مرشحات لتنقية الألومنيوم

مرشحات لترشيح الألومنيوم

يوجد حاليًا خمسة أنواع رئيسية من المرشحات المستخدمة في ترشيح الألومنيوم. وهي: شبكات سلكية منسوجة من الألياف الزجاجية أو الخزفية؛ طبقة مكدسة من جزيئات الألومينا غير المجمعة على شكل صفائح أو كروية؛ مرشح رغوي خزفي؛ أشكال متنوعة من جزيئات الألومينا الملتصقة؛ قطع خزفية مبثوقة كاملة. ويمكن التمييز بين المرشحات التي تستخدم لمرة واحدة والمرشحات متعددة الاستخدامات (مرشحات الأنابيب المسامية، والمرشحات المُسخَّنة التي تُستخدم لمرة واحدة). المرشحات ذات الطبقة المعبأة ومرشحات الأنابيب المسامية المستخدمة في الترشيح بالألمنيوم وغالبًا ما تُستخدم في المنتجات ذات السعة الكبيرة والمصنوعة من سبيكة واحدة (أو سلسلة واحدة) (مثل هياكل العلب، والعلب، والرقائق الرقيقة). ورغم أنها مناسبة لهذه الاستخدامات، إلا أنها لا تُعد فعالة من حيث التكلفة عندما يتعين استبدال العديد من السبائك أو عندما تكون المساحة المتاحة محدودة للغاية.

يلبي الفلتر القابل للتصرف متطلبات كفاءة الترشيح المتوسطة، وسهولة استبدال السبائك، وصغر الحجم. ويُعد الترشيح باستخدام الرغوة الخزفية عملية تكميلية لطرق معالجة المعادن الحالية، ويُستخدم على نطاق واسع في تصنيع السبائك والمسبوكات ذات الأشكال الخاصة. بالنسبة للأخيرة، عند وضعها في قناة التدفق، فإنها لا تمنع الشوائب فحسب، بل تعزز أيضًا ملء القالب بسلاسة ودون اضطرابات، بحيث لا تحدث إعادة الأكسدة وتكوّن الرغوة في الجزء السفلي من المرشح.

يتكون مرشح الرغوة الخزفية (CFF) من قطعة من الرغوة الخزفية ذات الخلايا المفتوحة، والتي تتباين في السماكة ومساحة المقطع العرضي. بشكل عام، يحتوي على فراغات مترابطة بنسبة 85% من حيث الحجم. تتفاوت دقة تصنيع المرشح، وعادةً ما تكون 10 و20 و30 ppi (مسام لكل بوصة طولية)، وهناك اتجاه نحو المسام الدقيقة (50 و60 و80 ppi). ووفقًا للاختبارات، كلما انخفض حجم المسام، زادت كفاءة الترشيح وموثوقية نظام الترشيح. ومن الملاحظات المثيرة للاهتمام أيضًا عند ترشيح المعادن شديدة النقاء أن أداء المرشح يكون ضعيفًا مع الجسيمات الصغيرة الحجم (15-30 ميكرون) مقارنةً بالجسيمات التي يتراوح حجمها بين 30 و60 ميكرون.

وقد تبيّن أن كفاءة ترشيح الألومنيوم المنصهر باستخدام المرشحات الرغوية الخزفية تزداد، في حالة الرمل الخشن، مع زيادة معدل التدفق وحجم المرشح وانخفاض المسامية، بينما تزداد الكفاءة، في حالة الرمل الناعم، مع انخفاض معدل التدفق.

في القناة البينية، وفي ظل ظروف التدفق الساكن، تُحتجز الجسيمات أيضًا في ما يُسمى بـ“المياه الراكدة”. وهناك، طالما لم يتسبب ذلك في إعاقة غير مبررة لتدفق المعدن، قد تشكل الشوائب التصاقًا طفيفًا، أو تراكمًا غير متماسك للمواد العالقة، أو تظل دون أي التصاق. قد يكون سبب إطلاق الجسيمات هو تغير في معدل التدفق أو الاهتزاز. لذلك، لا يمكن التحكم في احتجاز الجسيمات إلا إلى حد معين ضمن نطاق 1-30 ميكرون، ولا يمكن استبعاد إعادة انجراف الجسيمات المحتجزة. ويمكن أن يفسر هذا الغموض مخاطر هذه الجسيمات بدلاً من حجمها. يمكن تركيب مرشح الرغوة الخزفي قبل محطة الصب بتكلفة رأسمالية ضئيلة. ومع ذلك، فإن عمره التشغيلي محدود لأن الشوائب ستشكل كعكات ترسيبية أثناء الاستخدام، مما يزيد من مقاومة التدفق.