Ликвационное рафинирование (ликвация) – это процесс очистки, основанный на образовании нескольких фаз, отличающихся по плотности. Чаще всего этот процесс применяется, если примесь и основной металл отличаются по температурам кипения.
Ликвация - нарушение однородности расплава, протекающее в жидком или затвердевающем металле.
Гетерогенизация расплава обусловлена различием в характере и величине сил взаимодействия между частицами расплава. При этом происходит обеднение компонентами одних участков объема расплава и обогащение других.
Такова картина ликвационных явлений в случае образования растворов между компонентами расплава.
Различие в характере и величине сил межчастичного взаимодействия может приводить к отделению друг от друга больших объемов расплава. В этом случае происходит разделение по плотности фаз.
В процессе кристаллизации слитка или непрерывно литой заготовки ликвация носит дендритный и зональный характер и является явлением нежелательным.
Дендритная ликвация проявляется в
микрообъемах сплава, сравнимых с размерами зерен и устраняется
высокотемпературным гомогенизирующим отжигом.
Зональная ликвация
проявляется во всем объеме слитка или заготовки и уменьшается при увеличении
скорости охлаждения расплава вследствие уменьшения сечения слитка, использования
водоохлаждаемых кристаллизаторов (МНЛЗ) и пр.
Косвенно явление ликвации проявляется при реализации процессов окислительного рафинирования, раскисления и пр.
Ликвационным рафинированием очищают ряд цветных металлов: Pb от Cu, Sn от Fe, Zn от Pb и Fe. Этот способ используется для извлечения Ag и Au из Pb и т.д.
Ликвационные способы отличаются друг от друга температурными условиями их осуществления. Они проводятся:
при охлаждении расплава и последующей
выдержке при определенной температуре; в этом случае из расплава выпадает
фаза, обогащенная примесью;
при нагреве твердого сплава до
температуры, при которой происходит выплавление легкоплавкой фазы,
богатой примесью;
при постоянной температуре, при которой в
расплав вводятся добавки, обладающие высоким химическим сродством к примеси и
образующие с ней самостоятельную фазу.