Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 2 - Utvecklingslinjer inom metallurgin, av Gotthard Björling
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
rad oxid. Problemet blir emellertid väsentligt
förenklat, om man i stället för oxider arbetar
med halogenider, av ekonomiska skäl vanligen
med klorider eller fluorider.
Halogeniderna är ofta lättsmälta och
lättflyktiga och kan därför lätt höggradigt renas
från föroreningar genom enkla fysikaliska
processer, t.ex. kristallisation eller
fraktionerad destillation. Halogeniderna löser sig
inte i den nybildade metallen, varför
denna lätt kan befrias från reduktionsmedel och
från överbliven metallhalogenid. Eftersom
halogeniderna är mycket mera reaktiva än
oxiderna, kan man arbeta vid betydligt lägre
temperatur. Detta medför stora fördelar,
särskilt för undvikande av förorening från
apparaturen samt för dennas konstruktion.
Termen halogenmetallurgi används som ett
sammanfattande begrepp i motsats till
oxid-och sulfidmetallurgi. Halogenmetallurgin
passar mycket bra för metallotermiska reaktioner,
som fått en allt större betydelse. För oxider
är kol det klassiska reduktionsmedlet, men det
har nackdelen att karbid i regel bildas vid
den höga reduktionstemperatur, som skulle
fordras för de reaktiva metallerna, och man
har ingen metod att framställa ren metall ur
karbiden.
Inom oxidmetallurgin är den för
metallotermiska reduktioner mest använda metallen
aluminium, medan man inom halogenmetallurgin
i huvudsak använder magnesium, kalcium och
natrium. Dessa metaller kan framställas med
hög renhetsgrad, och liksom deras klorider
eller fluorider är de lättsmälta och destillerar
vid ganska låg temperatur. Man kan därför lätt
få den nybildade metallen ren. Medan varken
halogenerna själva eller halogeniderna är
lösliga i metallerna, inträder syre ofta som en
störande förorening i de reaktiva metallerna,
vilket ytterligare understryker oxidmetallurgins
olämplighet i sådana fall.
Titan och zirkonium reducerar man sålunda
med magnesium eller natrium ur motsvarande
klorider (fig. 5) och för reduktion av uran ur
dess fluorid använder man kalcium. I vissa fall
kan t.o.m. jodiden användas vid raffinering,
t.ex. av kisel, titan och zirkonium.
Smältelek-trolys sker praktiskt taget alltid i
halogenid-smältor; sedan länge har man använt klorider
för framställning av magnesium och alkali- och
jordalkalimetallerna samt fluorid för
framställning av aluminium.
Zonsmältning
Utom de nya metoder, som påverkat de tre
första stegen i framställningsschemat, vill jag
nämna en viktig metod, zonsmältning eller
zonraffinering (Tekn. T. 1954 s. 375, 1013; 1955
s. 796, 1014; 1956 s. 591), som medger en långt
driven raffinering av en metall. Det intressanta
är, att även den sker med tillämpande av rent
fysikaliska principer. Den bygger på det
mycket vanliga utseendet av ett fasdiagram, som
visar att en förorening vanligen är mindre lös-
lig i den fasta än i den smälta fasen. Ur en
oren smälta kan därför i regel en renare metall
segra ut, medan föroreningarna stannar kvar i
smältan.
Om man låter en smält zon passera genom en
horisontell metallsmälta, kristalliserar renare
metall ut efter hand som zonen passerar; med
smältan förs större delen av föroreningarna till
ena änden och kan avlägsnas genom
avkapning. Proceduren upprepas ett antal gånger,
vanligen dock ej mera än sex, och man kan på
så sätt få ned halten av vissa föroreningar
under 1 g/t, i extrema fall t.o.m. under 1 mg/t.
Zonsmältning har fått praktisk betydelse
särskilt för halvledare, t.ex. germanium, men man
har också kunnat rena ett flertal andra
metaller, inte bara lättsmälta sådana utan även mera
svårsmälta. Det senare är dock besvärligt,
eftersom det vid behandling av en reaktiv smälta
alltid är svårt att undvika förorening från
de-gelmaterialet; särskilt gäller detta reaktiva
metaller. Man har visserligen försökt att
zonraffi-nera en svårsmält metall, bl.a. titan, i ett
vertikalt göt utan degel genom induktiv värmning
och smältning av götets kärna, medan ytan
hålles kall och bildar ett skal, som tjänstgör
som degel, men denna metodik är omständlig
och berör endast götets kärna.
Induktiv uppvärmning av själva metallen är
det vanligaste, men man kan också värma på
annat sätt, t.ex. genom strålning. Utom metaller
kan också metallföreningar zonsmältas, t.ex.
halogenider (Tekn. T. 1956 s. 904). Man kan
också låta en gas reagera med den smälta
metallen under den smälta zonens passage.
Slutord
Metallurgin är en av de äldsta tekniska
vetenskaperna, kanske en av de allra äldsta,
eftersom den ju skapat förutsättningar för den
kulturella utvecklingen. Det är därför lätt att
förstå, att de äldsta kulturerna fått sina namn av
de oftast metalliska material, av vilket de
viktigaste verktygen var tillverkade. Trots sin
höga ålder har denna vetenskap inga
åldringssymptom utan är tvärtom utomordentligt
ut-vecklingskraftig.
Metallerna har visserligen inte samma
monopolställning som i gamla tider, men trots det
stora antal andra, särskilt organiska material,
som kommit fram på sistone och som på ett
utomordentligt sätt ansluter till och
kompletterar de metalliska materialen, vill jag likväl
påstå att den mänskliga kulturens utveckling
alltid kommer att förbli beroende av tillgången
på metaller.
Litteratur
1. Hirschwald, \V m.fl.: Thermodynamische Dalen und
Gleichgewichtsdiagramme metallurgischer Systeme I.
Erz-metall 10 (1957) h. 3 s. 123—127.
2. Morgan, S W K: The production of zinc in a blast
fur-nace. Träns. Inst. Mining & Metallurgy 66 del 11 1956—57
s. 553—565.
3. Statistische Zusammenstellungen. Metallgesellschaft AG,
Frankfurt/M 1956.
2Q TEKNISK TIDSKRIFT 1958
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
