إزالة الشوائب

تحتوي خردة الألومنيوم عادةً على تركيزات عالية من الشوائب المختلفة. وفي حالة استخدام خردة الألومنيوم كجزء من المواد الخام للألومنيوم، من الضروري إزالة الشوائب من الألومنيوم المنصهر الناتج عن صهر المواد الخام للألومنيوم. لذلك، بالإضافة إلى عمليات التكرير مثل إزالة الغازات من الألومنيوم المنصهر باستخدام مادة مساعدة، تُستخدم عمليات لإزالة الشوائب من الألومنيوم المنصهر، مثل طريقة التخميد، وطريقة الغاز النشط، والترشيح باستخدام الرغوة الخزفية للألومنيوم المنصهر.

وفقًا لطريقة الفصل، يمكن أن يظل الألومنيوم المنصهر في حالة سكون. ونظرًا لاختلاف الكثافة النوعية للشوائب عن الكثافة النوعية للألومنيوم المنصهر، فإن هذه الحالة الساكنة تؤدي إلى طفو الشوائب في الألومنيوم المنصهر أو ترسبها في قاعه. وبالتالي، يمكن تحقيق فصل الشوائب عن الألومنيوم المنصهر. ومع ذلك، فإن كفاءة الفصل منخفضة للغاية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن الكثافة النوعية للشوائب والألومنيوم المنصهر لا تختلف كثيرًا، كما أن قابلية التبلل عالية جدًّا. ولذلك، حتى بعد مرور وقت طويل على الانتهاء من هذه الطريقة، لا تزال هناك مشكلة تتمثل في بقاء كمية كبيرة من الشوائب في الألومنيوم المنصهر.

في طريقة الغاز التفاعلي، يتم إدخال غاز خامل إلى الألومنيوم المنصهر لتكوين فقاعات. تلتصق الشوائب بالفقاعات وتطفو معها في الألومنيوم المنصهر، مما يؤدي إلى فصل الشوائب عن الألومنيوم المنصهر. وتُعد هذه الطريقة مفيدة بشكل خاص لإزالة الغازات مثل الهيدروجين. ومع ذلك، تتسبب فقاعات الهواء الصاعدة في اهتزاز سطح الألومنيوم المنصهر اهتزازًا عنيفًا، مما يؤدي إلى تقليب الألومنيوم المنصهر. ويؤدي هذا إلى مشكلة أخرى تتمثل في أن طبقة الألومينا المتكونة على سطح الألومنيوم المنصهر قد تختلط مرة أخرى مع الألومنيوم المنصهر، مما يؤدي إلى زيادة عدد شوائب الألومينا.

وفقًا لطريقة ترشيح الألومنيوم المنصهر، يتم تمرير الألومنيوم المنصهر عبر مرشح مقاوم للحرارة لإزالة الشوائب منه. ويمكن إزالة الجسيمات الأكبر حجمًا من الشوائب من الألومنيوم المنصهر. ومع ذلك، يصعب إزالة الجسيمات الصغيرة من الشوائب التي يبلغ حجمها 100 ميكرون أو أقل، والتي تشكل غالبية الشوائب. وعلى وجه الخصوص، يصعب إزالة الجسيمات الصغيرة من الشوائب التي يتراوح حجمها بين 10 و25 ميكرون تقريبًا، على الرغم من أن هذه الإزالة أمر لا مفر منه للحصول على سبائك ألومنيوم عالية الجودة. لإزالة جزيئات الشوائب الصغيرة هذه، يجب أن يكون للمرشح التقليدي شبكة أكثر دقة. ومع ذلك، إذا كانت فتحات الشبكة صغيرة جدًا، وعندما يكون هناك العديد من الشوائب في الألومنيوم المنصهر، فإن المرشح سينسد خلال فترة التشغيل القصيرة، مما يؤدي إلى مشكلة عملية تتمثل في تقصير عمر المرشح.

قامت شركة AdTech بتطوير نوع جديد من مرشح سيراميكي رغوي وهو ما يحسّن كفاءة إزالة الشوائب الصغيرة جدًّا التي يتراوح حجمها بين 10 و25 ميكرونًا.