Емблема кафедри ФХОТМ.Перехід на головну сторінку
Кафедра фізико-хімічних основ технології металів
Національний технічний університет України "КПІ ім. Ігоря Сікорського"
Новини Гостьова книга Форум Чат Дошка пошани Корисні посилання Адреса
Вступ (абітурієнтам)

Зонна плавка

Sb

Значні родовища сурм'яних мінералів знаходяться в Китаї, Росії, Болівії, Таджикистані, Канаді, Мексиці, Вірменії, Болгарії, Фінляндії, Японії, в ряді африканських країн. Близько 75 % світового виробництва сурми припадає на Китай (понад 120 тисяч тонн в рік), друге місце за обсягами виробництва займає Росія (близько 6,5 тисяч тонн), третє - М'янма (близько 6 тисяч тонн). Далі йдуть Канада, Таджикистан і Болівія. Загальне світове виробництво сурми становить близько 200 тисяч тонн в рік.

Отримати сурму з руди або концентрату - справа нескладна: за допомогою заліза її витісняють з сульфідів, а вуглець допомагає їй розлучитися з киснем оксиду. Можна скористатися і гідрометалургійними методами: перевести сурму спочатку в розчин, а потім витягти її шляхом електролізу. Але біда в тому, що одержувана всіма цими способами сурма не блищить чистотою: вміст в ній домішок (заліза, міді, миш'яку, сірки та інших) досягає часом 10-15 %.

На такий товар охочих знайдеться небагато, тому чорнову сурму доводиться піддавати очищенню. Її знову розплавляють, додаючи в піч такі речовини, які активно взаємодіють з домішками: сірку зв'язують залізом, миш'як виганяють содою, а залізо і мідь покірно видаляються після втручання сірчистої сурми. Цей метод називається вогневим рафінуванням.

Відомий інший метод очищення - електролітичний. Струм, проходячи через електроліт, яким заповнені великі ванни, приділяє особливу увагу до атомів сурми і надсилає їх на один з електродів (катод), де вони тісно "притуляються" один до одного. До домішок такої поваги вже немає, і їм доводиться залишатися в розчині.

Рафінована сурма містить вже не більше 0,5-0,8 % чужих атомів, але й такий метал задовольняє далеко не всіх споживачів: для напівпровідникової промисловості, наприклад, потрібна сурма чистотою у 99,999 %. Щоб отримати її, застосовують кристалофізичний метод очищення - зонну плавку. Довгий циліндричний злиток сурми укладають в графітовий контейнер (у вигляді коритця) і поміщають в кварцову трубку, навколо якої розташований кільцевий електричний нагрівач. У процесі плавки нагрівач переміщається вздовж злитка, розплавляючи по черзі все нові і нові порції металу. Коли "покинута" нагрівачем порція сурми застигає, все що містяться в ній у вигляді домішок перебирається в наступну зону, де метал знаходиться в рідкому вигляді. Це відбувається в силу фізичного закону, за яким при кристалізації речовини домішки "не мають права" застигати разом з ним, а повинні залишатися в рідкій фазі. (За прикладами ходити далеко не треба: крижаний панцир, що покриває взимку північні моря, не містить солей, хоча в морській воді їх досить багато). Поступово переходячи разом із зоною розплавленого металу, усі домішки врешті-решт опиняються на краю злитка. Цю частину злитка відрізають, а усю іншу сурму - тепер вже надчисту - здають на склад готової продукції. Втім іноді, в особливо відповідальних випадках, зонну плавку повторюють кілька разів. Для дотримання хімічної стерильності процес ведуть в атмосфері інертного газу (аргону), що не бажає вступити ні в які реакції.

Підданий багатостадійному очищенню метал здатен задовольнити найвибагливішого споживача. Не випадково на Всесвітній виставці в Брюсселі, що проходила в 1958 році, надчиста сурма Кадамджайского комбінату була визнана кращою в світі і затверджена у якості світового еталона.

Саме таку сурму використовують у якості добавки легуючих (всього-на-всього 0,000001 % !) до одного з найважливіших напівпровідникових матеріалів - германію, що помітно покращує його якість. Але якщо в ній на тисячу атомів виявиться хоча б один атом міді, то добавка замість користі принесе тільки шкоду. Ось чому перш ніж потрапити на заводи, які виготовляють напівпровідникові прилади, сурма і проходить такий довгий шлях вилучення і очищення. До речі, деякі її сполуки (зокрема, з галієм та індієм) - самі відмінні напівпровідники. Багато напівпровідникових матеріалів, що містять сурму, були отримані в умовах невагомості на борту радянської орбітальної наукової станції "Салют-6" і американської станції "Скайлеб".

(За матеріалами книги С. І. Венецького "Розповіді про метали" та Вікіпедії)

Історія
Персонал
Технічна база
Дисципліни
Студентам
Викладачам
Наукова робота та зв'язки
Видання кафедри
Здобутки
Випускники
Фотогалерея
Мультимедіа
Народна творчість
Студентський пульс
Публічна інформація
Вхід в систему:
Логін:
Пароль:

Новий користувач
Забули пароль ?
Зробити стартовою
Додати в вибране

Статистика:
Гостей: 2
Користувачів: 0
Зареєстровано: 44
     Зараз на сайті користувачів немає                    Найкращі користувачі сайту: Rybak (1727) , SZolotukhin (1675) , Iryna (1017) , Howo (813) , nazar23 (774) , Bass (505) , vendetta99 (457) , Dzhyhun (320) , justgoodz (162) , Ira (159)
Лічильник відвідувань сайту
з 5.02.2006 року
RAI Travel Сайт груп ФС
Україна онлайн
Счетчик PR-CY.Rank Счетчик PR-CY.Rank
Rambler's Top100
Украинский портАл Каталог MyList.com.ua
МЕТА - Украина. Рейтинг сайтов
bigmir)net TOP 100 Рейтинг@Mail.ru
Яндекс.Метрика каталог сайтів
На головну Новини Гостьова книга Форум Чат Дошка пошани Корисні посилання Адреса
Copyright © 2005-2017 Кафедра ФХОТМ, ІФФ, НТУУ "КПІ ім. Ігоря Сікорського", Київ
Designed by S. Rybak