عامل تنقية لمصانع صب الألومنيوم

عند اختيار تركيبة عامل التنقية المستخدم في صب الألومنيوم، بالإضافة إلى مراعاة الخصائص الفيزيائية العامة لعامل التنقية (مثل نقطة الانصهار، واللزوجة، والتوتر السطحي، والكثافة، والطفاوة، وما إلى ذلك)، يجب أيضًا مراعاة خصائص التفاعل الكيميائي بين عامل التنقية والمعدن والوسط الغازي. يجب السعي إلى أن تتمتع هذه المادة بقدرة قوية على امتصاص الشوائب وحلها، ونقطة انصهار منخفضة، وفصل جيد بين الخبث والألومنيوم، وأن تؤدي مكونات معينة من عامل التنقية إلى تغيير خصائص غاز الفرن عند تسخينه وصهره، مما يؤدي إلى تكوين جو مختزل معين، ويقلل من أكسدة الألومنيوم.

عندما يكون الدور الرئيسي لعامل تنقية سبائك الألومنيوم هو توفير الحماية، ينبغي اختيار الكلوريد. أما عندما تكون المهمة الرئيسية هي تنقية الغازات، فيجب اختيار عامل تنقية يتفاعل بفعالية مع الألومنيوم لإنتاج مواد غازية. وعندما يكون الهدف الرئيسي هو إزالة الشوائب، يجب مراعاة الظروف الديناميكية الحرارية والحركية لعامل التكرير مراعاة تامة. وفي الوقت نفسه، يجب أيضًا مراعاة الجوانب الاقتصادية، والتخزين، والسلامة، ومصدر الموارد، وحماية البيئة المتعلقة بعامل التكرير.

أملاح الكلوريد الشائعة الاستخدام في عملية الإنتاج هي: كلوريد الزنك، وكلوريد المنغنيز، وكلوريد البوتاسيوم، وكلوريد الصوديوم، وسداسي كلورو الإيثان، ورباعي كلورو الكربون، والتي يمكن استخدامها بمفردها أو في تركيبات. يمكن أن يؤدي استخدام الفلوريد (NaF، AlF₃، CaF₂، MgF₂) كمضاف إلى تحسين الظروف الحركية لعملية الإزالة والتنقية بشكل ملحوظ. إذا كان عامل تكرير إذا كان المطلوب ليس فقط تنقية الحبيبات، بل أيضًا تعديلها أو صقلها، فيمكن استخدام عامل صقل مركب يتألف من مادة تعديل أو صقل مضافة لتحقيق الغرض المتمثل في المعالجة الشاملة للألمنيوم المنصهر.

مع تزايد الوعي بحماية البيئة، تزداد الحاجة إلى عوامل تكرير خالية من التلوث. ويُعد كل من الهيكساكلوروإيثان والفريون، اللذان يشيع استخدامهما في الإنتاج، من العوامل ذات التأثير الجيد في عملية التكرير، إلا أن تأثيرهما الملوث للبيئة لا يمكن تجاهله. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم الهيكساكلوروإيثان والفريون كعوامل تنقية، وهناك متطلبات صارمة بشأن ترتيب التغذية. بشكل عام، يمكن إدخال المغنيسيوم (Mg) والقصدير (Sn) والزنك (Zn) والبيريليوم (Be) والعناصر الأخرى بعد عملية التنقية. وهذا من شأنه أن يعقد عملية الصهر، وفي الوقت نفسه، فإن تغذية المواد بعد التكرير ستتيح فرصًا لخليط المعادن لالتقاط الغازات واحتواء الشوائب. ولذلك، فقد حظيت طرق التكرير التي تجمع بين عمليات التكرير باستخدام غازي النيتروجين (N₂) والأرجون (Ar) مع تقنيات أخرى باهتمام متجدد، وهي تُستخدم على نطاق واسع اليوم.

لا يتفاعل كل من N2 وAr والألومنيوم المنصهر كيميائيًا، وتعتمد هذه العملية بشكل أساسي على آلية الانتشار، أي إزالة الغازات بالطرق الفيزيائية، دون التسبب في أي تلوث. ومع ذلك، فإن عملية التكرير هذه بطيئة نسبيًا. ولهذا السبب، تم تطوير أجهزة ومعدات تكرير تعمل بحقن غازي N₂ وAr الدوارين بسرعة عالية لتعويض أوجه القصور هذه وتحسين فعالية التكرير بشكل كبير. في الوقت الحاضر، يُعد استخدام غازي N₂ وAr كحاملين، مع إضافة كمية صغيرة من عامل التكرير الخالي من التلوث، واستخدام أنبوب واحد أو جهاز ومعدات حقن مسامية أو دوارة لتنقية سائل الألومنيوم، تقنية تكرير متقدمة، وقد استخدمت على نطاق واسع في البلدان الصناعية.