تصفية الألومنيوم المنصهر باستخدام مرشح سيراميكي رغوي

يُعد ترشيح الألومنيوم المنصهر طريقةً لإزالة الشوائب عن طريق تمرير سبيكة الألومنيوم المنصهرة عبر مرشح مصنوع من مواد محايدة أو نشطة، بهدف فصل الشوائب الصلبة العالقة في المادة المنصهرة. ووفقًا لخصائص الترشيح، يمكن تقسيم هذه الطريقة إلى فئتين. ويمكن تقسيم طريقة ترشيح الألومنيوم المنصهر إلى الترشيح السطحي والترشيح العميق.

تصفية الألومنيوم المنصهر

ووفقًا لمواد الترشيح، يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات: الترشيح باستخدام مواد شبكية (مثل القماش الزجاجي، والشبكات المعدنية)؛ والترشيح باستخدام مواد كتلة (مثل الطبقة المعبأة بالجسيمات السائبة، والمرشح الخزفي،, مرشح سيراميكي رغوي)؛ الترشيح عبر طبقة سائلة (مثل طبقة التدفق) الترشيح الكهربائي تكرير التدفق. تتم عمليات الترشيح وتنقية الألومنيوم المنصهر خلال عملية الصهر. وتُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في صناعة معالجة الألومنيوم وصناعة الألومنيوم المعاد تدويره.

يشير الترشيح السطحي إلى ترشيح الشوائب الصلبة التي تترسب بشكل أساسي على سطح وسيط الترشيح، ويُعرف أيضًا باسم الترشيح بكعكة الترشيح. ويندرج الترشيح باستخدام المواد الشبكية ضمن الترشيح السطحي. أما الترشيح العميق فيُعرف أيضًا بالترشيح الداخلي، حيث تترسب الشوائب الصلبة بشكل أساسي داخل مسام وسيط الترشيح. ومع تقدم عملية الترشيح، يتناقص الجزء الفعال من المسام تدريجيًا، وتنخفض النفاذية، وتتحسن دقة الترشيح. ويندرج ترشيح المواد السائبة ضمن الترشيح العميق.

تصفية الألومنيوم المنصهر

1) مرشح من مادة شبكية. وتتمثل آلية الترشيح في المرشح الشبكي بشكل أساسي في الفصل الميكانيكي للشوائب غير المعدنية الكبيرة والخشنة الموجودة في المادة المنصهرة من خلال عمل الشبكة. ولا يمكن لهذا المرشح احتجاز سوى الشوائب الموجودة في المادة المنصهرة التي يزيد حجمها عن حجم فتحات الشبكة (بافتراض أن الشوائب غير قابلة للتشوه).

2) مرشح المواد المكتلة. تعتمد آلية الترشيح في مرشح المواد السائبة المصنوع من مواد محايدة بشكل أساسي على فصل الشوائب الصلبة الموجودة في المادة المنصهرة من خلال الترسيب، والاعتراض الهيدروديناميكي، والاعتراض المباشر. يتميز مرشح المواد السائبة بسطح نوعي كبير، مما يتيح للمادة المنصهرة ووسط الترشيح فرصة التلامس مع المكونات. عندما تحمل المادة المنصهرة شوائب صلبة عبر القنوات الرفيعة للمرشح ذات المقاطع العرضية المتغيرة لحركة متغيرة السرعة، وبسبب الشوائب الصلبة التي تختلف كثافتها وسرعتها عن تلك الخاصة بالمادة المنصهرة، لذلك من الممكن حدوث ترسيب تحت تأثير الجاذبية، وبسبب عدم كروية الجسيمات الصلبة ومجال قوة القص غير المتساوي، فإنها تنتج حركة جانبية، مما يؤدي إلى تعلقها أو انحشارها أو امتصاصها بجدار القناة. وتتفاقم الظاهرة المذكورة أعلاه بتكوّن منطقة دوامة ذات ضغط منخفض حيث يحدث تغير مفاجئ في مقطع المسام. وبالإضافة إلى آلية الترشيح المذكورة أعلاه، فإن مرشح المواد الكتلية المصنوع من مادة نشطة ينتج أيضًا ترشيحًا عميقًا فيزيائيًا وكيميائيًا بسبب القوة السطحية والقوة الكيميائية، بحيث يمكن تنقية المادة المنصهرة بشكل أكثر دقة. يمكن لمرشح المواد السائبة احتجاز الشوائب الصلبة التي يكون حجمها أصغر بكثير من قطر مسامه.

3) مرشح الطبقة السائلة: يتمثل دور مرشح الطبقة السائلة في غسل المعدن السائل باستخدام مادة صهر سائلة. وتستند آلية الترشيح فيه إلى التفاعل الفيزيائي والكيميائي بين مادة الصهر والشوائب غير المعدنية، بالإضافة إلى ترطيب الشوائب وامتصاصها وحلها بواسطة مادة الصهر.

4) مرشح أنبوبي: مرشح ذو مسامية أدق لتحقيق ترشيح عالي الدقة من خلال زيادة مساحة الترشيح. وتتمثل مزاياه في الدقة العالية وفعالية الترشيح الجيدة؛ أما عيوبه فهي التكلفة المرتفعة، والمساحة الأرضية الكبيرة، وارتفاع نسبة الألومنيوم المتبقي، وسهولة تعطل جهاز التكرير.