معالجة تكرير المعادن باستخدام غاز N₂ أو خليط غاز N₂-Cl₂

يمكن لمعالجة تكرير المعادن إزالة أو تقليل الشوائب الغازية والأكسيدية الموجودة في سائل سبائك الألومنيوم المعاد تدويرها، وذلك بهدف تحسين درجة تنقية السائل. تختلف متطلبات نقاء سبائك الألومنيوم المعاد تدويرها باختلاف أنواعها واستخداماتها. وعادةً ما يُشترط أن يكون محتوى الهيدروجين لكل 100 غرام من الألومنيوم أقل من 0.2 مل، وبالنسبة لبعض سبائك الألومنيوم الخاصة، يجب التحكم في محتوى الهيدروجين لكل 100 غرام من الألومنيوم بحيث يكون أقل من 0.1 مل. في الإنتاج الفعلي، تُستخدم طريقة التحليل المعدني لتحليل درجة وجود الثقوب الدقيقة في بنية سبائك الألومنيوم تحليلاً نوعياً لقياس محتوى الهيدروجين. ونظراً لأنه لا يمكن تحديد كمية الشوائب غير المعدنية بدقة، فمن الصعب وضع متطلبات كمية، ولا يمكن قياسها إلا من خلال التحليل المعدني لبنية السبائك. وأخيرًا، يجب تقييم جودة تأثير معالجة تنقية الذوبان تقييمًا شاملاً، وتحديد معلمات عملية معالجة التنقية.

ونظرًا لأن الكلور مادة سامة، فإنه يضر بصحة الإنسان ويؤدي إلى تآكل شديد في المعدات المحيطة. ولذلك، فإن المعالجة الحالية لتكرير المعادن في صهر سبائك الألومنيوم المعاد تدويرها تعتمد عمومًا على غاز N2 أو خليط غازي من N2 وCl2 معالجة التنقية عبر الإنترنت.

معالجة تكرير المعادن

ونظرًا لأن النيتروجين غير نشط كيميائيًا، فإنه لا يتفاعل كيميائيًا مع ذوبان سبائك الألومنيوم المعاد توليدها والغازات المذابة الأخرى عند درجة حرارة التكرير، كما أنه غير قابل للذوبان في الذوبان؛ لذا يمكن أن يتشكل عدد كبير من الفقاعات عند تمرير النيتروجين عبر الذوبان.

في فقاعات النيتروجين هذه، يكون الضغط الجزئي للهيدروجين صفرًا، بينما يكون الضغط الجزئي للهيدروجين في المادة المنصهرة أكبر بكثير من الصفر. وبالتالي، يوجد فرق كبير في الضغط الجزئي بين المادة المنصهرة وفقاعات النيتروجين، ويستمر الهيدروجين الموجود في المادة المنصهرة في التدفق إلى الفقاعات عن طريق الانتشار، ويستمر في الدخول إلى الفقاعة حتى يرتفع الضغط الجزئي للهيدروجين داخل الفقاعة ليصبح مساويًا للضغط الجزئي للهيدروجين في المادة المنصهرة، وبذلك يتحقق التوازن.

عندما يطفو عدد كبير من فقاعات النيتروجين من المادة المنصهرة، يتسرب الهيدروجين الموجود في الفقاعات إلى الغلاف الجوي، وبالتالي يتم تكوين الفقاعات بشكل مستمر، أي أنه يمكن إزالة الهيدروجين المذاب في المادة المنصهرة بشكل مستمر. وأثناء صعود الفقاعات، عندما تصادف شوائب، فإن الشوائب تلتصق بسطح الفقاعات بفعل التوتر السطحي، وتُزال هذه الشوائب مع صعود الفقاعات. ونتيجة لذلك، تُزال الشوائب أيضًا أثناء إزالة الغاز.

يتم تنقية ذوبان سبائك الألومنيوم المعاد تدويرها باستخدام النيتروجين، ويجب التحكم في درجة حرارة التنقية بحيث تقع ضمن النطاق 690-710 درجة مئوية. ونظرًا لارتفاع درجة الحرارة بشكل مفرط، فقد يتفاعل النيتروجين كيميائيًا مع الألومنيوم. ويتم التحكم في ضغط النيتروجين بحيث يقع ضمن النطاق 10~15 كيلو باسكال.

Leave a Reply