Технологии очистки алюминия, основанные на удалении водорода, в основном включают пузырьковую флотацию, вакуумную обработку, ультразвуковую обработку и накопление водорода с помощью редкоземельных элементов. Благодаря своей простоте и высокой эффективности метод пузырьковой флотации по-прежнему остается широко используемой технологией очистки жидкого алюминия от водорода. AdTech онлайновая установка дегазации использует метод пузырьковой флотации для дегазации алюминия.
В отрасли принят общепризнанный основной принцип метода пузырьковой флотации, заключающийся в том, что в расплавленном алюминии образуется большое количество внешних пузырьков, не содержащих водорода, то есть начальное парциальное давление водорода в пузырьках равно нулю. Таким образом, растворенный в расплаве алюминия водород продолжает поступать в пузырьки, в результате чего в них устанавливается парциальное давление водорода, которое продолжает расти до тех пор, пока парциальное давление водорода в пузырьках и концентрация водорода в расплаве алюминия не достигнут кинетического равновесия. Одновременно пузырьки всплывают в расплавленном алюминии и в конечном итоге выходят за пределы поверхности расплава, что позволяет достичь цели удаления водорода. Пузырьки также выполняют функцию адсорбции окисленных включений в расплавленном алюминии, благодаря чему удаляется и часть водорода, адсорбированного на этих включениях.
Метод пузырьковой флотации является традиционной технологией удаления водорода, однако в настоящее время он получил значительное развитие. В зависимости от типов очищающих агентов, вызывающих образование пузырьков при удалении водорода из расплавленного алюминия, их можно условно разделить на твердые и газообразные очищающие агенты. К первым относятся в основном очищающие вещества, представленные хлоридными солями или хлоридом, а ко вторым — очищающие вещества, представленные аргоном (Ar) и азотом (N₂). Хотя первые в настоящее время по-прежнему широко используются, из-за признанного серьезного загрязнения окружающей среды и других причин они не имеют широких перспектив применения в новом веке. Хотя с 1979 года появились различные экологически чистые очистители, они вызвали споры, и проблемы загрязнения расплавленного алюминия и экологии по-прежнему вызывают озабоченность. Такие очистители обычно создаются на основе тех или иных солей. В настоящее время нет перспектив полной замены хлорной соли или хлорида и широкого внедрения твердых очищающих веществ.
В то же время технология очистки с использованием газоочистителей в последние годы стремительно развивается. Поскольку она позволяет повысить эффективность удаления водорода из расплавленного алюминия за счет оптимизации кинетических условий удаления водорода и других мер, а также обеспечивает удобство эксплуатации и отсутствие загрязнения, она, несомненно, привлечет внимание специалистов. Её эффективность и преимущества постепенно получают признание со стороны коллег, а сама технология постоянно совершенствуется.
В целях развития высокоэффективных, энергосберегающих и экологически чистых технологий очистки расплава алюминия специалисты будут стремиться к новым достижениям в следующих областях в рамках общей тенденции развития технологий очистки методом пузырьковой флотации с использованием газовых растворителей в качестве очищающих агентов.
Усовершенствовать метод продувки в газоочистителе и подобрать оптимальные кинетические условия для удаления водорода из расплавленного алюминия. При определённых условиях в процессе плавки расплавленного алюминия обычно определяются термодинамические условия удаления водорода из расплавленного алюминия; однако для достижения максимальной эффективности удаления водорода необходимо в первую очередь улучшить его кинетические условия.
- Усовершенствовать метод продувки газоочистителя и подобрать оптимальные кинетические условия для удаления водорода из расплавленного алюминия.
- Используйте чистый инертный газовый флюс.
- Повысить степень очистки газоочистителей.
- В качестве очищающего агента используйте смешанный газ.
- Применять технологию совместной очистки.