การพัฒนาแมกนีเซียมที่มีความบริสุทธิ์สูง: การขจัดสิ่งเจือปนในอะลูมิเนียมโดยใช้เครื่องชั่งเตา – โซลูชันทางอุตสาหกรรมที่มีต้นทุนต่ำ

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยซีแอน จิโอตอง ได้พัฒนายุทธศาสตร์การทําความสะอาดแม็กนีเซียมใหม่ ที่สามารถกําจัดสารสกัดจากอลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพและถูกในสภาพอุตสาหกรรมทําให้การผลิตขนาดใหญ่ของแอลูมิเนียมความบริสุทธิ์สูงที่มีอัลลูมิเนียมต่ําเทคโนโลยีนี้ถูกนําไปใช้ในสายการผลิตทางการค้าแล้ว

แมกนีเซียมเป็นโลหะยุทธศาสตร์ที่สําคัญที่มีการใช้งานที่กว้างขวางในการขนส่งน้ําหนักเบา การลดโลหะระดับสูง (เช่น ไทเทเนียม, ซิรโคเนียม) และอุปกรณ์ทางการแพทย์ชีวภาพประมาณ 80% ของมะกนีเซียมแพร่ระดับแรกในโลกถูกผลิตผ่านกระบวนการซิลิโคเทอร์มิก, ซึ่งมีข้อดีด้านราคาและขนาด แต่มีปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณปริมาณหมุน > 32 ครั้ง ครอบคลุม 5 ประเภทความบริสุทธิ์ความไม่เสถียรภาพนี้จํากัดการใช้แม็กนีเซียมในไทเทเนียมเกรดอิเล็กทรอนิกส์, ซิรคอนิโมเกรดนิวเคลียร์, และเครื่องปลูกทางการแพทย์, ในขณะที่ลดรายได้สําหรับผู้ผลิต

ในปี 2023 ทีมงานได้ระบุสาเหตุหลัก: ระหว่างการลดซิลิโคเทอร์มิก อลูมิเนียมมีอยู่เป็นส่วนใหญ่ในรูปของก๊าซอัลลูมิเนียมฟลอรได (AlF3) ซึ่งรวมกันกับแม็กนีเซียมหลังจากวิเคราะห์ฝากปริมาณผนังเตาอบ, พวกเขาคาดการณ์ว่าแคลเซียมออกไซด์ (CaO) สามารถกําจัดอะลูมิเนียมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ผู้เขียนรายแรก Zheng Rui (ผู้สมัครปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัย Xi าซาน Jiaotong) ยืนยันว่าการเพิ่ม CaO ลดปริมาณอะลูมิเนียมจาก ~ 109.5 mg/kg เป็นเพียง 6.3 mg/kg ผลกระทบการกําจัดที่เกิน 90%การทํางานกับผู้ผลิตแม็กนีเซียมดิบใหญ่ Teda Coal Chemicalโดยใช้ฐานทดลองวัสดุใหม่ที่ใช้แม็กนีเซียมในจังหวัดชานซี ทีมงานได้ตรวจสอบวิธีนี้อย่างรวดเร็วในทางอุตสาหกรรมพวกเขาแทน CaO ด้วยโดโลไมท์ที่เผา (ผสมของ CaO และ MgO)ค่าใช้จ่ายที่ต่ํากว่า, วัสดุรีไซเคิลที่ใช้กันทั่วไปในการหลอมแม็กนีเซียมเปลี่ยนแปลงความสําเร็จโดยบังเอิญ เป็นการผลิตที่มั่นคง.

การวิเคราะห์ค่าใช้จ่ายแสดงให้เห็นว่าวิธีการทําความสะอาดนี้ลดค่าใช้จ่ายประมาณ 96% เมื่อเทียบกับการกระชับกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการกระบวนการการผลิตขนาดใหญ่ของมะกนีเซียมความบริสุทธิ์สูงที่มีอะลูมิเนียมต่ํา.

ผลกําไรทางเศรษฐกิจสําคัญ แต่สิ่งที่ทําให้เราตื่นเต้นมากขึ้น คือปฏิกิริยาเชือกในทั้งโซ่มูลค่าผู้เขียนที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน Nature Materials. อะลูมิเนียมในแมกนีเซียมไม่ใช่โลหะเสมอไป อะลูมิเนียมบางส่วนมีอยู่ในรูปของสารประกอบ เช่น AlF3 ซึ่งมีหน้าที่เป็น อะลูมิเนียมในแมกนีเซียมเป็น "ผู้สร้างปัญหาที่มองไม่เห็น" ที่นําไปสู่ผลิตภัณฑ์ด้านล่าง

ตัวอย่างเช่นในการผลิตหมึกไทเทเนียม (สําคัญสําหรับไทเทเนียมประเภทอิเล็กทรอนิกส์) แมกนีเซียมถูกใช้เป็นตัวช่วยลดอลูมิเนียมเปลี่ยนเป็นไทเทเนียม และยากมากที่จะถอดในการใช้งานทางการแพทย์ชีวภาพ อลูมิเนียมสูงในสกรูกระดูกแม็กนีเซียมที่สามารถทําลายได้ อาจสะสมอยู่ในร่างกายมนุษย์และเพิ่มความเสี่ยงของอัลไซเมอร์การลดอะลูมิเนียมเป็นประโยชน์อย่างมากสําหรับอุปกรณ์การแพทย์เช่นกันชานเน้น

กลับกันกับความเชื่อทั่วไปที่ว่า อะลูมิเนียมในแม็กนีเซียมดิบ ไม่สําคัญกับเหล็กผสมแม็กนีเซียมที่มีอะลูมิเนียม.%) ทําให้ความทนทานต่อการกัดกรองของแม็กนีเซียมบริสุทธิ์ลดลงอย่างสําคัญ เรากําลังเตรียมการค้นพบนี้ เราเชื่อว่าวงการเหล็กผสมแม็กนีเซียมทั้งหมดจะได้รับประโยชน์จากมันเทคโนโลยีนี้ช่วยปรับปรุงไทเตเนียมในระดับล่าง, อิเล็กทรอนิกส์, และอุตสาหกรรมชีวแพทย์

ที่สําคัญในการแก้ปัญหาอุตสาหกรรมนี้ คือการคิดที่ถูกต้อง ทีมงานได้สังเกตเห็นความผิดปกติที่น่าสงสัยแม้ว่าวัสดุแท้ราคาของเครื่องมือและเครื่องมือและสภาพกระบวนการคงที่

นั่นเป็นเหตุผลที่พาพวกเขาไปสู่พื้นการผลิต คําพูดโบราณว่า สําหรับพิษที่น่าตายที่สุด ยาแก้โรคอยู่ภายในเจ็ดขั้นตอนปัญหาอุตสาหกรรมที่น่าประทับใจที่สุด มักจะซ่อนคําตอบในรายละเอียดการผลิตที่ธรรมดาที่สุดคนงานต้องต่อสู้ทุกวันกับชั้นปูนแข็งที่เกิดขึ้นที่ปากของเรอคเตอร์ลดมะกนีเซียม เหมือนปูนปูนในกระทะใช้แรงงานและส่งผลกระทบต่อการถ่ายส่งความร้อนเมื่อทีมวิเคราะห์ขนาด พวกเขาก็พบ สารเคราะห์ที่มั่นคง อะลูมิเนียมแคลเซียม-ฟลูโรออกไซด์

รวมไปถึงความรู้ก่อนหน้านี้ของพวกเขาว่าอ่อนแอลูมิเนียมมาเป็น AlF3 ความคิดเห็นที่ตี: ถ้าปริมาณปริมาณมีคัลเซียม, ฟลอเรน, อัลลูมิเนียม, และออกซิเจนพวกเขาสามารถใช้แคลเซียมออกไซด์โดยเจตนา เพื่อจับอะลูมิเนียมจาก AlF3คาโอ (CaO) กลายเป็นสารสับสนของอะลูมิเนียมหลักการดูง่ายแต่หลังจากการศึกษาด้านกลไกและประสบการณ์ในอุตสาหกรรมเป็นเวลาสิบปี ทีมงานสามารถมองเห็นเบาะแสที่ซ่อนอยู่ในขนาดเตาอบที่ดูถูกเกลียด

สิ่งที่ทําให้พวกเขาตื่นเต้นมากที่สุด คือช่วงเวลาที่เข้าใจได้ชัดเจน ว่าขนาดที่คนงานเกลียด และใช้เวลาหลายชั่วโมงในการกวาดมันทีมงานได้ขยายแนวทางเพื่อควบคุมสารสกัดอื่น ๆ ในแม็กนีเซียมซึ่งเป็นแนวแบบใหม่สําหรับการทําความสะอาดโลหะ

โปร. Shan emphasizes that the most impressive outcome of this research is not a single technical breakthrough but the “antidote within seven steps” mindset — finding answers on the factory floor and seeking solutions from the problem itselfวิธีการนี้สามารถนําเสนอปัญหาเทคโนโลยีอุตสาหกรรมที่คล้ายกัน