过高则会使原料中的杂质元素与原料反应产生新的物质；若温度过低则会导致反应产物不稳定，影响提纯效果。又如在物理提纯中，若温度过高则会使原料发生氧化反应；若温度过低则会使提纯过程不易进行。所以在实际操作过程中，操作人员必须严格按照标准进行操作。另外还应注意的是：由于不同物质具有不同的熔点、沸点、密度以及对温度的敏感度等特性。因此在实际操作过程中应根据产品的具体要求选择合适的实验条件和控制方法来提纯。在偏析提纯过程中，为了保证产品质量达到要求，必须对产品进行严格控制。当反应结束后，需要对生成物进行分析检验。一般情况下，分析检验采用光谱检测法或者其他方法。在实际工作中，我们经常采用分光光度法对杂质元素含量进行检验分析。这种方法对于原料中杂质元素含量比较低的情况较为适用；而对于原料中杂质元素含量较高的情况则不适用[2]。

三、各个阶段适用什么温度

从实验数据来看，在各个阶段使用的温度均不同。在原料的准备阶段，使用的温度为700℃，而在进行反应时，温度则为700℃~800℃。根据偏析提纯中主要元素杂质的提出率与原材料中杂质含量之间的关系可知，当温度在700℃~800℃之间时，主要元素杂质提出率与原材料中杂质含量呈反比例关系；当温度为800℃~900℃时，主要元素杂质提出率与原材料中杂质含量呈正比例关系；当温度为900℃~1100℃时，主要元素杂质提出率与原材料中杂质含量呈正比例关系。据此可得如下结论：

（1）在原料的准备阶段，建议将反应温度控制在700℃左右，以获得最佳的结果。

（2）在反应过程中，温度的选择很重要。由于反应进行过程中会消耗大量的热，因此必须根据具体情况来确定温度。当原料中含有较多易挥发元素，建议将温度控制在700℃左右；而对于某些难挥发元素或对热不稳定元素（如：氧），则建议将温度控制在900℃左右。

（3）在原料的准备阶段，根据提纯要求选择合适的反应条件。

（4）在反应过程中，由于反应时间较短，因此要求操作人员必须仔细操作。为了防止原材料中杂质元素的流失，需要将反应温度控制在900℃左右。

（5）由于反应过程中会发生一些副反应和副产物的形成，因此建议将反应温度控制在900℃左右。

四、温度高低的优劣势

偏析提纯主要是利用溶质的热效应，使杂质元素在熔化状态下以结晶的形式析出，从而达到提纯的目的。溶质具有热容量大、粘度小、加热速度快等优点，但也有其缺点。因为溶质的热导率比一般固体物质低，所以，在溶质中进行偏析提纯时，热量的散失比固体物质要快。

五、铝液成分的要求与控制

铝是一种非常活泼的金属，具有很高的熔点、较低的密度和较小的凝固区间，而且熔点具有一定的稳定性。当铝液中含有杂质时，在凝固过程中会发生偏析，导致材料中出现较多杂质元素。在实际的铝液成分控制过程中，要确保铝液成分符合标准要求，主要包括以下几个方面:

(1)要对平衡分配系数>1的元素含量进行控制，例如V元素，分配系数在3.7，在使用偏析法铝提纯中是无法被提纯的，需要进行B化处理，处理到V元素小于我们的订单含量要求后方可使用；(2)对平衡分配系数接近1的元素，在原料选择时进行控制，例如Mn元素，分配系数在0.9，那就意味着在使用偏析法铝提纯中此项元素是比较稳定的，难以在偏析法提纯中被剔除，需要严格控制此项元素在原料中的控制。

六、杂质元素含量对提纯中的效率和质量的影响

在偏析提纯过程中，杂质元素含量的多少会直接影响到产品质量和提纯效率。综上所述，偏析提纯是一种比较简单、实用的方法，在实际操作过程中，要充分发挥偏析提纯技术的优势，通过对杂质元素含量的分析来提升产品质量和纯度。本文首先对偏析提纯原理和偏析提纯方法进行了概述，其次对杂质元素含量对偏析提纯中的效率和质量的影响进行了分析，最后对杂质元素含量的控制方法进行了总结。在实际操作中，只有充分认识到杂质元素含量对偏析提纯的影响，才能提高偏析提纯效果[3]。

七、结束语

高纯物质制备中，主要元素杂质提出率对最终产品中杂质含量起着决定性的作用，因此，要想保证最终产品的纯度，就要从影响主要元素杂质提出率的因素入手，并采取相应措施提高主要元素杂质提出率。笔者认为，在高纯物质制备过程中，要想提高主要元素杂质提出率，首先要选择合适的原料，并且在原料的制备过程中采取有效措施减少杂质的含量。其次，在原料制备过程中要严格控制原料中有害成分的含量。最后，在利用提纯方法对杂质进行分离时，要充分考虑杂质的物理、化学性质和结晶特点，对所采用的方法进行优化。因此，在高纯物质制备过程中要想提高主要元素杂质提出率，就需要选择合适的原料、严格控制原料质量和提纯方法以及做好产品检验工作。

参考文献：

[1]赵斌斌,零妙然,班米扁等.偏析法精铝提纯影响因素的探究[J].铝加工,2020(05):56-59.

[2]张虎.浅谈电解原铝偏析法生产高纯铝用硼除钛、钒[J].世界有色金属,2017(17):6+8.

[3]赵瑞敏,李玉章,杨钢等.用偏析法提纯铝过程中不同杂质元素的偏析行为研究[J].轻合金加工技术,2016,44(12):20-22+28.