نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

سمانتاسیون مس از محلول سولفاتی به‌وسیله پودر آلومینیوم با وجود تمایل ترمودینامیکی بالا، به‌علت وجود لایه غیرفعال اکسیدی در سطح آلومینیوم از سرعت نسبتاً کندی برخوردار است. مطالعات پیشین بر تأثیر مثبت حضور مقادیر اندک یون کلرید در کاهش این مشکل تأکید داشته است. در این مقاله تأثیر شرایط گلوله‌زنی هم‌زمان بر سینتیک این فرآیند مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش‌های سمانتاسیون با به‌کارگیری آسیای سیاره‌ای در یک جام پلی‌آمید حاوی گلوله‌های آلومینایی به انجام رسید. متغیرهای آزمایش عبارت بودند از تعداد گلوله (0 و 4)، دما (55-25 درجه سانتی‌گراد) و زمان (240-0 ثانیه). تمام آزمایش‌ها در شرایط ثابت غلظت یون مس 6 گرم بر لیتر، غلظت یون کلرید 75 میلی‌گرم بر لیتر، سرعت گردش آسیا 160 دور در دقیقه، میانگین اندازه ذرات آلومینیوم 279 میکرومتر و غلظت یون هیدروژن برابر ^3-10×94/1 مول بر لیتر انجام شدند. نتایج نشان داد با انجام گلوله‌زنی، مرحله انگیزش فرآیند سمانتاسیون به کمتر از 120 ثانیه کاهش می‌یابد. محاسبه ثابت سرعت ظاهری سمانتاسیون در شرایط گلوله‌زنی نشان از تأثیر مثبت گلوله‌زنی هم‌زمان روی سینتیک فرآیند مورد بررسی دارد. همچنین انرژی فعال‌سازی برای دوره انگیزش و دوره اصلی واکنش، به ترتیب 86 و 26 کیلوژول بر مول به‌دست آمد و این کاهش چشم‌گیر انرژی فعال‌سازی، به تغییر مکانیسم فرآیند از کنترل شیمیایی به انتقال جرم نسبت داده شد.