熔劑

在高溫下與試樣一起熔融，使試樣轉化為能溶於水或酸的化合物的一類化學試劑。常用熔劑的有鹼性熔劑，如碳酸鉀、碳酸鈉（如煉鐵用石灰石作熔劑，除去脈石）、氫氧化鉀、硼酸鹽等；酸性熔劑，如焦硫酸鉀、氟化鉀、氟化硼等；氧化性熔劑，如過氧化鈉、硝酸鉀、氯酸鉀等。即晶料。無色透明，熔點較一般顏色低。多用於增加顏料光澤或調節顏色的軟硬，克服彩病“驚剝落”。

基本介紹

• 中文名：熔劑
• 外文名：flux
• 類型：化學試劑
• 領域：冶金
• 主要作用：克服彩病“驚剝落”等
• 分類：酸性、鹼性

定義

鋼鐵冶金原料中的一類重要造渣材料。連續鑄鋼|煉鐵過程中，它與鐵礦石或鐵水中的雜質形成易熔爐渣，將雜質從鐵中分離出來，從而提高生鐵的質量。在煉鋼過程中熔劑是脫硫、脫磷、脫氧以及脫除各種非金屬夾雜物，提高鋼液淨度和減少熱損失不可缺少的造渣材料。

選擇

一般要求熔劑中的有效成分儘可能高，有害雜質含量儘可能低（如煉鋼熔劑要求含硫和磷低等），強度和塊度(粒度)能滿足冶煉工藝要求（如高爐煉鐵要求熔劑強度好，大高爐適用塊度為20～75毫米，小高爐塊度為10～30毫米，有色金屬硫化物精礦閃速熔煉要用粉狀熔劑等）。

熔劑的選擇同要提煉的金屬和礦石成分有關。鋼鐵冶煉常用CaO-Al₂O₃-SiO₂系渣，而鐵礦石和焦炭的灰分大多是酸性氧化物(SiO₂等)，因此主要用鹼性熔劑（石灰石或白雲石等）。個別情況下冶煉含鹼性脈石的鐵礦，也用酸性熔劑（石英或含酸性脈石的貧礦）。有色金屬冶煉常用FeO－SiO₂、FeO－CaO-SiO₂和FeO-Al₂O₃-SiO₂系渣，而有色金屬礦石和精礦中常伴生有鹼性鐵礦物、方解石等，因此主要用石英或低品位石英砂金礦為熔劑。如果冶煉含酸性脈石的礦石和精礦，應配加石灰石、鐵礦石或含鹼性脈石的有色金屬礦作熔劑。

作用原理

熔劑的選擇受冶煉過程高溫物理化學反應規律所控制，其中最主要的是酸性物質與鹼性物質相互作用而成渣的原理。一般地說，渣相化合物或混合物的熔點均比反應物的熔點低，因此高熔點雜質成渣後變得易熔，從而達到金屬與熔渣分離的目的。在鋼鐵冶煉及精煉過程中礦石本身帶入酸性或鹼性雜質，必須選擇一種相應的強鹼性或強酸性的熔劑來與礦石中的雜質組成低熔點爐渣，才能使雜質與金屬分離，達到冶煉的目的。此外，有些中性物質也可以用來作為熔劑降低渣的熔點，並改進其流動性，這要從熔渣的離子結構來解釋。

分類

鹼性熔劑 鹼性熔劑的主要化學成分為CaO及MgO等鹼性物質。常用的有石灰石、白雲石、石灰及消石灰。鋼鐵冶煉對鹼性熔劑的要求是：含鹼性氧化物(CaO及MgO)要高，含酸性氧化物(SiO₂及Al₂O₃)及有害雜質(S、P)要低，並要有一定的強度和粒度。高爐直接入爐用的鹼性熔劑主要是石灰石；為了增加高爐渣中的MgO含量以提高爐渣的流動性及脫硫能力，爐料中配加白雲石，最好使用白雲石化石灰石。為了節約高爐內熔劑分解的熱耗，儘可能避免鹼性熔劑直接入爐，而是把需要入爐的熔劑配加於燒結料或球團料中製成熔劑性燒結礦或自熔性球團礦。為了強化燒結生產，在燒結料中配加部分石灰或消石灰。煉鋼用的鹼性熔劑主要是石灰，要求石灰含CaO高，活性度高，其塊度大小與工藝要求及冶煉時間長短有關。鹼性平爐開始冶煉造渣時及電爐冶煉熔化期、氧化期也使用石灰石，主要利用石灰石分解出CO₂氣體來活躍熔池，排出鋼中氣體和雜質，降低含硫量。為了使爐渣中含一定MgO量以保護爐襯，煉鋼過程中加入少量的焙燒白雲石。

主要作用

熔劑在冶煉中主要有三方面的作用：

（1）控制爐渣的熔化溫度。如礦石中脈石多為二氧化矽，二氧化矽的熔點高達1983K，若加鹼性熔劑石灰，與鐵礦石，他們與二氧化矽作用生成鐵鈣矽酸鹽，鐵鈣矽酸鹽體系的熔點一般在1373K左右，由於加入鹼性熔劑而使造渣溫度從1983K降到1373K左右，因而就可以在較低的爐溫下進行熔煉。

（2）控制熔渣的粘度及密度一邊有效地與金屬分離，從而降低金屬在渣中的損失，提高金屬回收率。

（3）使有害雜質造渣。