El refinador de aluminio se utiliza en el proceso de purificación de las aleaciones de aluminio.

12 de junio Refinador de aluminio

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Refinador de aluminio Se utiliza en el proceso de purificación de las fundiciones de aleaciones de aluminio. Clasificación de los fundentes. Requisitos. Composición de los fundentes más utilizados. Ámbito de aplicación y métodos de uso.

En el proceso de fundición del aluminio y las aleaciones de aluminio, el hidrógeno y las inclusiones oxidadas son las principales sustancias que contaminan la masa fundida de aluminio.
El aluminio puede producir fácilmente A1202 o subalúmina (Al₂O y A10) en presencia de oxígeno.
Al mismo tiempo, también es muy fácil que se absorba gas (H), cuyo contenido representa entre el 70 y el 90% del gas total presente en el aluminio fundido, y los principales defectos de la aleación de aluminio fundido —poros e inclusiones de escoria— se deben al gas y a la oxidación que permanecen en la aleación, lo cual provoca la formación de partículas sólidas.
Por lo tanto, para obtener una masa fundida de alta calidad, no solo es necesario seleccionar un proceso de fundición adecuado y razonable, sino que también es muy importante el refinado y la purificación de la masa fundida.

Existen numerosos métodos de refinado y purificación para las fundiciones de aluminio y aleaciones de aluminio, entre los que destacan principalmente el método de flotación, el método de refinado con fundente, el método de filtración de la fundición, el método al vacío y el método combinado.
Este artículo presenta la aplicación del refinador de aluminio en la fundición de aleaciones de aluminio.

El papel del flujo
El fundente salino se utiliza ampliamente en la producción de aluminio primario y de aluminio reciclado para mejorar la calidad de la masa fundida y la tasa de recuperación del aluminio metálico.
El flux tiene cuatro funciones
1. Modificar la humectabilidad del aluminio fundido respecto al óxido (alúmina), de modo que el aluminio fundido se separe fácilmente del óxido (alúmina), con lo que la mayor parte del óxido (alúmina) pase a formar parte del fundente y se reduzca el contenido de óxidos en el aluminio fundido.
2. El fundente puede alterar el estado de la película de óxido presente en la superficie del metal fundido. Esto se debe a que es capaz de romper la película de óxido, resistente y densa, que recubre la superficie del metal fundido, dividiéndola en partículas finas, lo que facilita que el hidrógeno presente en el metal fundido se escape a través de los huecos de las partículas de la película de óxido y se libere a la atmósfera.
3. La presencia de la capa de fundente puede aislar el contacto entre el vapor de agua de la atmósfera y el aluminio fundido, dificultar la entrada de hidrógeno en el aluminio fundido y, al mismo tiempo, evitar que este se oxide y se queme.
4. El fundente puede absorber los óxidos presentes en el aluminio fundido, lo que permite purificarlo. En resumen, la eliminación de inclusiones en el refinado con fundente se consigue principalmente mediante adsorción, disolución e interacción química con la película de óxido y las inclusiones no metálicas presentes en el fundido.

Clasificación y selección de fundentes
Fundente de refinado clasificación y requisitos
Existen muchos tipos de fundentes que se utilizan en la fundición de aleaciones de aluminio, los cuales pueden clasificarse en agentes de recubrimiento (fundentes destinados a evitar la combustión oxidativa del metal fundido y a actuar como captadores) y agentes de refinado (fundentes destinados a la desgasificación y a la eliminación de inclusiones). Se utilizan diferentes aleaciones de aluminio, por lo que el agente de recubrimiento y el agente de refinado son distintos. No obstante, cualquier fundente utilizado en el proceso de fundición de aleaciones de aluminio debe cumplir las siguientes condiciones.
1. El punto de fusión debe ser inferior a la temperatura de fusión de la aleación de aluminio.
2. La densidad debe ser inferior a la de la aleación de aluminio.
3. Es capaz de absorber y disolver las inclusiones presentes en la masa fundida, así como de eliminar el gas de la misma.
4. No debe interactuar químicamente con el metal ni con el revestimiento del horno. Si interactúa con el metal, solo debe producir un gas inerte que sea insoluble en el metal, y el fundente debe ser insoluble en el metal fundido.
5. La higroscopicidad debe ser baja y la presión de evaporación debe ser baja.
6. No debe contener ni generar impurezas ni gases nocivos.
7. Tener la viscosidad y la fluidez adecuadas.
8. Fácil de fabricar: precio económico.

Composición del fundente y dosificación de la sal fundida
El refinador de aluminio se compone generalmente de cloruros y fluoruros de metales alcalinos y alcalinotérreos, y sus componentes principales son KCl, NaCl y NaF. CaF₂, Na₃AlF₆, Na₂SiF₆, etc. Las propiedades físicas y químicas del fundente (punto de fusión, densidad, viscosidad, volatilidad, higroscopicidad e interacción con los óxidos, etc.) desempeñan un papel decisivo en el efecto de refinado.

Cloruro
La sal de cloruro es el componente básico más habitual en los fundentes para aleaciones de aluminio, y la mezcla de sales 45%NaCl + 55%KCl es la más utilizada.
Debido a su gran capacidad de humectación sobre el Al₂O₃ sólido, las inclusiones y la película de óxido (el ángulo de humectación con el Al₂O₃ es superior a 20 grados), y a que la densidad del NaCl y del KCl a la temperatura de fusión es de solo 1,55 g/cm³ y 1, 50 g/cm³, que es significativamente menor que la densidad del aluminio fundido, por lo que pueden extenderse bien sobre la superficie del aluminio fundido, romper y adsorber la película de óxido presente en dicha superficie.
Sin embargo, en el caso de la masa que contiene únicamente sales de cloruro, los procesos de trituración y adsorción se desarrollan lentamente, por lo que es necesario realizar una agitación manual para acelerar dicho proceso. El cloruro presenta una baja tensión superficial, una buena humectabilidad y resulta adecuado como agente de recubrimiento. Entre ellas, las sales de cloruro con formas cristalinas moleculares, como CCl₄, SiCl₄, AlCl₃, etc., pueden utilizarse solas como purificadores, mientras que las sales de cloruro con formas cristalinas iónicas, como LiCl, NaCl, KCl y MgCl₂: son adecuadas para fundentes de sales mixtas.

Fluoruro
Añadir NaF a la mezcla de sales cloradas: Na₃AlF₆, CaF₂. Una pequeña cantidad de sal de flúor, que desempeña principalmente una función de refinado, como la adsorción y la disolución de Al₂O₃.
La sal de flúor también puede eliminar eficazmente la película de óxido de la superficie del material fundido y mejorar el efecto de desgasificación.
Esto se debe a que:
a) El fluoruro puede reaccionar químicamente con el aluminio fundido para producir gases como AlF, SiF₄, BF₃, etc. Estos gases favorecen mecánicamente la separación de la película de óxido del aluminio fundido, y comprimen dicha película para empujarla hacia el fundente.
b) La corriente generada en la interfaz donde tiene lugar la reacción anterior también provoca que la película de óxido se “elimine” y se rompa. Por lo tanto, la presencia de la sal de flúor acelera significativamente el proceso de destrucción de la película de óxido en la superficie del aluminio fundido, y el hidrógeno presente en la masa fundida puede escapar con mayor facilidad.
c) El fluoruro (especialmente el CaF₂) puede aumentar la tensión superficial de la mezcla de sales fundidas, hacer que el óxido adsorbido adquiera una forma esférica, facilitar su separación de la masa fundida y reducir la pérdida causada por la escoria fundida sólida envuelta en aluminio, y, debido al aumento de la tensión superficial del fundente, el baño fundido acelera el proceso de adsorción e inclusión del fundente.