Алуминиев прах и метод за получаването му
Изобретението се отнася до областта на праховата металургия, по-специално до състави и методи за производство на алуминиев прах с титаниева добавка, използвана в химическата промишленост като катализатор при производството на органоалуминиеви съединения, хидриди и други области на органичния синтез.
Известни алуминиеви прахове PA (GOST 6058-73), съдържащи 98-99% активен алуминий с много широк диапазон на дисперсия (размер на частиците от 0 до 2 mm). Частиците на такива прахове са покрити с плътен оксиден филм, който предпазва алуминия от по-нататъшно окисляване.
Въпреки това, поради високите защитни свойства на оксидния филм върху частиците на PA прахове, последните едва ли са подходящи за използване в органичния синтез, което изисква отворена алуминиева повърхност без защитни филми. Съдържанието на активен алуминий в редица PA прахове е на ниво от 98%, което често е ниско за органичния синтез. С оглед на това те са намерили много ограничено приложение в тези области.
Добавянето на титан в такъв прах осигурява образуването на AI-Ti интерметално съединение върху повърхността на алуминиевите частици. В условията на органичен синтез (при производството на изопренов каучук, високомолекулни алкохоли, органоалуминиеви съединения) това интерметално съединение се разлага и отваря неокислената повърхност на алуминия, осигурявайки неговия каталитичен ефект.
Целта на изобретението е да се получи алуминиев прах с титаниева добавка, подходящ за използване в онези области на органичния синтез, където стандартният ASD-T прах е неподходящ.
Това се постига с факта, че произвежданият и използван алуминиев прах съдържа титан в количество 0,05-0,34% и е с размер на частиците до 0,5 mm. Такъв прах отговаря на изискванията на потребителите и е подходящ за области на органичен синтез, по-специално при производството наорганоалуминиеви съединения, където стандартният ASD-T прах не е приложим.
Най-често срещаният метод за получаване на метални прахове, включително алуминий, е пръскането на разтопен метал със сгъстен газ. (Gopienko V.G. et al. Производство и използване на алуминиеви прахове и прахове. М. Металургия, 1980, стр. 13).
Известният прах ASD-T се получава по метод, защитен от изд. сертификат N 277525 B 22 A 9/00, характеризиращ се с това, че разтопеният метал или сплав се напръсква с инертен газ, нагрят до температура, близка до температурата на топене, като същевременно се подава студен инертен газ към зоната на разпръскване. Пръскането се извършва с помощта на трикомпонентно изхвърлящо устройство за пръскане, което осигурява подаване и разпръскване на струя от метал с горещ газ и подаване на насочен поток от студен газ.
За производството на прах от клас ASD-T се използва първичен алуминий не по-нисък от клас А, съгласно GOST 11069-74, и порест титан не по-нисък от клас TG-120 съгласно GOST 17746-79.
Основните технологични параметри за производство на такъв прах: температура на разпръскваната стопилка 900-950 o C; температура на спрей газ 420-500 o C; налягане на пръскащия газ 1,6-1,8 MPa.
Тези термодинамични параметри се определят на базата на серия от експериментални работи, извършени в индустриални условия и осигуряват необходимото качество на алуминиев прах, което удовлетворява потребителя.
За да се получи химичният състав, зададен от потребителя, във всеки конкретен случай тези параметри могат да се променят, но не надхвърлят границите, предвидени от приложението.
Същността на метода е илюстрирана с примери за конкретно производство на прахове с желани свойства.
В промишлена инсталация за пулверизация те произвеждаталуминиеви прахове с титанова добавка. Изходният метал беше течен алуминий, доставен от цеха за електролиза. Металът се излива в специална пулверизираща пещ с електрическо нагряване.
Регулирането на качеството на получените спрей продукти се извършва чрез промяна на основните технологични параметри на налягането и температурата на спрей газа и температурата на стопилката.
Полученият прах от праховия утаител се разтоварва през сито в специални контейнери и се анализира в съответствие с изискванията на TU 48-5-230-82.
От горното описание се вижда, че хардуерно-технологичното изпълнение на предложения метод не създава затруднения, тъй като вече се извършва на съществуващо оборудване.
Предимствата на предложения метод пред известните са възможността за получаване на алуминиев прах със свойства, предварително определени от потребителя чрез задаване на оптимални параметри на пръскане, температура на стопилка и дозировка на компонентите; разширяване на обхвата на получения алуминиев прах в производството на органичен синтез; подобряване на техническите и икономическите показатели както на процеса на получаване на алуминиев прах (чрез намаляване на съдържанието на Ti и енергийните разходи), така и при използването му чрез намаляване на потреблението, което се осигурява чрез увеличаване на каталитичния капацитет.
1. Алуминиев прах, съдържащ титан, характеризиращ се с това, че съдържа компоненти в следното съотношение, тегл.
Титан 0,05 0,34 Алуминий Останалите 2. Метод за производство на алуминиев прах, включващ пулверизиране на стопилката с нагрят инертен газ и охлаждане на пулверизираните частици със студен инертен газ, характеризиращ се с това, че пулверизирането се извършва с газ, нагрят до 300 400 o C и налягане на газа от 1,0 1,5 MPa, докатотемпературата на стопилката се поддържа при 850 880 o C.