القائمة إغلاق

تنقية الغاز المستخدم في صناعة الألومنيوم

تنقية الغاز المستخدم في صناعة الألومنيوم

يشير تنقية الغاز إلى إدخال الغاز إلى معدن الألومنيوم المنصهر أو إلى المواد التي يمكنها إنتاج غاز نقي. يُستخدم فرق الضغط الجزئي بين الهيدروجين الموجود في الألومنيوم المنصهر والفقاعة لجعل الهيدروجين ينتشر داخل الفقاعة، حيث تقوم الفقاعة باحتجاز الرغوة الشوائب أثناء عملية الطفو، وذلك لتحقيق الغرض المتمثل في إزالة الهيدروجين والشوائب. الغرض الرئيسي من أجهزة تنقية الغاز هو إزالة الهيدروجين. وفي الوقت نفسه، ونظرًا لتفاعل الشوائب الموجودة في المادة المنصهرة مع الهيدروجين، فإن عملية إزالة الهيدروجين تصاحبها إزالة الشوائب.

الـ تنقية الألومنيوم يعتمد عمل جهاز تنقية الغاز على نظرية التعويم بالفقاعات. ووفقًا لتصنيف أجهزة تنقية الغاز حسب نشاطها، يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات: الغاز الخامل، والغاز النشط، والغاز المؤكسد.

يشير مصطلح «الغاز الخامل» إلى الغاز الذي لا يتفاعل كيميائيًا مع الألومنيوم المنصهر والهيدروجين المذاب، وهو غير قابل للذوبان في الألومنيوم، ويشمل بشكل أساسي غازات الأرجون (Ar) والنيتروجين (N₂) والهيليوم (He) وغيرها. وهي غازات غير سامة وعديمة الطعم وخالية من التلوث، ولا تتطلب منشآت لمعالجة الغازات العادمة، كما أنها قادرة على امتصاص الهيدروجين وإزالته من الألومنيوم المنصهر بطريقة فيزيائية.

يشير مصطلح «الغاز النشط» بشكل أساسي إلى Cl₂، بالإضافة إلى ZnCl وMnCl وC₂Cl₆ وCCl₄ وأملاح الكلور أو كلوريداته الأخرى الناتجة عن عملية التنقية. ولا يذوب Cl₂ في الألومنيوم، لكن غاز الكلور يتفاعل مع الألومنيوم والهيدروجين المذاب في الألومنيوم. ونواتج التفاعل HCl و AlCl3 غازية وغير قابلة للذوبان في الألومنيوم المنصهر. في البداية، يكون الضغط الجزئي للهيدروجين في فقاعة AICl3 صفراً، مما يؤدي إلى إزالة الهيدروجين من المادة المنصهرة. يؤثر الغاز النشط على الألومنيوم المنصهر من خلال آليات فيزيائية وكيميائية لإزالة الهيدروجين. ولكن نظرًا لكونه ضارًّا بجسم الإنسان، وملوثًا للبيئة، كما أنه يسبب تآكل المعدات وعناصر التسخين بسهولة، ويؤدي إلى جعل البنية البلورية لسبائك السبائك خشنة، لذلك، ولتجنب المخاطر العامة، يستخدم الناس في الغالب الغاز الخامل.

يشير مصطلح «الغاز المؤكسد» إلى الغاز الناتج عن تحلل مادة التذويب تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة أو التفاعل مع الألومنيوم المنصهر، وهي طريقة جديدة لتذويب الألومنيوم. ولكنها تنتج في الواقع غازات NO وNO₂ وCO وHF التي يمكن أن تؤدي إلى أكسدة الألومنيوم المنصهر بشكل عنيف أثناء عملية التنقية.