סוגי הזיהום העיקריים של חומרים שיוריים
זיהום חומרי שאריות משפיע ישירות על ערך המיחזור שלו ועל איכות המוצרים שהומסו מחדש, וניתן לחלק את מקורות הזיהום העיקריים לקטגוריות הבאות:
1. זיהום הידבקות פני השטח: בעיקר אמצעי סיכה מקררים כגון שמן חיתוך ואמולסיה המשמשים בתהליך העיבוד.
2. זיהום מכני:
חומרים פרומגנטיים: חלקיקי מתכת שמקורם בבלאי של ציוד עיבוד, כגון כלי חריטה, חותכי כרסום וכלים אחרים.
חומרים לא-פרומגנטיים: זיהומים מכלים או מהסביבה כגון טונגסטן, טונגסטן קרביד, קרמיקה וכו' שעלולים להתערבב פנימה.
3. זיהום אלמנטים ביניים: בעת עיבוד או אחסון של חומרים שאריות, משטחים בטמפרטורה גבוהה או טריים יגיבו עם חמצן וחנקן באוויר, ויצרו שכבות תחמוצת שבירות ושכבות ניטריד, וכתוצאה מכך ירידה בגמישות החומר ובקשיחות החומר.
תהליך טיפול טיהור של שאריות פירורים
לשאריות גרוטאות יש שטח פנים ספציפי גדול וקל לספוח מזהמים, ולכן הם צריכים לעבור מערכת של תהליכי טיהור עדינים ומתמשכים:
1. ריסוק וכריכה: ראשית, הסלילים הארוכים נמעכים כדי להפוך את גודלם לאחיד ולהקל על העיבוד הבא; יחד עם זאת, נעשה שימוש בכנף להסרה תחילה של זיהומים קלים כגון כתמי פלסטיק ושמן.
2. ניקוי הסרת שומנים: השתמש בכביסה אלקלית חמה, בניקוי ממסים אורגניים או בצלייה בוואקום-בטמפרטורה גבוהה כדי להסיר לחלוטין שומנים ונוזל קירור.
3. הסרת ברזל בהפרדה מגנטית: באמצעות תהליך הפרדה מגנטי חזק רב-שלבי, תכלילי מתכת פרומגנטית מופרדים ומוסרים ביעילות.
תהליך טיפול טיהור של שאריות פירורים
4. ייבוש והקרנה: יש לייבש את שבבי הטיטניום המנוקים במלואם כדי למנוע חמצון משני או התפרקות מימן הנגרמת על ידי לחות; לאחר מכן, גודל החלקיקים מדורג דרך מסך רוטט כדי לעמוד בדרישות הטעינה של תהליכי התכה שונים.
5. הסר תכלילים בצפיפות-גבוהה: השתמש בשיטות כגון-בחירה מחדש (כגון שייקים) או מיון אלקטרוסטטי כדי להפריד ולהסיר תכלילים לא-מגנטיים בצפיפות גבוהה, כגון טונגסטן וטונגסטן קרביד.
6. חלוקה אחידה: השתמשו במכונת פיזור כדי להניח באופן שווה את שבבי הטיטניום המטוהרים בממגורה או במיכל ההעברה כדי להבטיח הרכב כימי אחיד במהלך ההמסה שלאחר מכן.
7. בדיקת הרכב: ערכו דגימה ובדיקה של השבבים המטופלים כדי לוודא שההרכב הכימי שלהם (במיוחד תכולת O, N, H, Fe) והניקיון עומדים בתקני המיחזור.
תהליך טיהור וטיפול בשאריות גושים
תהליך הטיפול בשאריות בתפזורת הוא פשוט יחסית, והליבה טמונה בזיהוי רכיבים וטיהור פני השטח:
1. זיהוי הרכב מהיר: השתמש בספקטרומטר קריאה ישיר-נייד (PMI), מוליכות זרם מערבולת וציוד אחר כדי לבצע באתר-ניתוח מהיר של הרכב של חומרים שיוריים כדי להשיג מיון מדויק של ציונים ולהימנע מערבוב של חומרים לא דומים.
2. טיפול מקדים בגודל: בהתאם לדרישות הטעינה של תנור ההיתוך לשחזור, השתמשו במספריים תנין, חיתוך פלזמה או חיתוך להבה (שימו לב לאזור החום-שפגוע) כדי לחתוך את השאריות הגדולות לגודל המתאים.
3. טיפול טיהור פני השטח: שיטות מכניות כגון התזת חול והתזת זריקות או שיטות כימיות כגון כבישה (כגון מערכת HF-HNO₃) משמשות להסרה מלאה של אבנית התחמוצת, שכבת החלחול ושאריות כתמי שמן על פני השטח.
4. בדיקה סופית: ערכו בדיקה ויזואלית וסקירת הרכב של הבלוק המטופל על מנת לוודא שאין פגמים פני השטח וההרכב עומד בתקנים.
טיפול הטיהור של שאריות טיטניום וסגסוגת טיטניום הוא חלק חשוב במחזור משאבים. על ידי אימוץ תהליך טיפול הטיהור השיטתי לעיל עבור שבבים ושאריות גושים, ניתן להסיר ביעילות כתמי שמן, תכלילים מכניים ושכבות זיהום גז, ולשפר משמעותית את הטוהר והאיכות המתכתית של החומרים הממוחזרים. זה לא רק מאפשר לעשות בו שימוש חוזר כמטען תנור באיכות גבוהה- לייצור התכה של טיטניום וסגסוגות טיטניום, ובכך להפחית משמעותית את עלויות חומרי הגלם וצריכת האנרגיה, אלא גם עוזר להפחית פסולת מוצקה ולקדם את פיתוח התעשייה בכיוון ירוק, מעגלי ובר קיימא.