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【LY轉(zhuǎn)載】產(chǎn)量可達(dá)百噸！電解法規(guī)模制備4N級(jí)高純鐵實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化

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電解鐵是高端鐵基新材料的原料，是分析測試的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，也是科研工作所必需的基本物質(zhì)材料。多年來，國內(nèi)電解鐵的供應(yīng)一直被日本、德國等發(fā)達(dá)國家所壟斷，不但價(jià)格高昂，而且采購過程還設(shè)置有壁壘。

　　電解鐵是高端鐵基新材料的原料，是分析測試的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，也是科研工作所必需的基本物質(zhì)材料。多年來，國內(nèi)電解鐵的供應(yīng)一直被日本、德國等發(fā)達(dá)國家所壟斷，不但價(jià)格高昂，而且采購過程還設(shè)置有壁壘。雖然我國多年來陸續(xù)開展了電解鐵實(shí)驗(yàn)室研究，取得了一些進(jìn)展，但是沒有形成規(guī)?；苽?N級(jí)及4N級(jí)以上電解鐵生產(chǎn)的成套技術(shù)。近些年，隨著新材料發(fā)展和科研工作深入，市場對電解鐵產(chǎn)品及純度需求持續(xù)增加，但因?yàn)榧夹g(shù)封鎖、貿(mào)易壁壘等因素采購更加困難。電解鐵成為我國高端新材料研發(fā)的關(guān)鍵物質(zhì)，這促使國內(nèi)機(jī)構(gòu)開始開發(fā)電解鐵制備技術(shù)和產(chǎn)線。
　　電解提純法制備純鐵屬于濕法冶金領(lǐng)域，其制備原理是基于電解過程中不同離子的平衡電位和水解能力不同而達(dá)到提純的效果。電解鐵的原理很簡單，但是產(chǎn)業(yè)化技術(shù)和裝備實(shí)現(xiàn)的難度卻極大。鐵的提純技術(shù)也被認(rèn)為是一個(gè)國家綜合國力的體現(xiàn)和象征。
　　據(jù)公開資料和報(bào)道顯示，日本及歐美發(fā)達(dá)國家具備生產(chǎn)包含氣體元素含量在內(nèi)的全元素含量檢測4N級(jí)以上電解鐵的技術(shù)和能力。過去，我國還沒有包含氣體元素含量在內(nèi)的全元素檢測的4N級(jí)電解鐵，自2019年起，為突破國外技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)4N級(jí)高純鐵的產(chǎn)業(yè)化制備，由上海大學(xué)、河北龍鳳山鑄業(yè)有限公司、上海大學(xué)（浙江）高端裝備基礎(chǔ)件材料研究院等單位在河北省科技項(xiàng)目的支持下開展了聯(lián)合攻關(guān)。通過實(shí)驗(yàn)室電解制備和電解制備純鐵中試等深入系統(tǒng)的科研工作，自主研發(fā)設(shè)計(jì)了電解純鐵制備生產(chǎn)線（圖1），成功研發(fā)出系列高超純鐵電解制備生產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了包含氣體元素在內(nèi)的全元素含量檢測的3N級(jí)電解鐵的低成本制備、4N級(jí)電解純鐵的產(chǎn)業(yè)化制備和4N級(jí)純鐵的低氧化制備技術(shù)，可以批量提供市場全元素含量檢測的3N、3N5、4N和4N5系列的電解鐵產(chǎn)品。4N級(jí)高純電解鐵產(chǎn)品及其微觀組織見圖2、圖3。


　　經(jīng)過各單位多年的團(tuán)結(jié)協(xié)作，攻克了電解效率與純度、電解鐵產(chǎn)品質(zhì)量等難題，實(shí)現(xiàn)了電解鐵產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，按照純度級(jí)別，產(chǎn)品包括了3N級(jí)、3N5級(jí)、4N級(jí)和4N5級(jí)等電解鐵。目前，電解鐵年產(chǎn)量可達(dá)百噸，做到了高端電解鐵產(chǎn)品的國產(chǎn)替代。為鐵基新材料、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、科研工作的需求奠定了堅(jiān)實(shí)的原材料基礎(chǔ)。
　　電解法制備高純鐵實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化是我國基礎(chǔ)材料的一個(gè)重大進(jìn)展，是探索材料純度和性能極限化的一大突破，4N級(jí)高純電解鐵的成功制備為后續(xù)制備5N超純鐵、6N級(jí)甚高純鐵奠定了可靠基礎(chǔ)。未來，該研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)努力，以4N級(jí)高純鐵、5N級(jí)超純鐵材料的制備為基礎(chǔ)，構(gòu)建“高超純鐵制備-新材料生產(chǎn)-高端基礎(chǔ)件制造和應(yīng)用”全產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)我國新材料發(fā)展和基礎(chǔ)件進(jìn)步。（劉騰軾）

《世界金屬導(dǎo)報(bào)》

2023年第47期 B01


　　來源：世界金屬導(dǎo)報(bào)
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