Fundente para la eliminación de metales alcalinos

Para eliminar los elementos de metales alcalinos (es decir, Na, Ca, K, Li), el fundente para la eliminación de metales alcalinos es un método reconocido para el procesamiento del aluminio fundido. En condiciones de equilibrio, se forman los cloruros de cada uno de estos elementos como productos de reacción. Excepto el LiCl, todas estas sales halogenadas son especies puras y se encuentran en estado sólido a la temperatura normal de procesamiento, por lo que pueden separarse fácilmente en la superficie del fundido como sobrenadante y eliminarse mediante desnatado.

Los elementos de metales alcalinos suelen estar presentes en concentraciones en la masa fundida inferiores a 500 ppm. Según la ley de acción de masas (la velocidad de reacción es aproximadamente proporcional a la concentración del reactivo), se forman sales metaestables fuera de equilibrio, como el AlCl₃ y el MgCl₂ (si hay Mg presente). Estos haluros son indeseables porque afectan en gran medida a la transmisión por aire durante el proceso. Además, el MgCl₂ se funde a 1306 °F y suele fundirse a temperaturas normales de procesamiento de la masa fundida. La fusión es muy indeseable porque resulta difícil eliminar la capa de sal que se forma en la superficie. Por lo tanto, resulta muy conveniente hacer reaccionar o formar complejos con elementos alcalinos para producir una sal con un punto de fusión más elevado, que se separe de forma más eficaz en estado sólido mediante flotación hacia la superficie.

Al dispersar el gas de fundente En el baño de aluminio fundido, el fundente para la eliminación de metales alcalinos se introduce en el cuerpo principal hacia abajo a lo largo de la dirección axial y se dispersa mediante el impulsor giratorio instalado en el eje. Sin embargo, este método no es ilimitado. El impulsor giratorio produce un vórtice alrededor del eje, lo que indica que la mayor parte del metal fundido gira o circula alrededor del eje del impulsor a una velocidad cercana a la del propio impulsor. El metal fundido añadido al medio de cultivo tiende a circular y a fundir los metales con una dispersabilidad mínima. Además, el vórtice tiene el efecto de aumentar la superficie del metal fundido expuesta al aire.

La mayor exposición del metal fundido al aire provoca una mayor formación de escoria, su consiguiente arrastre y sus efectos secundarios nocivos. Cuando el fundente es un gas, el vórtice puede causar problemas de otra forma. El gas fundente es separado por la fuerza física hacia el centro del vórtice, lo que provoca que las demás partes se desplacen y que el metal fundido no procese adecuadamente el gas de fusión. Por lo tanto, la eficacia del método se ve reducida debido a la fusión parcial. No utilice fundente para tratar el cuerpo. Además, el gas fundente arrastrado en el flujo del metal fundido tiende a fusionarse, lo que da lugar a la formación de burbujas de gas fundente más grandes en el metal fundido. Las burbujas más grandes reducirán la eficacia del fundente, ya que se procesa menos metal fundido.

Entre los métodos habituales para evitar la formación de remolinos se encuentra la inserción de deflectores o varillas en la masa fundida. Sin embargo, el deflector no es recomendable debido al volumen muerto que se forma detrás de su borde posterior. Otro método para evitar la formación de remolinos consiste en limitar la potencia suministrada al impulsor. No obstante, esto reduce considerablemente la eficiencia.

Por lo tanto, existe una necesidad urgente de un proceso de fundente más eficaz, que pueda impedir que la escoria de la superficie vuelva a incorporarse al baño de fusión mediante la formación de vórtices; por ejemplo, lograr que el material fundente quede finamente disperso en todo el baño de fusión y mejorar el contacto del metal fundido con el fundente para la eliminación de metales alcalinos, lo que permitiría mejorar el fundente del baño de fusión.