Alüminyum Cürufu Giderme Yöntemleri, Mekanik Filtrasyon, Flotasyon İlkesi

Alüminyum cürufu giderme yöntemleri beş tanedir; bu beş yöntemin temel ilkeleri arasında kimyasal cüruflama, yoğunluk farkı, flotasyonla cüruflama, akı çözünmesi ve mekanik filtreleme yer almaktadır. AdTech gaz giderme ünitesi ve filtreleme üniteleri, esas olarak flotasyonla cüruflama ve mekanik filtreleme ilkelerini kullanmaktadır.

Alüminyum Cürufu Giderme Yöntemleri

Kimyasal Cüruf Oluşumu

Bileşik cüruf oluşumu, alkali oksitlerin ve asit akışkanlarının ya da asit oksitler ile alkali akışkanların oluşturduğu karmaşık bileşiklerin veya komplekslerin kullanımına dayanır. Bunun nedeni, sıvı alüminyumdaki oksit ile akışkan arasında güçlü bir bağlanma kuvveti bulunmasıdır. Belirli sıcaklık koşulları altında, bunlar birbirleriyle etkileşime girerek daha düşük yoğunluklu ve daha düşük erime noktasına sahip çift tuzlu cüruflar oluşturabilirler. Bu cüruflar metallerden kolayca ayrılabilir ve böylece alüminyum yüzeyinden uzaklaştırılabilir.

Bileşik cüruflaşma esas olarak metal eriyik yüzeyinde gerçekleşir ve bu reaksiyon, cüruf ile astar arasındaki temas noktasında da meydana gelir. Metal eriyik içinde asılı duran metalik olmayan kalıntılar, dağılım yasası ve yoğunluk farkının etkisiyle, eriyik içinden yüzeydeki cürufa doğru sürekli olarak yüzer ve cüruf oluşum reaksiyonuna katılır.

Yoğunluk farkı

Bu yöntem, metal eriyik ile metal olmayan kalıntılar arasında büyük bir yoğunluk farkı bulunan ve kalıntı parçacıklarının boyutu büyük olan alaşımlar için uygundur. Yoğunluk farkı yöntemi genel olarak, metal eriyiklerin bir süre boyunca arıtma sıcaklığı ve akışkanın etkisi altında tutulmasını, kalıntıların yüzeye çıkmasını veya dibe çökmesini ve bunların uzaklaştırılmasını sağlar. Cüruf ve kalıntıların yüzdürme veya batma hızı, ikisi arasındaki yoğunluk farkıyla doğru orantılı, eriyik viskozitesiyle ters orantılı ve cüruf parçacıklarının yarıçapının karesiyle doğru orantılıdır.

Erimiş alüminyumun sıcaklığı düşük ve kalıntı sayısı fazla olduğunda, erimiş alüminyumun viskozitesi yüksek olur ve cürufun yüzeye çıkması veya dibe çökmesi için gereken süre uzar. Alaşım sıcaklığı sabit olduğunda, eriyik viskozitesi ile eriyik ve cüruf arasındaki yoğunluk farkı fazla değişmeyeceğinden, cürufun boyutu ve şekli yüzeye çıkma veya batma süresi üzerinde büyük bir etkiye sahip olacaktır.

Bu nedenle, yoğunluk farkı esas olarak eriyikten ayrılmayı kolaylaştırmak amacıyla cüruf kalıntısının boyutunun artırılmasıyla sağlanır. Alüminyum eritme işlemi sırasında, A1203'ün yarıçapı 0,1 mm'den 0,001 mm'ye düşürüldüğünde, gerekli bekleme süresi 5 saniyeden 13,8 saate çıkar; bu da cürufun yüzeye çıkması veya dibe çökmesi açısından elverişsiz bir durumdur. Alüminyum alaşımlarının genellikle 20 ila 30 dakika bekletilmesine izin verilir, ancak cüruf giderme etkisi yine de oldukça sınırlıdır. Bu yöntem zaman alıcı ve enerji yoğundur; ayrıca, ince dağılmış cüruf kalıntılarını gidermek zordur. Genel olarak, belirli bir aşırı ısıtma sıcaklığında, akışkan karıştırılıp cüruf oluştuktan sonra, belirli bir cüruf giderme etkisi elde etmek amacıyla bir süre bekletilir.

Alüminyum Arıtma Süreci

Yüzdürme İlkesi

Flotasyon prensibi, akı veya inert gaz ile oksit arasındaki belirli bir fiziksel ve kimyasal etkileşimi, yani adsorpsiyon ve kısmi çözünmeyi kullanarak, köpüğün oksidi uzaklaştırmasını sağlar. Alüminyum alaşımının erime sıcaklığı düşüktür, ancak oksidinin erime noktası çok yüksektir. Bu durumda, kimyasal yöntemi kullanmak zordur. Bu nedenle, flotasyon yöntemi daha uygundur.
Alüminyum alaşımı azot gazı ile arıtıldığında, hidrojen giderme işlemi sırasında çok sayıda oksitlenmiş cüruf yüzeye çıkar. Bu tür gazla yüzdürme yoluyla cüruf giderme işleminin işleyişi, temelde akı ile yüzdürme yoluyla cüruf giderme işleminin işleyişiyle aynıdır.

Kabarcıklar sıvı alüminyumdan geçerken, dağılmış oksit parçacıkları kabarcıklara çarpar, kabarcıklar üzerinde adsorbe olur ve kabarcıklar yükselirken sıvının yüzeyine çıkar. Kabarcık sayısı ne kadar fazla ve kabarcık boyutu ne kadar büyükse, cüruf giderme etkisi o kadar iyi olur. Kullanılan inert gaz genellikle azot ve argondur. Alüminyum alaşımları da, esas olarak klorür tuzlarına dayalı bir yüzdürme maddesi olarak yaygın olarak kullanılır.

Akı Çözünmesi

Metal olmayan kalıntılar sıvı akı içinde çözündükten sonra, akının yüzeye çıkması ve dibe çökmesi sonucu metal eriyikinden ayrılabilirler. Akıların hapsolmuş cürufu çözme kabiliyeti, moleküler yapılarına ve bunun sonucunda ortaya çıkan kimyasal özelliklerine bağlıdır. Moleküler yapı ve kimyasal özellikler benzer olduğunda, belirli bir sıcaklıkta birbirleriyle karışabilirler. Eşit miktarda sodyum klorür ve potasyum klorür karışımına 10% kristalit eklenmesi, 0,15% Al2O3'ü çözebilir. Kristalit miktarı arttıkça, akışkan içindeki alüminanın çözünürlüğü de artar.

Dökümhane Seramik Filtreleri

Mekanik Filtreleme

Yukarıda bahsedilen alüminyum cüruf giderme yöntemleri, eriyik yoğunluğu açısından çok az fark gösteren, parçacık boyutu küçük ve dağılımı son derece yüksek olan metalik olmayan kalıntılar için işe yaramaz. Bu nedenle, metal eriyik seramik köpük filtre Filtre malzemesi, metalik olmayan kalıntılar üzerinde mekanik bir engelleme etkisi gösterir. Ayrıca, filtre malzemesi kalıntılar üzerinde bir adsorpsiyon etkisi de gösterir. Genel olarak, filtre malzemesinin boşlukları ne kadar küçük ve kalınlığı ne kadar fazla olursa, alüminyum sıvısının akış hızı o kadar düşük olur ve mekanik filtreleme etkisi o kadar iyi olur.