القائمة إغلاق

إزالة الغازات من المعادن المنصهرة وتكريرها

إزالة الغازات من المعادن المنصهرة وتكريرها

وفقًا لآليات إزالة الغازات المختلفة، يمكن تقسيم طريقة تنقية وذوبان سبائك الألومنيوم عن طريق إزالة الغازات إلى إزالة الغازات بفارق الضغط الجزئي، وإزالة الغازات المركبة، وإزالة الغازات بالكهرباء، وما إلى ذلك.

تتمثل طريقة تنقية المعدن المنصهر عن طريق إزالة الغازات باستخدام فرق الضغط الجزئي في وضع المعدن الذي يحتوي على غازات مذابة في فراغ يتميز بضغط جزئي منخفض للهيدروجين، أو إدخال غاز خامل إلى المادة المنصهرة لتوفير القوة الدافعة لعملية إزالة الهيدروجين. في الإنتاج الصناعي، يتم عادةً تمرير غازات مثل N₂ وAr وغيرها من الغازات الخاملة إلى داخل المادة المنصهرة، أو ضغط مادة التذويب المنتجة للغاز داخل المادة المنصهرة. ونظرًا لعدم وجود أي هيدروجين داخل الفقاعة على الإطلاق، أي أن الضغط الجزئي للهيدروجين يساوي صفرًا، فإن الضغط الجزئي للهيدروجين في المادة المنصهرة المحيطة بالفقاعة يكون أكبر من أو يساوي صفرًا. تحت تأثير فرق الضغط الجزئي للهيدروجين بين داخل الفقاعة وخارجها، تنتشر ذرات الهيدروجين المذابة إلى السطح الفاصل بين المادة المنصهرة والفقاعة، حيث تتحد من جديد لتشكل جزيئات هيدروجين داخل الفقاعة، ثم تطفو جزيئات الهيدروجين مع الفقاعة إلى سطح المادة المنصهرة وتخرج منها. وستستمر هذه العملية حتى يتساوى الضغط الجزئي للهيدروجين داخل الفقاعة وخارجها.

عملية تنقية الغاز

تتمثل طريقة تكرير وإزالة الغازات من المعدن المنصهر المركب في إضافة مادة معينة قادرة على تكوين هيدريدات ونتريدات مع الغاز إلى المادة المساعدة، مثل إضافة الليثيوم (Li) والكالسيوم (Ca) والتيتانيوم (Ti) والزنك (Zn) وغيرها من المعادن النشطة لتكوين LiH وCaH، TiN، ZnN، ومركبات أخرى لإزالة الغاز من المعدن المنصهر. تتميز هذه المركبات المتكونة بكثافة منخفضة، وهي في الغالب غير قابلة للذوبان في المعدن المنصهر، ويمكن التخلص منها بسهولة عن طريق إزالة الخبث والتكرير. يتفاعل الهيدروجين والأكسجين المذابان في المعدن المنصهر أحيانًا لتكوين بخار ماء متعادل الشحنة، وهو ما يمكن أن يحقق أيضًا الغرض من إزالة الغازات.

تستخدم طريقة التكرير الكهربائي لإزالة الغازات من المعدن المنصهر زوجًا من الأقطاب الكهربائية التي تُغرس في المعدن المنصهر، ويُغطى سطحه بـ تغطية التدفق. أو يُستخدم المعدن المنصهر كقطب كهربائي واحد، بينما يُغرس القطب الآخر في مادة التذويب، ثم يُطبق تيار مباشر لإجراء عملية التحليل الكهربائي. وتحت تأثير المجال الكهربائي، يندفع الهيدروجين (H) الموجود في المعدن نحو القطب الموجب، حيث يعادل الشحنة ويتبلمر إلى جزيئات هيدروجين، ثم يتسرب. أما الأيونات السالبة الأخرى الموجودة في المعدن فتطلق شحناتها على الكاثود، ثم تتجمع وتطفو إلى الأعلى وتبقى في مادة التسييل، وتتحول إلى خبث ليتم إزالته. وتُظهر الممارسة أن هذه الطريقة لا تقتصر على إزالة الغاز فحسب، بل تزيل الخبث أيضًا، ويمكن استخدامها في تكرير الألومنيوم وسبائكه وإزالة الغازات منها وإزالة الخبث.