化學過濾設備
㈠ 膜過濾設備的膜堵了後如何請先
膜的清洗方法主要有物理法和化學法兩大類。具體操作中應當根據組件的構型、膜材質、污染物的類型及污染的程度選清洗方法。
(一)物理清洗法:
利用機械力量剝離膜表面的污染物,在清洗過程中不會發生任何化學反應。具體方法主要有水力沖洗、氣水混合沖洗、逆流清洗、熱水沖洗等。
水力清洗是利用膜濃縮水側減壓後形成的高流速膜表而上積存的松軟雜質。
氣水混合清洗是在膜濃縮水側同時通人壓縮空氣和水流,藉助於氣、水與膜面發生的剪切作用而將膜表面雜質清洗下來。
逆流清洗主要用於中空纖維膜的清洗,具體做法是將反向壓力施加於支撐層,引起膜透過液的反向流動,以松動和去除膜進料側表面的污染物。
(二)化學清洗法
利用某種化學葯劑與膜面的有害雜質產生化學反應而達到清洗膜的目的,根據不同的污染物採用不同的化學葯劑,化學葯劑的選擇必須考慮到兩點:一是清洗劑必須對污染物有很好的溶解和分解能力,二是清洗劑不能污染和損傷膜面。因此,要根據不同的污染物確定其清洗工藝,同時工作溫度及其膜對清洗劑本考慮膜所允許使用的pH值范圍、身的化學穩定性。
(1)酸洗法
酸洗法對去除鈣類沉積物、金屬氫氧化物及無機膠質沉積物等無機雜質效果最好,利用酸液循環清洗或浸泡0.5~1h,常用的酸有鹽酸、草酸、檸檬酸等,酸溶液的pH值根據膜材質而定。
(2)鹼洗法
鹼洗法對去除油脂及其它有機雜質效果較好,是利用鹼液循環清洗或浸泡0.5~1h,常用的鹼有氫氧化鈉和氫氧化鉀,鹼溶液的pH值也要根據膜材質而定。
(3)氧化法
氧化法對去除油脂及其它有機雜質效果較好,且可同時起到殺滅細菌的作用。利用氧化劑溶液循環清洗或浸泡0.5~1h、常用的氧化劑是1%~2%的過氧化氫溶液或者500~1000mg/L的次氯酸鈉水溶液或二氧化氯溶液。
(4)洗滌劑法
洗滌劑法對去除油脂、蛋白質、多糖及其它有機雜質效果較好。具體做法是利用0.5%~1.5%的含蛋白酶或陰離子表面活性劑的洗滌劑循環清洗或浸泡0.5~1h。
㈡ 污水處理的方法有哪些
物理法污水處理就是利用物理作用,分離污水中主要呈懸浮狀態的污染物,在處理過程中不改變水的化學性質。
⑴沉澱(重力分離)
污水流入池內由於流速降低,污水中的固體物質在中立的作用下進行沉澱,而使固體物質與水分離。
這種工藝分離效果好,簡單易行,應用廣泛,如污水處理廠的沉砂池和沉澱池。沉砂池主要去除污水中密度較大的固體顆粒物,沉澱池則主要用於去除污水中大量的呈顆粒狀的懸浮固體。
⑵篩選(截流)
利用篩濾介質截流污水中的懸浮物。屬於砂濾處理的設備有格柵、微濾機、砂濾池、真空濾機、壓濾機(後兩種主要用於污泥脫水)等。
生活污水相對成分固定,確定大致規模和進水水質後,就可以用一定的套路搞定,只是根據當地具體情況、投資要求進行調整和優化。但是如果嚴格來說,生化污水設計施工前仍然需要工藝計算、數字建模和實驗。
工業廢水由於產生源千差萬別(如造紙廢水、酒精廢水、印染廢水)、生產工藝不同(比如說,同樣是印染企業,上世紀建設的生產線和現在建設的生產線生產工藝就完全不一樣)和所在地環境、管理水平等因素,基本上一個工廠的污水(即便是兩個同樣生產同種產品的工廠,只要所在地不同)就是一個新的技術研發和建設,所以沒有固定模式,只能通過數字建模、小型實驗、中型實驗等確定。工業廢水就不多說,有興趣的朋友可以看下《室外排水手冊》的工業污水分冊。裡面有個大概的講述。
㈢ 廢二辛脂油紅紅色,請問用什麼過濾設備或什麼化學物質讓其變的清晰
活性碳攪拌過濾
㈣ 常用注入水處理措施的作用
水處理設備按類別主要可分為污水處理設備、原水處理設備、凈水設備、過濾設備、超純水設備這幾大類。
像以下的水處理設備:全自動加葯設備,全自動軟水器,機械過濾器、反滲透設備、純水設備、超純水設備、中空纖維超濾裝置、離子交換、混床、拋光混床、EDI電除鹽系統裝置、工廠企業飲用水設備、袋式過濾器、臭氧殺菌消毒裝置、全效綜合水處理器、物化處理機組、物化全程綜合水處理器、永磁處理器、旋流除砂器、石英砂過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器、水箱自潔消毒器、紫外線水處理器、高效除污過濾器、手搖刷式過濾器、自清洗刷式過濾器、射頻水過濾器、旁流處理器、多功能電子除垢器、定壓補水機組、定壓補水加葯機組、無負壓變頻供水裝置、解析除氧器、真空脫氣除氧機、低位熱力除氧器、密閉式凝結水回收裝置、銅銀離子滅菌器、除鐵錳過濾設備、黃銹水過濾器、纖維束過濾器、高效纖維球過濾器、陶瓷膜過濾器、高效化學除油器、游泳池循環水處理成套設備、反滲透純水設備、景觀水一體化凈水機組、中水處理成套設備、工業水處理設備、污水處理成套設備,都是屬於廣泛應用在國內各行各業當中的水處理設備。家用水處理設備主要包括了有軟水機、純水機、凈水器三大類型。像軟水機、純水機、凈水器、精密過濾器和開水龍頭以及路設計、設備安裝和售後服務等,就算是一整套為消費者提供的水處理設備及服務。
電子水處理儀
高頻電子水處理儀(器),又名除垢防垢儀,是在國內同類產品的基礎上,博採眾長,不斷改進,最新研製開發的升級換代產品。該設備不需要添加任何化學葯物,安裝使用非常簡單,可廣泛用於鍋爐、中央空調、換熱設備、循環水系統、工業通用水處理設備等,對物理性、生物性、化學性的垢類均有明顯的預防和清除效果。
主要特點
⒈不改變水的化學性質,對人體無任何副作用。
⒉除垢效果明顯。該設備安裝在水循環系統,對原有垢厚在2mm以下的,一般情況下30天左右可逐漸使其松動脫落,處理後的水垢呈顆粒狀,可隨排污管路排出,不會堵塞管路系統。舊垢脫落以後,在一定范圍內不再產生新垢。
⒊設備體積小,安裝簡單方便,可長期無人值守使用。
⒋ 水流經設備以後,可使水變成磁化水,而且對於水中細菌有一定的抑制和殺滅作用。
⒌不腐蝕設備,可延長伺服設備的使用壽命。
工作原理
當水流經高壓、高頻電磁場時,水中的重碳酸鹽中的鈣、鎂離子和各重碳酸根離子會在高壓、高頻電磁場的作用下,失去化學性、物理性和相互吸引的能力,逐漸形成晶體團沉入底部,隨排污排出,從而達到防垢的目的。
水處理設備是應用在反滲透系統之後,它利用模塊兩端電極使水中的帶電離子移動,並配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜,以加速離子移動去除,進而達到水的純化,產水電阻率可達到15--18M。而離子交換樹脂再生所需的氫根及氫氧跟則來自於高壓電下,由水中的解離所供給,這樣就無需用酸、鹼來進行再生還原。
㈤ 凈水器的種類有哪幾種呢
凈水器種類太多了,一般常見的就是五種。第一前置過濾器,就是放在家庭自來水進水口版處,過權濾一些河沙鐵銹這種大的。第二超濾機,超濾機就是過濾一些一般的雜質,但是不能直接喝。第三就是RO機,這個可以過濾99%的雜質,這種過濾水可以直接喝。第四軟水機,它是可以處理水中的鈣鎂離子,就差不多是家裡燒水的水垢。第五中央凈水器,其實和超濾機差不多,但是流量相對於超濾機會比較大。這些極速凈水器都有的。
㈥ 關於化學產品純度的問題,6N,7N。
主要看第二個~
金屬材料發展歷史回顧
石器時代(公元五千年前)→青銅器時代(公元一千二百年前)→鐵器時代
三星堆博物館(Sanxingi Museum)位於全國重點文物保護單位三星堆遺址東北角,地處歷史文化名城四川省廣漢市城西鴨子河畔,南距成都38公里,北距德陽26公里,是我國一座大型現代化的專題性遺址博物館。博物館於1992年8月奠基,1997年10月正式開放。
發掘歷程
1.初始時期(1929年-1934年)
1929年在三星堆遺址真武村燕家院子發現玉石器坑,出土玉石器三、四百件。
1931年英國神父董宜篤四處奔走,使1929年出土的玉石器大部分歸華西大學博物館。
1932年華西大學博物館館長葛維漢提出在廣漢進行考古發掘的構想並獲四川省政府教育廳的批准。
1934年3月1日葛維漢、林名均抵達廣漢。
3月葛維漢、林名均等在真武村燕家院子附近清理玉石器坑, 並在燕家院子東、西兩側開探溝試掘。
2.初步調查與發掘(1951年-1963年)
1951年四川省博物館王家佑、江甸潮等調查三星堆、月亮灣,首次發現大 片古遺址。
1958年四川大學歷史系考古教研組再次調查三星堆遺址。
1963年四川省博物館和四川大學歷史系聯合發掘三星堆遺址。由著名考古學家、四川省博物館館長、四川大學歷史系教授馮漢驥主持。
3.兩坑的發掘及古城再現(1980年-2005年)
1980年~1981年四川省文物管理委員會與廣漢縣聯合首次發掘三星堆遺址,揭露出大面積的房屋基址。
1982年 11月~83年1月第二次發掘 三星堆遺址,首次在三星堆遺址發現陶窯。
1984年 3月~12月第三次發掘三星堆遺址,在西泉坎發掘出龍山時代至西周早期的文化堆積,確定了三星堆遺址的年代上、下限。
1984年12月~1985年10月 第四次發掘三星堆遺址,發現三星堆土埂為人工夯築,首次提出三星堆遺址是蜀國都城的看法。
1986年3月~5月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所、四川大學歷史系與廣漢縣聯合,第五次發掘三星堆遺址,發掘面積1200平方公尺,發現大量灰坑和房屋遺跡『將三星堆遺址的代上限推至距今 5,000年前。
1986年7月18日當地磚廠在第二發掘區取土時發現祭祀坑,挖出玉石器。第六次發掘三星堆遺址。
1986年7月18日四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所與廣漢縣聯合發掘祭祀坑,編號為一號祭祀坑。出土銅、金、玉、琥珀、石、 陶等器物共420件,象牙13根。
8月14日距一號祭祀坑東南約30公尺處發現二號祭祀坑。
8月20日發掘清理二號祭祀坑,出土銅、金、玉、石等珍貴文物1302件(包括殘件和殘片中可識別出的個體),象牙67根,海貝約4600枚。
1988年10月第七次發掘三星堆遺址,對三星堆土埂進行試掘,確定土 埂為內城牆的南牆。~1989年1月
1990年1月~5月 第八次聯合發掘三星堆遺址,在東城牆發現土坯,首次了解三星堆古城城牆的結構、夯築方法和年代。
3月舉行三星堆遺址祭祀坑出土銅樹修復方案論證會,並對銅樹進行預合。
1991年12月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第九次聯合發
~1992年5月發掘三星堆遺址,將西城牆進行試掘並得到確認。
1994年11月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第十次發掘三星堆遺址,調查發現了三星堆遺址南城牆,並進行了試掘。
1996年10月中日合作對三星堆遺址進行環境考古工作,主要項目有磁場
~11月 雷達探測、紅外遙感探測與攝影、衛星圖像解析、微地形調查、炭素年代測定、花粉分析、硅質體分析、硅藻分析等。
1997年11月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第十一次發掘三星堆遺址,對三星堆遺址仁勝磚廠墓地進行發掘。共發現墓葬28座,發現了大量玉石器,其中具有良渚文化風格的"玉錐形器"的發現,引起研究者對三星堆玉石器的文化淵源關系進行重新思考。
1999年1月~四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所第十二次發掘三星堆遺址,對三星堆遺址月亮灣城牆進行發掘,在城牆下發現大量龍山至商代早期的文化堆積,同時城牆又被殷墟時期的堆積疊壓疊壓,從而可以確定月亮灣內城牆的年代為殷墟早期。
2000年12月~2001年7月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究所 第十三次發掘三星堆遺址。在燕家院子發現大量三星堆第四期的文化堆積,使人們對三星堆遺址第四期的文化面貌和年代下限有較為清楚的認識。
2005年3月四川省文物管理委員會、四川省文物考古研究院第十四次發掘三星遺址。在青關山發現大型夯土建築台基。
後續整理工作(2005年至今)
目前,三星堆遺址考古工作站正在全力以赴地整理三星堆遺址綜合報告,
此項工作預計2008年初結束。
問題:能把"賤金屬"變成"貴金屬"嗎?
金與銀出現,色澤美麗和稀少而稱為"貴金屬",其它金屬則相應地被稱為"賤金屬"
煉金術,希望用某種工藝把賤金屬轉變為貴金屬,客觀上起到了促進材料科學發展的作用,在隨後一千多年的時間里,使人類積累了一定的材料制備方面的經驗,這對十九世紀以後材料科學的形成與發展奠定了基礎。
幾個著名的"煉金術士"摩耳、玻意耳、牛頓。
1711年英國出現了高六米,邊長二點五米見方的高爐,日產鐵六噸。1856年英國人亨利•貝賽爾首先用鐵煉成了鋼 。
煉金術偏重於實際操作,在這方面的技術也的確造福於後代子孫,現代化學中使用的很多設備和技術是由此發展的,制葯技術中的一些精煉技術、凈水技術、合成橡膠和一些現代材料的製造都與其密切相關。
十九世紀末到二十世紀中葉
低合金高強度鋼→超高強度鋼→合金工具鋼→高速鋼
不銹鋼→耐熱鋼→耐磨鋼→電工用鋼
鋁合金→銅合金→鈦合金→鎢合金→鉬合金
金屬材料依然在材料家族中佔有統治地位
主要優勢:
1、金屬材料的力學性能全面,可靠性高,使用安全;
2、具有良好的溫度使用范圍;良好的工藝性能;
3、儲量豐富,適合大規模應用
鋼鐵材料
自工業革命以來,鋼鐵一直是人類使用的最重要的材料,是國家工業化的基礎,鋼鐵的生產能力是一個國家綜合實力的重要標志。目前世界鋼鐵產量仍然在逐年增長。
中國鋼鐵工業協會秘書長戚向東說:在2005年鋼鐵行業還是要把嚴格控制固定資產的投資作為一項首要的任務,同時進一步提高鋼鐵行業運行的質量和效益。
鋼鐵工業發展的趨勢
產品結構在變化:板材、管材、帶材等高附加值產品的比重大幅增長
產業集中度進一步提高:產鋼500萬噸以上的企業由13家增加到15家,佔全國鋼產量的45%
主要應用領域:作為工業中最重要的材料,在未來很長的一段時期內,鋼鐵材料的主導地位仍將難以動搖。
電力系統:工業鍋爐、熱交換管道、大型轉子和葉輪等
汽車工業:主要結構件、車床與機械工業
鐵路與橋梁、船舶與海上鑽井平台、兵器工業:坦克、大炮、槍械
石油開采機械及輸油管道、化工壓力容器、建築鋼筋和構架、
有色金屬材料
有色金屬材料是金屬材料中的重要一員,雖然其產量只是鋼鐵材料的6%,然而它卻以其獨有的性能有時佔有不可替代的作用。
鋁合金:最重要的輕金屬合金,具有低密度(2.7g/cm3)、抗大氣腐蝕、良好的導電性、高比強度和良好的加工性。是航空工業及多種工業領域中的重要結構材料。
鈦合金:密度小(4.5g/cm3)、強度高、耐高溫和腐蝕,在航空航天及其它工業領域有重要用途。
鎂合金:密度僅有1.7g/cm3,比強度高,減振能力強,在航空航天領域有重要作用。
鈹合金:密度1.8g/cm3,比剛度很高,尺寸穩定,慣性低,用於慣性導航和航天低重量剛性件,比熱大,可用於散熱片和飛行器頭部;中子反射截面高,用於原子能反應堆反射層等。
銅合金:用於機械、儀表、電機、軸承、汽車等工業。
鋅合金:用於電池鋅板,照相和膠印製版,模具和儀表零件。
鎳合金:工作溫度可達1050℃,用於航空、火箭發動機和反應堆中的高溫部件。
錳合金:減振性好,用於潛艇螺旋漿、鑽桿等。
鉛合金、錫合金:用於保險絲、熔斷器、焊料等
鎢合金:熔點高3407℃、密度大(19.3g/cm3),可用於大威力穿甲彈等。
鉬合金:熔點2610℃、在1100-1650℃下有較高的比強度。
鈮合金:熔點2477℃,用於飛機和宇宙飛船推進系統中的高溫材料。
金、銀、鉑、鈀、銠、銥等:具有良好的化學惰性、艷麗的色澤、長期不褪色,可做裝飾品、電子線路引線、精密電阻、熱電偶等。
金屬學的發展歷史
金屬材料在人類社會中的使用歷史雖然很長,然而,在相當長的一段時間內關於金屬材料方面的相關技術都只是停留在手工藝階段,而對掌握相關技術的人也只能稱為工匠,其原因在於其所掌握的只是經驗而沒有對金屬材料本質的理解。
1861年,英國人肖比首先使用光學顯微鏡研究了金屬的顯微結構,對金屬的組織結構有了初步的了解,從而開創了一門新的學科--金相學。
1905年X射線用於金屬研究,發現了金屬原子排列的規律性。
金屬學誕生
人類對金屬內部微觀結構的認識又深入了一步,發現了許多科學規律,解釋了大量過去不理解的現象。
電子顯微鏡的出現使人們能夠更加細致地了解金屬內部的結構,對其微觀世界的認識又前進了一大步。
近20年來,各種電子顯微分析設備不斷被研製成功,人們已經可以看到原子在材料中的排列,這一切都使金屬材料的研究進入了一個嶄新的階段。
不斷開拓新的功能:高溫合金、鈦合金、金屬間化合物、阻尼合金、超導合金、形狀記憶合金、儲氫合金、納米金屬材料、非晶態金屬材料。
非晶態金屬
1960年美國加洲大學Duwez小組用快冷技術首次獲得了非晶態合金(Amorphous alloys) Au70Si30,發現非晶態合金具有很多常規合金不可比擬的優越性。
強度最高、韌性最好、最耐腐蝕、最易磁化
非晶的結構:晶體和非晶體都是真實的固體。晶體是長程有序,在晶體中原子的平衡位置為一個平移的周期陣列。非晶體是長程無序,短程有序,原子排列無周期性,又稱金屬玻璃。
玻璃化轉變動力學性質和冷卻速度有關,冷卻速度提高,玻璃轉變溫度降低。
要使原子凍結成保持非晶固體的位移,必須滿足原子弛豫時間(t)大於實驗冷卻時間。
相對於處於能量最低的熱力學平衡態的晶體相來說,非晶態固體是處於亞穩態。
金屬玻璃一旦形成,就能保持實際上無限長的時間。
結晶的基本過程:形核、長大
C曲線中開始結晶時間的長短決定了生成物的狀態
兩個方向:降低臨界冷卻速度、發展快速冷卻技術。
非晶的結構特點:
(1)非晶態是一種亞穩態,是在特定條件下形成的,因此在一定條件下將向晶態轉變,在向晶態轉變的過程中形核率高,因此可以得到十分細小的晶體,在許多條件下還可以 形成一些過度結構。
(2)非晶態合金中沒有位錯,沒有相界和晶界,沒有第二相,因此可以說是無晶體缺陷的固體。
(3)原則上可以得到任意成分的確均質合金相,因此大大開闊了合金材料的范圍,並且可以獲得晶態合金所不能得到的優越性能。
非晶合金的性能:
(1)特殊的物理性能:優異的磁學性能是許多非晶態合金的突出特點,具有軟磁性能的合金很容易磁化,一些非晶態永磁合金經過部分晶化後,性能還有大幅度的提高。非晶合金還有較高的電阻率,密度比晶體合金低1-2%,原子的擴散系數大一個數量級,熱膨脹系數為晶體的一半左右
(2)優良的耐腐蝕性能:由於其結構更加均勻,使腐蝕過程中不易形成微電池,因而具有更強的抗腐蝕能力。例如,在FeCl3溶液中,鋼完全不耐腐蝕,而Fe-Cr非晶合金基本不腐蝕,在H2SO4中,Fe-Cr非晶的腐蝕率是不銹鋼的千分之一。其中Cr的主要作用是形成富Cr的鈍化膜。
(3)優異的力學性能:非晶合金中原子之間的鍵合比一般的晶體中的鍵強,而且無位錯等晶體缺陷,因此具有極高的強度。例如,4340超強度鋼的斷裂強度為1.6GPa,而非晶Fe80B20合金為3.63GPa,Fe60Cr6Mo6B28則達到4.5GPa。在具有高強度的同時,非晶態合金還有良好的韌性和良好的延展性,較高的硬度和耐磨性。
非晶的應用
新一代變壓器鐵芯,不僅易磁化、矯頑力低,且有很高的電阻,可以大為降低渦流,如Fe81B13.5Si3.5C2和Fe82B10Si8等鐵基軟磁材料的磁損是常用硅鋼片的1/3-1/5,能耗可以因此降低2/3,此外還可做磁記錄裝置、記憶元件材料等。
由於製造大塊非晶困難,因此其應用也受到限制,但可作為復合材料的增強體,高強度、抗海水腐蝕的銅基非晶合金可作為製造潛水艇的材料,某些鐵基非晶合金可作為快中子反應堆的化學過濾器。
高純金屬是現代許多高、新技術的綜合產物,雖然20 世紀30 年代便已出現「高純物質」這一名稱,但把高純金屬的研究和生產提高到重要日程,是在二次世界大戰後,首先是原子能研究需要一系列高純金屬,而後隨著半導體技術、宇航、無線電電子學等的發展,對金屬純度要求越來越高,大大促進了高純金屬生產的發展。
純度對金屬有著三方面的意義。第一,金屬的一些性質和純度關系密切。純鐵質軟,含雜質的鑄鐵才是堅硬的。另一方面,雜質又是非常有害的,大多數金屬因含雜質而發脆,對於半導體,極微量的雜質就會引起材料性能非常明顯的變化。鍺、硅甲含有微量的m 、V 族元素、重金屬、鹼金屬等有害雜質,可使半導體器件的電性能受到嚴重影響。第二,純度研究有助闡明金屬材料的結構敏感性、雜質對缺陷的影響等因素,並由此為開發預先給定材料性質的新材料設計創造條件。第三,隨著金屬純度的不斷提高,將進一步揭示出金屬的潛在性能,如普通金屬被是所有金屬中最脆的金屬。而在高純時被便出現低溫塑性,超高純時更具有高溫超塑性。超高純金屬的潛在性能的發現,有可能開闊新的應用領域,在材料學方面打開新的突破口,為高技術的延伸鋪平道路。
金屬的純度是相對於雜質而言的,廣義上雜質包括化學雜質(元素)和物理雜質(晶體缺陷)。但是,只有當金屬純度極高時,物理雜質的概念才是有意義的,因此生產上一般仍以化學雜質的含量作為評價金屬純度的標准,即以主金屬減去雜質總含量的百分數表示,常用N ( nine的第一字母)代表。如99.9999 %寫為6N , 99.99999 %寫為7N 。此外,半導體材料還用載流子濃度和低溫遷移率表示純度。金屬用剩餘電阻率RRR和純度級R表示純度。國際上關於純度的定義尚無統一標准。一般講,理論的純金屬應是純凈完全不含雜質的,並有恆定的熔點和晶體結構。但技術上任何金屬都達不到不含雜質的絕對純度,故純金屬只有相對含義,它只是表明目前技術上能達到的標准。隨著提純水平的提高,金屬的純度在不斷提高。例如,過去高純金屬的雜質為10-6級(百萬分之幾),而超純半導體材料的雜質達10一9 級(十億分之幾),並逐步發展到10 一12 級(一萬億分之幾)。同時各個金屬的提純難度不盡相同,如半導體材料中稱9N 以上為高純,而難熔金屬鎢等達6N 已屬超高純。
高純金屬製取通常分兩個步驟進行,即純化(初步提純),和超純化(最終提純)。生產法大致分為化學提純和物理提姓兩類。為獲高純金屬,有效除去難以分離的雜質,往往需要將化學提純和物理提純配合使用,即在物理提純的同時,還進行化學提純,如硅在無坩堝區熔融時可用氫作保護氣,如果在氫氣中加入少量水蒸氣,則水與硅中的硼起化學反應,可除去物理提純不能除去的硼。又如採用真空燒結法提純高熔點金屬鉭、鈮等時,為了脫碳,有時需要配人比化學計量稍過量的氧,或為脫氧配人一定數量的碳,這種方法又稱為化學物理提純。
一、化學提純
化學提純是製取高純金屬的基礎。金屬中的雜質主要靠化學方法清除,除直接用化學方法獲得高純金屬外,常常是把被提純金屬先製成中間化合物(氧化物、鹵化物等), 通過對中間化合物的蒸餾、精餾、吸附、絡合、結晶、歧化、氧化、還原等方法將化合物提純到很高純度,然後再還原成金屬,如鍺、硅選擇四氯化鍺、三氧氫硅、硅烷( SiH4)作為中間化合物,經提純後再還原成鍺和硅。化學提純方法很多,常用的列於表一
表一:常用化學提純方法
二、物理提純
物理提純主要利用蒸發、凝固、結晶、擴散、電遷移等物理過程除去雜質。物理提純方法主要有真空蒸餾、真空脫氣、區域熔煉、單晶法(參見半導體材料章)、電磁場提純等,此外還有空間無重力熔煉提純方法。
物理提純時,真空條件非常重要。高純金屬精煉提純一般都要在高真空和超高真空(10一6 一10-8Pa )中進行,真空對冶金過程的重要作用主要是:① 為有氣態生成物的冶金反應創造有利的化學熱力學和動力學條件,從而使在常壓下難以從主金屬中分離出雜質的冶金過程在真空條件下得以實現;② 降低氣體雜質及易揮發性雜質在金屬中的溶解度,相應降低其在主金屬中的含量;③ 降低金屬或雜質揮發所需溫度,提高金屬與雜質問的分離系數;④ 減輕或避免金屬或其他反應劑與空氣的作用,避免氣相雜質對金屬或合金的。污染。因此許多提純方法,如真空熔煉(真空感應熔煉、真空電弧熔煉、真空電子束熔煉)、真空蒸餾、真空脫氣等必須在真空條件下進行。
1 .真空蒸餾
真空蒸餾是在真空條件下,利用主金屬和雜質從同一溫度下蒸氣壓和蒸發速度的不同,控制適當的溫度,使某種物質選擇性地揮發和選擇性地冷凝來使金屬純化的方法,這種方法以前主要用來提純某些低沸點的金屬(或化合物),如鋅、鈣、鎂、鎵、硅、鋰、硒、碲等,隨著真空和超高真空技術的發展,特別是冶金高溫高真空技術的發展,真空蒸餾也用於稀有金屬和熔點較高的金屬如鈹、鉻、釔、釩、鐵、鎳、鈷等的提純。
蒸餾的主要過程是蒸發和冷凝,在一定溫度下,物質都有一定的飽和蒸氣壓,當氣壓中物質分壓低於它在該溫度下的飽和蒸,氣壓的蒸氣壓時,該物質便不斷蒸發。蒸發的條件是不斷供給被蒸發物質熱量,並排出產生的氣體;冷凝是蒸發的逆過程,氣態物質的飽和蒸氣壓隨溫度下降而降低,當氣態組分的分壓大於它在冷凝溫度下的飽和蒸氣壓時,這種物質便冷凝成液相(或固相),為使冷凝過程進行到底,必須及時排出冷凝放出的熱量。影響真空蒸餾提純效果的主要因素是:① 各組分的蒸氣分壓,分壓差越大,分離效果越好;② 蒸發和冷凝的溫度和動力學條件,一般溫度降低可增大金屬與雜質蒸氣壓的差距,提高分離效果;③ 待提純金屬的成分,原金屬中雜質含量越低,分離效果越好;④ 金屬和蒸發和冷凝材料間的作用,要求蒸發冷凝材料本身有最低的飽和蒸氣壓;⑤ 金屬殘余氣體的相互作用;⑥ 蒸餾裝置的結構;⑦ 真空蒸餾有增鍋式和弟增鍋式兩種,無增鍋蒸餾一般通過電磁場作用將金屬熔體懸浮起來(見圖一 ) ,有關蒸餾工藝請參見上述元素的精製過程。
圖一: 無坩堝蒸餾裝置
1—紿料機構;2—待提純金屬;3—擋板;4—陰極;5—冷凝器;
6—遮熱板;7—金屬收集器;8—真空;9—抽真空裝置
2 .真空脫氣
真空脫氣是指在真空條件下脫除金屬中氣體雜質的過程。實際上是降低氣體雜質在金屬中的溶解度。根據西韋茨定律,恆溫下雙原子氣體在金屬中的溶解度和氣體分壓的平方根成正比。因此提高系統的真空度,便相當於降低氣體的分壓,亦即能降低氣體在金屬中的溶解度,而超過溶解度的部分氣體雜質便會從金屬中逸出而脫除。以擔粉真空熱處理為例,在高真空(2.5 一6μPa)條件下,擔的水分在100 一200℃ 急劇揮發,600 - 700℃ 氫化物分解逸出,鹼金屬及其化合物在1100 一1600℃ 溫度下揮發,大部分鐵、鎳、鉻等以低熔點氧化物形態揮發,2300℃ 時氮揮發逸出,對比氫、氮對金屬親和勢大的氧,則以加碳脫氧(「C] +「O] = CO↑)和以上雜質金屬低價氧化物MeON 的方式除去。真空脫氣廣泛用於高熔點金屬鎢、鉬、釩、鈮、鉭、錸等的純化。
3 .區域熔煉
區域熔煉是一種深度提純金屬的方法,其實質是通過局部加熱狹長料錠形成一個狹窄的熔融區,並移動加熱使此狹窄熔融區按一定方向沿料錠緩慢移動,利用雜質在固相與液相同平衡濃度差異,在反復熔化和凝固的過程中,雜質便偏析到固相或液相中而得以除去或重新分布;熔區一般採用電阻加熱,感應加熱或電子束加熱,下圖為鍺區域熔煉示意圖。
圖二:鍺的區域熔煉提純示意圖
區域熔煉廣泛用於半導體材料煌高熔點金屬鎢、鉬、鉭、鈮的提純,更用於高純鋁、鎵、銻、銅、鐵、銀等金屬的提純。對含雜質約1x10-3 %的鍺,在區域提純6 次後,高純鍺部分的雜質濃度可降到1x 10一8 %。鎢單晶經5 次區熔後可由40 提高到2000。
4 .電遷移提純
電遷移是指金屬和雜質離於在電場的作用下往一定方向遷移或擴散速度的差別來達到分離雜質的目的。是新近發展起來的用於深度提純金屬的方法,其特點是分離間隙雜質(特別是氧、氮、碳等)的效果好,但目前僅應用於小量金屬的提純。將其和其他提純方法結合使用,可獲超高純度的金屬。
將棒狀樣品通過流電,母體金屬和雜質離子便向一定方向移動,這時離子的漂移速度為:V = UF
式中,V 為離子漂移速度;U 為離子遷移率;F 為作用於離子的外力,它由電場作用力。和導電電子散射作用於離子的力組成。這些作用力和離子有效電荷數有關。依母體離子和雜質離子的電荷數不同租擴散、漂移速度不同而達到分離目的。
5 .電磁場提純
在電磁場作用下深度提純高熔點金屬的技術越來越多地被採用。電磁場不限於對熔融金屬的攪拌作用,更主要的是電磁場下可使熔融金屬在結晶過程中獲得結構缺陷的均勻分布,並細化晶粒結構。在半導體材料拉制單晶時,在定向結晶時熔體中存在溫度波動,這種溫度波動會導致雜質的層狀分布,而一個很小的恆定磁場就足以消除這種溫度波動。在多相系統結晶時,利用電磁場可使第二相定向析出,生成類似磁性復合材料的各向異性的組織結構,電磁場還用於懸浮熔煉,這時電磁場起能源支撐作用和攪拌作用,利用雜質的蒸發和漂走第二相(氧化物、碳化物等)來純化金屬。由於不存在和容器接觸對提純金屬造成的污染問題,被普遍用於幾乎所有高熔點金屬的提純,如鎢、鉬、鉭、鈮、釩、錸、鋨、釕、鋯等。
6 .提純方法的綜合應用
各個提純方法都是利用金屬的某個物理性質或化學性質和雜質元素間的差異而進行分離達到提純目的的,如真空蒸餾是利用金屬和雜質的飽和蒸氣壓和揮發速度的差異。區域熔煉是利用雜質在固相和液相間的溶解度差異而進行提純分離的,因而各個方法都有一定的長處(對某些雜質分離效果好)和短處(對另一些雜質分離效果差)。即使是同一個提純方法,也因金屬性質的不同,提純效果差別很大,如區域熔煉對高熔點金屬的提純效果好,但對某些稀土金屬的提純效果則不理想。欲獲深度提純金屬的效果,一般需要綜合應用多種提純手段。在這方面,各個方法的合理結合應用和先後順序使用十分重要,通常是將電子束熔煉或蒸餾和區域熔煉或電遷移法相結合,即先進行電子束熔煉或蒸餾提純,再以區域熔煉或電遷移提純作為終極提純手段,以被為例,為獲超高純鈹,最好先多次蒸餾提純,再真空熔煉,最後進行區域熔煉或電遷移提純,經這樣提純後所得鈹單晶純度達99 .999 % ,殘余電阻率R>1 000 。在製取超純鍺時,一般先用化學法除去磷、砷、鋁、硅、硼等雜質,再用區熔法提純得到電子級純鍺;最後多次拉晶和切割才能達到13N 的純度要求。下表為各種方法結合使用提純金屬錸的效果。
表二:各種提純方法提純金屬錸的效果
7 .宇宙空間條件下提純金屬
宇宙空間的開發為提純金屑製造了新的機會。宇宙空間的超高真空(約10-1OPa)、超低溫和基本上的無重力,為金屬提純提供了優越條件。在這種條件下,液態金屬中將不會有對流的問題,結晶時雜質的分布將只具有純擴散性質,熔化金屬毋需坩堝,超高真空尤其有利於雜質的揮發和脫氣。這些對於採用熔煉、蒸發、區域熔煉等方法提純化學活性大的金屬和半導體材料來說更是非常理想的條件。以提純鍺為例,在地球上鍺垂熔時雜質稼的分離系數為0.1/0.15,而在宇宙空間時則達0.23/0.17 。在無重力條件拉制的晶體的完整性較在重力條件下的完整性好很多。以銻化銦為例,其位錯密度比只是在重力條件下的位錯密度的1/6 。由於宇宙中液態金屬表面張力系數值很大,故在宇宙間用無坩堝區域熔煉法必定能制備出極高純度和完整性的單晶來。此外,超低「宇宙」溫度也具有良好的應用前景。
此文附圖,參考:
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㈦ 化學製品能用純凈水設備嗎
1、化學製品專用純凈水設備除了包括一般的過濾器之外,還具有精細過濾器、顆粒活回性炭過濾答器和壓縮活性炭過濾器。能更好地過濾水中的雜質。正如我們所知道的,活性炭具有良好地對異味、雜質的吸附過濾功能,提高了設備的過濾效率。
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㈧ 魚缸龜缸過濾物品的作用是什麼
常用過濾設備分為「物理過濾」和「化學過濾」。物理過濾一般用過濾網,毛刷,沙石,過濾棉等,目的是過濾出水中的懸浮雜物。化學過濾一般使用火山石,玻璃球等適合硝化細菌生存的多孔物體,目的是利用硝化細菌去除水中的氨,氨是魚大便產生的有毒物質。條件再好的可以使用活性炭,吸附有害成分。還有充氧,充氮設備。還有紫外線殺菌燈等。