3.1. Chuẩn bị vật liệu, thiết bị, dụng cụ
3.1.1. Sơ chế phế liệu mạt, ba via nhụm
Phế liệu mạt, ba via hợp kim nhụm ADC12 (hợp kim nhụm ADC12 được gọi tắt là nhụm) thường lẫn nhiều tạp chất như dầu bụi trơn piston, dung dịch làm nguội khuụn, nước, bụi… Lượng dầu mỡ, bụi ẩm trong phế nhụm cú khi lờn tới 20-30%. Nếu bào quản khụng đỳng cỏch, phế liệu ẩm bị ăn mũn rất nhanh. Với độ ẩm 12%, sau 8 thỏng để trong kho, hiệu suất thu hồi nhụm của lũ nồi cú trợ dung, giảm đi tới 37% [ ]. Dung dịch huyền phự làm nguội khuụn cú tớnh kiềm, nờn thỳc đẩy mạnh quỏ trỡnh ăn mũn phế nhụm. Cựng một loại phế nhụm, nếu thật khụ, hiệu suất thu hồi nhụm cú thể đạt 50-60%. Cũn với độ ẩm 20%, hiệu suất thu hồi chỉ cũn 25-30%. Ngoài ra, phế nhụm ẩm sẽ làm gia tăng lượng hiđro hũa tan trong nhụm lỏng, làm giảm chất lượng nhụm tỏi chế. Hàm lượng ẩm trong phế liệu quỏ cao là điều nguy hiểm, khụng an toàn khi đưa vào nồi kim loại lỏng. Phoi, bụi, mạt sắt rất dễ hũa tan vào nhụm lỏng, làm giảm giỏ trị sử dụng của nhụm tỏi chế và giảm hiệu suất thu hồi hợp kim.
Từ đú thấy rằng, nấu phế nhụm khụng qua bước chuẩn bị, sơ chế là khụng hợp lý. Trước hết, cần thu gom cỏc loại phế liệu sau từng ca làm việc, tập trung vào nơi nhất định, khụng để vương vói, rải rỏc. Tiếp đú tiến hành cỏc bước sau:
- Phõn loại tuyển chọn phế liệu mạt, ba via nhụm và để riờng từng loại khụ sạch hoặc ẩm ướt, lẫn dầu.
- Khử dầu mỡ là một nguyờn cụng bắt buộc trước khi nấu luyện thu hồi. Nếu hàm lượng dầu mỡ tới trờn 6%, nờn dựng mỏy ly tõm. Dựng loại mỏy ly tõm tốt kết hợp với hơi nước trực tiếp thổi vào, cú thể giảm hàm lượng dầu mỡ trong phế liệu xuống tới 0,5%. Cú thể khử khỏ triệt để dầu mỡ bằng cỏch dựng dung dịch nước, chứa 6% nước thủy tinh, 4% natri follat, 1% xỳt và 0,5% kali cromat để rửa phế nhụm, sau khi đó quay sơ bộ trong mỏy ly tõm. Cũng cú thể dựng cỏc dung mụi hữu cơ tỏch nhờn rất tốt như dicloờtan, tricloờtan.
- Rửa lại bằng nước sạch - Phơi khụ, sấy khụ
- Tuyển từđể khử tạp chất sắt lẫn vào. - Sàng loại tạp chi kim loại.
- Để tiện bảo quản, vận chuyển, tăng năng suất thiết bị nấu luyện (giảm thời gian chất liệu, nấu chảy), thường đúng bỏnh phế đó xử lý sơ bộ.
Tuy nhiờn, phương phỏp đúng bỏnh chỉ phỏt huy được tỏc dụng với loại phế rất mới (ớt bị ụ xy húa) đó qua sấy, sàng, lọc cẩn thận. Cũn cỏc loại phế cũ, bẩn, bị ụ xy húa nhiều nếu đem đúng bỏnh sẽ nấu chảy rất khú và chậm. Vỡ màng ụ xyt dày, dẫn nhiệt kộm, bỏnh phế như là một khối cỏc hạt cỏch nhiệt với nhau và lỳc từng mảnh phế đó chảy lỏng, chỳng cũng khú tụ lại thành giọt lớn để cựng lắng xuống tạo nờn bể nhụm lỏng. Nhờ chế tạo được cỏc loại lũ điện thớch hợp, cơ khớ húa được khõu chất liệu, nờn ngày nay người ta cú thể nấu phế khỏ nhanh, chỏy hao ớt mà khụng cần đúng bỏnh.
3.1.2. Chuẩn bị trợ dung nấu luyện
Trợ dung che phủ: Yờu cầu đối với trợ dung che phủ bề mặt là phải luụn loóng để đảm bảo che kớn mặt thoỏng của bề mặt kim loại lỏng, chống hũa tan khớ và chống ụ xy húa. Nếu nấu loại phoi bị ụ xy húa nhiều, cú lớp xỉ sệt và dày làm giảm khả năng truyền nhiệt thỡ phải hớt bớt xỉ cũ cho thờm xỉ mới. Mức tiờu hao trợ dung phụ thuộc vào mức độ ụ xy húa của phoi nhụm.
Loại mạt nhụm tận thu trong đỳc ỏp lực cao bị ụ xy húa nhiều, phải nấu luyện ở nhiệt độ cao nờn đề tài chọn hỗn hợp trợ dung cú nhiệt độ chảy khụng cần thấp quỏ như nấu nhụm thụng thường. Vỡ nếu xỉ quỏ loóng sẽ dễ rỏch, tạo điều kiện để khớ xõm nhập vào kim loại.
Đề tài đó thớ nghiệm với một số hỗn hợp muối được phối trộn từ nhiều loại muối với tỉ lệ khỏc nhau để lựa chọn ra muối đa nguyờn cú nhiệt độ núng chảy phự hợp. Ngoài ra chỳng tụi cũng gửi cỏc loại hỗn hợp muối này đi thử nghiệm ở phũng Thớ nghiệm lọc húa dầu & vật liệu xỳc tỏc, hấp phụ thuộc trường Đại học Bỏch Khoa Hà Nội. Kết quả thử nghiệm được nờu trong bảng 3.1. (xem thờm
phiếu thử nghiệm ở phần phụ lục). Căn cứ thớ nghiệm và phiếu thử nghiệm, chỳng tụi đó chọn trợ dung che phủ với thành phần 10% NaF + 90% KCl. Muối
này cú nhiệt độ chảy 720oC, vừa che phủ vừa cú khả năng hũa tan ụ xyt nhụm.
Trợ dung tạo xỉ cú khả năng hũa tan ụ xyt: Quỏ trỡnh nấu luyện mạt nhụm phải lựa chọn được loại xỉ cú khả năng hũa tan ụ xyt, búc tỏch màng ụ xyt để nhụm lỏng cú thể thoỏt ra và đi vào nồi kim loại lỏng. Cryolit (AlF3.3NaF) là một trong những chất trợ dung cú khả năng hũa tan ụ xyt, nhưng nhiệt độ chảy khỏ cao, khoảng ~ 995oC, vượt xa nhiệt độ nấu luyện phế liệu mạt nhụm (khoảng 800ữ850oC). Do đú để tạo trợ dung thớch hợp, chỳng tụi đó kết hợp cryolit (AlF3.3NaF) với cỏc chất tạo xỉ khỏc cựng cú khả năng hũa tan ụ xyt nhụm, cú khả năng phõn ly, cú tỏc dụng biến tớnh đểđiều chỉnh nhiệt độ chảy của xỉ.