مرشحات ذوبان الألومنيوم

في عملية تنقية الألومنيوم المنصهر الحديثة، يُعد ترشيح الألومنيوم المنصهر آخر مرحلة من مراحل معالجة التنقية قبل الصب. وقبل ذلك، من خلال عمليات التكرير في الفرن، والترسيب، والامتصاص المتوسط وغير المتوسط، وما إلى ذلك، وعلى الرغم من إزالة الشوائب والغازات من 60% إلى 80%، لا تزال هناك شوائب دقيقة أكثر متناثرة في السائل المنصهر. من أجل الحصول على منتجات ألومنيوم عالية الأداء، يجب جمع هذه الشوائب الدقيقة وامتصاصها وفصلها. مقارنةً بطرق التنقية الأخرى، أصبحت طريقة الترشيح هي العملية المفضلة لمعالجة التنقية النهائية لمسبك الألومنيوم نظرًا لاستهلاكها المنخفض للطاقة، وسهولة التشغيل، وكفاءة إزالة الشوائب العالية، وتقليل التلوث الثانوي.

بعض المرشحات الشائعة المستخدمة في صهر الألومنيوم

مرشح من القماش الزجاجي والشبكة الزجاجية: يعتمد بشكل أساسي على الاعتراض الميكانيكي للشوائب وفصلها، ويتميز ببساطة هيكله وتكلفته المنخفضة، وهو مناسب لترشيح الشوائب ذات الجسيمات الكبيرة. ومع ذلك، فإن فعالية الترشيح بالنسبة للشوائب الدقيقة ضئيلة للغاية. بالإضافة إلى ذلك، يتميز المرشح بقوة حرارية منخفضة وعمر تشغيلي قصير وترشيح غير مستقر. ولا يمكن استخدامه سوى مرة واحدة، لذا يُستخدم بشكل أساسي للترشيح الأولي للمادة المنصهرة.

مرشح ذو طبقة عميقة (DBF): يتكون بشكل أساسي من كرات الألومينا المقواة المكدسة في طبقات وفقًا لنسبة معينة لحجم الجسيمات. ويمكنه ترشيح الشوائب التي يزيد حجمها عن 10 ميكرومتر. ويتميز بكفاءة ترشيح عالية، وسعة ترشيح كبيرة، وعمر خدمة طويل، وقابلية تكرار جيدة. ومع ذلك، فإن تكاليف استبداله مرتفعة، كما أنه عرضة للاضطرابات وقصر الدائرة الكهربائية وإعادة امتصاص الشوائب، وما إلى ذلك، بالإضافة إلى أن حجم جسيمات كرات الترشيح صغير جدًّا، مما يسبب مقاومة شعرية؛ ولذلك فإن مرشح DBF مناسب لترشيح المواد المنصهرة التي تتطلب أداءً عاليًا وسعة معالجة كبيرة.

المرشح الأنبوبي (BPF): يتم تلبيدها باستخدام مادة رابطة خاصة من الألومينا، ويبلغ حجم جسيماتها 2-5 ملم. ويتم الترشيح بشكل أساسي من خلال الفجوات المتعرجة بين الجسيمات. وتتمثل مزاياه في القوة الحرارية العالية، والطاقة السطحية المنخفضة، وانخفاض ضغط الرأس الأولي، وكفاءة الترشيح العالية (خاصةً بالنسبة للشوائب التي يقل حجمها عن 20 ميكرومتر)، وسعة الترشيح الكبيرة، والتكلفة الإجمالية المنخفضة، كما يمكن غسله واستخدامه بشكل مستمر لأكثر من 20 يومًا.

مرشح قرص العسل: يتم تصنيعه عن طريق البثق بالقالب أو القولبة المباشرة والتلبيد. ويتميز بمزايا عديدة، منها القوة العالية، ومقاومة الترشيح المنخفضة، ومعدل تدفق الذوبان المستقر، وسهولة الاستبدال، والتكلفة المنخفضة. أما عيبه فهو أنه بسبب محدودية قالب التشكيل، يكون حجم المسام كبيرًا، ويعتمد الترشيح بشكل أساسي على جدران المسام لامتصاص الشوائب، كما أن كفاءة الترشيح منخفضة.

مرشح رغوي خزفي يُعد (CFF) حالياً المرشح الأكثر استخداماً لترشيح الألومنيوم المنصهر. وتتمثل مزاياه في المسامية العالية، وكفاءة الترشيح العالية، وسهولة الاستبدال، والتكلفة المنخفضة، والقدرة العالية على التكيف. ويمكنه ترشيح الشوائب الصلبة وفصل بعض الشوائب السائلة. أما عيوبه فهي ضعف مقاومته لدرجات الحرارة العالية، وعمره الافتراضي القصير (يُستخدم في الغالب لمرة واحدة)، وسعة الترشيح المنخفضة.