Fluxo para remoção de metais alcalinos

Para remover os elementos de metais alcalinos (ou seja, Na, Ca, K, Li), o fluxo para remoção de metais alcalinos é um método reconhecido para o processamento de alumínio fundido. Em condições de equilíbrio, os cloretos de cada um desses elementos são formados como produtos da reação. Com exceção do LiCl, todos esses sais halogenados são espécies puras e se apresentam na forma sólida à temperatura normal de processamento; portanto, podem ser facilmente separados na superfície da massa fundida como sobrenadante e removidos por escumagem.

Os elementos dos metais alcalinos geralmente estão presentes em concentrações na massa fundida inferiores a 500 ppm. De acordo com a lei da ação de massa (a velocidade de reação é aproximadamente proporcional à concentração do reagente), formam-se sais metaestáveis fora do equilíbrio, como o AlCl₃ e o MgCl₂ (se houver Mg presente). Esses halogenetos são indesejáveis, pois afetam significativamente a transmissão por ar no processo. Além disso, o MgCl₂ funde a 1.306 °F e geralmente funde em temperaturas normais de processamento de fusão. A fusão é altamente indesejável, pois é difícil remover o sal que se acumula na superfície. Portanto, é altamente desejável fazer a reação ou complexar os elementos alcalinos para produzir um sal com ponto de fusão mais elevado, que seja separado de forma mais eficaz na forma sólida por flotação até a superfície.

Ao dispersar o gás de fluxo No banho de alumínio fundido, o fundente para remoção de metais alcalinos é introduzido no corpo principal de forma descendente, ao longo da direção axial, e dispersado pelo impulsor giratório instalado no eixo. No entanto, esse método não é ilimitado. O impulsor giratório produz um vórtice ao redor do eixo, o que indica que a maior parte do metal fundido gira ou circula ao redor do eixo do impulsor a uma velocidade próxima à do próprio impulsor. O metal fundido adicionado ao meio de cultura tende a circular e a fundir metais com dispersibilidade mínima. Além disso, o vórtice tem o efeito de aumentar a área de superfície do metal fundido exposta ao ar.

A maior exposição do metal fundido ao ar leva ao aumento da formação de escória, ao seu subsequente arrastamento e aos seus efeitos colaterais prejudiciais. Quando o fundente é um gás, o vórtice pode causar problemas de outra forma. O gás fundente é separado por força física em direção ao centro do vórtice, fazendo com que as demais partes sejam deslocadas e o metal fundido não processe adequadamente o gás de fusão. Portanto, a eficácia do método é reduzida devido à fusão parcial. Não utilize o fluxo para tratar o corpo. Além disso, o gás de fluxo arrastado no fluxo do metal fundido tende a se aglomerar, resultando na formação de bolhas maiores de gás de fluxo no metal fundido. Bolhas maiores reduzirão a eficiência do fluxo, pois menos metal fundido é processado.

Entre os métodos comuns para suprimir a formação de vórtices estão a inserção de defletores ou hastes na massa fundida. No entanto, o uso do defletor é indesejável devido ao volume morto atrás de sua borda traseira. Outro método para suprimir a formação de vórtices consiste em limitar a potência fornecida ao impulsor. No entanto, isso reduz drasticamente a eficiência.

Portanto, há uma necessidade urgente de um processo de fluxo mais eficaz, capaz de suprimir a reabsorção da escória da superfície de volta para a massa fundida por meio da formação de vórtices; por exemplo, fazer com que o material de fluxo fique finamente disperso em toda a massa fundida e aumentar o contato do metal fundido com o fluxo para a remoção de metais alcalinos, o que pode melhorar o fluxo da massa fundida.