Các dòng lò nung ứng dụng trong luyện kim Carbolite

Các dòng lò nung luyện kim Carbolite

16/01/2024

Nhu cầu về Kim loại quý toàn cầu hiện nay tiếp tục tăng cao, cho các ứng dụng gia công trang sức hay trong các ứng dụng công nghiệp. Trong khi vàng và bạc đã được sử dụng hàng nghìn năm trong đồ trang sức, thì hiện nay, kim loại quý đang thực hiện các chức năng hữu ích và chuyên dụng trong các quy trình sản xuất hóa học, sản xuất điện tử, hệ thống thiết bị hàng không vũ trụ/ô tô, ví dụ như bộ xúc tác chuyển đổi.

Dòng lò nung luyện kim Carbolite được sử dụng rộng rãi để tái chế những kim loại quý này và để đánh giá mức độ tinh khiết của chúng. Hai quy trình chính được áp dụng hiện nay để tinh luyện kim loại quý là nấu chảy (smelting) và cupen hóa (Cupenllation)

Luyện kim bằng phương pháp nấu chảy

Luyện kim bằng phương pháp nấu chảy là quá trình tách kim loại quý khỏi tạp chất phi kim loại. Đối với các lò luyện quặng lớn, họ sẽ sử dụng lò có dung dích lớn cũng như sử dụng nhiệt lượng cao và các chất khử hóa học để phân hủy quặng, loại bỏ các nguyên tố khác như khí, xỉ và chỉ để lại kim loại. Đối với ứng dụng tái chế kim loại quý như từ các xúc tác bộ chuyển đổi (trong xe ô tô) hoặc đồ trang sức thì lò nung có quy mô nhỏ hơn nhưng vẫn cần đảm bảo các tính năng tương tự để đảm bảo kim loại thu được có độ tinh khiết cao. Thu hồi kim loại quý là một ứng dụng điển hình của phương pháp nấu chảy. Trong bộ xúc tác chuyển đổi, thường là bộ phận ống khói khí thải của xe, khí thải đi qua một lớp vật liệu dạng tổ ong bằng gốm đã được phủ một lớp kim loại nhóm bạch kim (PGM). Hàm lượng bạch kim trong lớp vật liệu này giàu hơn so với quặng mỏ từ hai đến ba lần. Trong quá trình tái chế, phần vật liệu tổ ong được nghiền thành bột và đưa vào lò nung. Quá trình luyện bằng nấu chảy có thể phục hồi tới 98% PGM.

Để tái chế kim loại, nguyên liệu thô cần được nghiền thành dạng bột trước khi cho vào nồi nấu chảy với oxit chì và chất trợ chảy thích hợp ở 1200°C. Ở trạng thái nóng chảy, chì kết hợp với kim loại quý và còn các tạp sẽ chuyển thành xỉ có thể dễ dàng tách khỏi nhau sau khi làm nguội. Sau đó, mẫu sẽ được đưa qua lò hỏa luyện cupen để loại bỏ chì và xác định hàm lượng kim loại quý sau khi tái chế.

Dòng lò nung nấu chảy model SCF dùng để luyện vàng của Carbolite Gero được thiết kế đặc bệt để cung cấp nhiệt độ cần thiết cho quá trình nấu chảy, đồng thời chịu được khí thải ra trong quá trình này. Dây đốt gia nhiệt được làm bằng silicon carbide có hiệu suất gia nhiệt tốt cho lò hoạt động liên tục ở nhiệt độ lên tới 1350°C. Ngoài ra, lòng lò được lót bằng gạch làm từ silicon carbide điện trở. Vật liệu cách nhiệt của lò cũng là dạng vật liệu cứng chịu ăn mòn mang lại độ bền trong môi trường vận hành khắc nghiệt. Vật liệu cần nung sẽ được đặt trong các chén nung bằng gốm có kích cỡ khác nhau phù hợp thể tích lò nung mà khách hàng lựa chọn ban đầu. Loại nhỏ nhất là loại một vị trí, lớn hơn là 4, 8, 24 và 48 vị trí. Cửa lò dạng hai cánh có bản lề giúp mở lò dễ dàng khi đứng bên hông lò, và có lớp cách nhiệt để bảo vệ người vận hành. Hai ống khói được gắn trên hai cánh cửa của lò giúp thoát khí . Nhiệt độ lò được điều chỉnh Bộ điều khiển xử lý microprocessor-based ba kỳ và Bộ điều khiển thời gian 24/7 cho phép thiết bị được khởi động tự động mà không cần người vận hành có mặt.

Lò nung nấu chảy

Phân tích hàm lượng vàng chính xác

Phép phân tích chính xác được thực hiện để xác định hàm lượng kim loại quý trong nhiều loại vật liệu khác nhau. Điều này đặc biệt quan trọng đối với việc xác định độ tinh khiết để kí hiệu lên đồ trang sức. Hàm lượng kim loại quý trong các vật liệu khác nhau có thể khác nhau từ lượng được đo bằng phần triệu (ppm) đối với chất xúc tác chuyển đổi của ô tô hoặc mẫu quặng bột đến gần như 100% trong hợp kim trang sức hoặc vàng thỏi. Xác định hàm lượng kim loại quý trong vàng, bạc và bạch kim là điều cơ bản đối với ngành trang sức và đặc biệt quan trọng đối với những thẩm định viên, trong việc mua bán vàng phế liệu hoặc vật liệu đã qua sử dụng. Mặc dù phép đo phổ huỳnh quang tia X (XRF) cũng cho những kết quả chính xác và đáng tin cậy nhưng vẫn còn một số hạn chế, bao gồm cả chi phí đầu tư ban đầu. Đối với vàng và bạc, phương pháp chính xác và được ưa chuộng nhất vẫn là quy trình cupen hóa (hỏa luyện) truyền thống. Cupen hóa vàng là một quá trình tinh luyện trong đó tất cả các nguyên tố khác bị loại bỏ, chỉ còn lại vàng nguyên chất. Để phân tích vàng bằng phương pháp cupen hóa, các mẫu nhỏ được cân chính xác và bọc trong chì (thành một dang hạt) với một lượng bạc được xác định trước để hỗ trợ việc thu thập vàng và loại bỏ các kim loại tạp. Các hạt mẫu được đặt vào trong chén cupen là một chén được làm vật liệu xốp, và được nung đến 1100°C. Chì và các kim loại tạp chất sẽ được chuyển về dạng oxit và được hấp phụ bởi chén cupen. Sau khi nung, hạt còn lại trong chén cupen thu được sẽ là vàng và bạc nguyên chất. Hạt này được đun sôi trong axit nitric, để hòa tan loại bỏ bạc và để lại cặn vàng nguyên chất. Khi so sánh trọng lượng của phần vàng nguyên chất với mẫu ban đầu thì có thể tính được hàm lượng vàng theo khối lượng. Việc phân tích hợp kim vàng bằng phương pháp cupen hóa (hỏa luyện) là phương pháp tiêu chuẩn được sử dụng bởi Văn phòng khảo nghiệm Vương quốc Anh và là phương pháp tiêu chuẩn quốc tế theo ISO 11426: 2014 và ASTM E1335 – 08. Lò nung cupen hóa (hỏa luyện) mode CF của Carbolite Gero được thiết kế riêng cho quy trình thử nghiệm chính xác này đảm độ đồng đều nhiệt độ cao, tổn thất nhiệt thấp và kiểm soát khói thải hiệu quả.