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Technologie de purification des alliages d'aluminium

Technologie de purification des alliages d'aluminium

La technologie de purification des fours de fusion d'alliages d'aluminium peut être classée en deux catégories, selon le mécanisme de purification : la technologie de purification par adsorption et la technologie de purification sans adsorption.

La méthode d'adsorption repose principalement sur la agent de raffinage pour former les inclusions d'adsorption et d'oxydation, tout en éliminant les inclusions d'oxydation et l'hydrogène fixé à la surface, afin d'assurer la purification de l'aluminium liquide.

La méthode sans adsorption s'appuie sur d'autres effets physiques et chimiques pour atteindre l'objectif de purification de l'aluminium liquide. L'action de raffinage de la méthode par adsorption ne se produit qu'au niveau de l'interface d'adsorption, tandis que la méthode sans adsorption agit simultanément sur l'ensemble de l'aluminium liquide. Les technologies de purification par adsorption comprennent principalement la purge au gaz inerte, la purge au gaz actif, la purge au mélange de gaz, la purification au sel de chlore (hexachloroéthane), la purification à l'aide d'agents de raffinage non toxiques, le flux de raffinage, etc.

Dans la technologie de traitement par purification par adsorption, on recourt à l'affinage du chlore gazeux, ce qui entraîne la formation de trichlorure d'aluminium à partir de l'aluminium liquide et la production de chlorure d'hydrogène à partir de l'hydrogène gazeux. Ce procédé présente des effets de purification à la fois physiques et chimiques, et son efficacité en matière d'affinage est évidente.

Il cause de graves dommages à l'environnement et aux équipements, et le chlore est le principal responsable de la destruction de la couche d'ozone dans l'atmosphère.

Par la suite, ce procédé a été remplacé par l'affinage à l'azote, et on a même eu recours à l'affinage à l'azote de haute pureté, ce qui a non seulement augmenté les coûts, mais s'est également avéré peu efficace en termes d'affinage.

Bien que l'on ait pris conscience de la gravité du problème et que l'on s'efforce d'améliorer le processus, les efforts déployés depuis de nombreuses années restent insatisfaisants. Les procédés de raffinage non toxiques et non polluants (tels que le raffinage à l'aide de gaz inertes comme l'azote et l'argon) ne permettent souvent pas d'obtenir un résultat aussi efficace que celui obtenu par le raffinage au chlore, bien que ce dernier soit contaminé par l'environnement.

Ces dernières années, l'affinage par mélange de gaz est largement utilisé à l'étranger ; cette technique consiste à ajouter une petite quantité de gaz actif à de l'azote ou de l'argon de haute pureté, ce qui permet d'améliorer la fusion de l'alliage d'aluminium afin d'éliminer l'hydrogène, ce procédé présente l’avantage d’éliminer les inclusions présentes à l’intérieur de l’alliage d’aluminium fondu et de favoriser la formation d’un laitier sec à la surface de celui-ci, ce qui permet d’obtenir un bon effet d’affinage. De plus, il est possible de contrôler artificiellement la quantité de chlore gazeux ajoutée, ce qui a un faible impact sur l’environnement.

Dans la technologie de purification sans adsorption, la méthode de stockage de l'hydrogène par les terres rares (méthode de fixation chimique de l'hydrogène) exploite la structure électronique particulière ainsi que les propriétés physico-chimiques des éléments des terres rares.

De plus, la formation de particules de dispersion composées d'un composé à haut point de fusion, ainsi que l'absorption d'une grande quantité d'hydrogène par l'alliage d'aluminium fondu à l'état solide, jouent un rôle de plus en plus important dans la purification de l'alliage d'aluminium fondu.

Parallèlement, les éléments de terres rares ont également été largement utilisés dans les procédés de transformation. C'est pourquoi la technologie de purification chimique par hydrogène solide et terres rares des coulées d'alliages d'aluminium est devenue une piste de développement pour les nouveaux affineurs de coulées d'alliages d'aluminium.