Hidrojen Giderme Sürecinde Alüminyumun Saflaştırılması

Alüminyum alaşımlı külçe eriyiğinin arıtılması, esas olarak eriyikten hidrojenin uzaklaştırılmasını ve oksit kalıntılarının giderilmesini içerir. Alüminyum ve alüminyum alaşımlarının eritme sürecinde, hidrojenin sıvı alüminyumda çözünmesi çok kolaydır. Eritme sıcaklık aralığında, sıcaklık ne kadar yüksekse gaz çözünürlüğü de o kadar yüksek olur; özellikle katı halden sıvı hale geçiş sırasında gaz çözünürlüğü aniden artar.

Alüminyumun Saflaştırılması

Büyük ölçekli A-Mg alaşımı külçelerinde, sıvı metalde yüzey aktif bir element olan Mg bulunduğundan, oksit tabakası gevşer ve alüminyum sıvısının hidrojen emilimini artırır. Al-Mg alaşımındaki Mg elementi, alüminyuma göre oksijene daha fazla afiniteye sahiptir ve oksidasyon sonrası MgO oluşur; bu madde yoğun değildir ve yoğun alüminyum oksit tabakasını tahrip edebilir. Aynı zamanda, MgO suyla kolayca reaksiyona girerek MgOH ve hidrojen üretir. Mg içeriğindeki artış, hidrojen içeriğini artırır; bunun başlıca nedeni, Mg ilavesinin oksit filminin özelliklerini değiştirmesi ve bunun sonucunda kristal kafesin, hidrojeni emmesi zor olan yoğun bir γ-Al₂O₃ filminden, hidrojeni kolayca emen gevşek bir α-Al₂O₃ filmine dönüşmesidir. Erimiş alüminyumdaki Mg içeriği 1%'yi aşarsa, yüzey oksit tabakasının tamamı MgO'dan oluşur. MgO'nun buhar basıncı daha yüksektir ve yapısı gevşektir; bu da erimiş alüminyum üzerinde koruyucu bir etkiye sahip değildir. Bu nedenle, Mg içeriği arttıkça erimiş alüminyumun hidrojen emilimi de artma eğilimindedir.

Hidrojen giderme işlemi, esasen bir adsorpsiyonla arıtma işlemidir ve hidrojen ile oksitlenmiş kalıntıların giderilmesi amacına ulaşmak için inert gazın adsorpsiyon etkisinden yararlanır. Bunlar arasında inert gaz, sıvı alüminyum ve çözünmüş hidrojenle kimyasal olarak reaksiyona girmeyen ve sıvı alüminyumda çözünmeyen gazı ifade eder. Genellikle Ar, N2 inert gazı sıvı alüminyumun içine üflenir; inert gaz kabarcığı içindeki hidrojen kısmi basıncı sıfırdır. İnert gaz kabarcığı ile erimiş alüminyum arasındaki arayüzde bir hidrojen kısmi basınç farkı vardır; bu sayede erimiş alüminyumdaki hidrojen sürekli olarak kabarcıklara difüze olur ve eriyikteki hidrojen, kısmi basınç farkının etkisi altında kabarcıklara yayılır. Kabarcığın özgül yüzey alanı ne kadar büyükse, eriyik içindeki hidrojenin kabarcığa yayılması için kat etmesi gereken mesafe o kadar kısa olur, yükselme o kadar yavaş olur ve hidrojen giderme verimliliği o kadar yüksek olur. Ayrıca, hidrojen giderme verimliliği, hidrojen giderme arıtma süresi, arıtılmış gaz basıncı ve arıtılmış gaz sıcaklığı gibi proses parametrelerine de bağlıdır. İnert gaz kabarcıkları yüzeye çıktıktan sonra, kabarcıkların içindeki hidrojen dışarı taşar. Döner gaz giderme Bu yöntem, üfleme yöntemleri arasında en iyi yöntemdir. Kabarcıkların boyutunu ve dağılımını kontrol etmek için uygun bir yüksek hıza sahip bir rotora dayanır.

Farklı eriyik arıtma süreçlerine göre, çeşitli ülkeler SNIF gaz giderme sistemi, ALPUR çevrimiçi gaz giderme ekipmanı ve AdTech çevrimiçi gibi farklı alüminyum arıtma yöntemleri geliştirmiştir. gaz giderme ünitesi, ve alüminyum eriyiğinin toz püskürtme yoluyla arıtılmasına dayalı işleme yöntemleri.

Alüminyumun Saflaştırılması