예제3-44) Sn 50Kg을 용해하였을때 Sn-Fe 2원계에서 공정점에서 부유거품으로 손실되는 양을 구하시오.

예3-44) Sn 50Kg을 용해하였을때 Sn-Fe 2원계에서 공정점에서 부유거품으로 손실되는 양을 구하시오. 

Sn-Fe 2원상태도는 그림 3-28과 같이

공정점은 0.003%Fe, 232℃에서, 공정점에서 석출하는 화합물은 19%Fe를 함유한다.

0.1%의 철을 불순물로써 함유하는 Sn50Kg을 용해하고,

공정온도 가까이까지 냉각한다.

굳어진 거품을 걷어낼 때, 고체와 동량의 액체도 포함되어 진다.

다음의 문제에 답하시요.

(a) 그 부유거품과 얻어진 금속의 중량과 화학조성을 구하시오.

(b) 얻어진 부유거품(Skimming) 중에 손실되는 Sn의 양을 구하시오

 

 

해) a)

부유거품을 제거하는데, 같은 량의 액체도 포함되어 제거되기 때문에,

부유거품의 50%는 19%Fe, 남머지 50%는 0.003%Fe이다.

즉 부유거품중의 Fe분은

(19.0+0.003)/2 = 9.5%

지금 부유거품량을 Xkg이라고 하면, 다음의 물질지수가 성립한다.

(0.1*50)/100 = [9.5*X/100]+[(50-X)*0.003]/100

X = 0.51

따라서, 부유거품의 중량은 0.51Kg이고, Fe분은 9.5%이다.

또한 0.003%Fe를 함유하는 금속이 49.49kg을 얻어진다.

 

해) b)

0.51*[(100-9.5)/100]*(100/50) = 0.92%

대게

(1) 불순물 I와 금속 M의 2원계 상태도에서 공정점이 가능하면 순금속 M에 가까운 조성일것

(2) 불순물 I의 융점이, 금속 M에 비해서 확연이 매우 높을 것

(3) I에 M이 용해하기 어려울 것

이 경우에는, 예와 같이 첨가물을 더하지않고, 고체로서 불순물을 제거할 수 있다.