آلومینای متال‌گرید چیست؟
آلومینای متال‌گرید (Metal Grade Alumina) به نوعی از پودر آلومینا (Al₂O₃) گفته می‌شود که خلوص بالا، کنترل دقیق ناخالصی‌ها، و ویژگی‌های فیزیکی مناسب برای کاربردهای متالورژیکی دارد، به‌ویژه برای تولید فلز آلومینیوم از طریق فرآیند الکترولیز هال-هرولت (Hall–Héroult).
🧪 مشخصات فنی آلومینای متال‌گرید
| ویژگی | مقدار معمول / توضیح |
|---|---|
| خلوص (Al₂O₃) | 98.5% – 99.6% |
| Na₂O (قابل‌حل) | 0.3–0.5% |
| SiO₂ | < 0.02% |
| Fe₂O₃ | < 0.03% |
| رطوبت (Moisture) | < 0.5% |
| سطح ویژه (BET) | 60–90 m²/g |
| اندازه ذرات (D50) | 60–100 میکرون |
| دانسیته توده‌ای | 0.9 – 1.1 g/cm³ |
| شکل ذرات | عمدتاً شبه‌کروی و متخلخل |
کاربردهای اصلی آلومینای متال‌گرید:
1. تولید آلومینیوم اولیه (Primary Aluminium Production)
در فرآیند الکترولیز هال–هرولت، آلومینا به سلول الکترولیتی حاوی کریولیت مذاب (Na₃AlF₆) اضافه می‌شود. در اینجا آلومینا نقش خوراک اصلی برای تولید فلز آلومینیوم را دارد.
🔁 واکنش اصلی:
2Al2O3+3C→4Al+3CO22Al_2O_3 + 3C \rightarrow 4Al + 3CO_22Al2O3+3C→4Al+3CO2
2. افزودنی در ترکیبات ریخته‌گری آلومینیوم
به عنوان کنترل‌کننده ویسکوزیته یا تثبیت‌کننده در آلیاژسازی یا دگازینگ مذاب آلومینیوم
3. تصفیه آلومینیوم مذاب
در برخی ترکیبات پاک‌کننده (fluxes)، از آلومینای متال‌گرید استفاده می‌شود.
🏭 خواص مهم مورد انتظار در آلومینای متال‌گرید:
| ویژگی کلیدی | اهمیت در فرآیند الکترولیز |
|---|---|
| خلوص بالا | جلوگیری از آلودگی فلز نهایی |
| کنترل Na₂O | تنظیم پایداری الکترولیت |
| توزیع اندازه ذرات مناسب | کنترل سرعت انحلال در کریولیت |
| کم بودن SiO₂ و Fe₂O₃ | کاهش سایش آند و تشکیل ناخالصی |
| خواص فیزیکی پایدار | جلوگیری از گرفتگی سلول و تولید یکنواخت |
مقایسه آلومینای متال‌گرید با سایر گریدها:
| نوع آلومینا | خلوص | کاربرد اصلی |
|---|---|---|
| متال‌گرید | 98.5–99.6% | الکترولیز و متالورژی |
| ری‌اکتیو آلومینا | 90–95% | نسوز، ملات و ریخته‌گری |
| سرامیکی (High Purity) | >99.9% | سرامیک پیشرفته، الکترونیک |
| کاتالیستی | 85–95% | پایه کاتالیست‌ها |