نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

---

در این پژوهش ترکیب هرسینیت، FeAl۲O۴، با استفاده از روش نمک مذاب و در بستر کک، در دمای °C۸۰۰ و زمان نگهداری ۳ ساعت تولید شد. از نسبت استوکیومتری Al۲O۳ وFeCl۲,۴H۲O در ترکیب هرسینیت، به‌عنوان مواد واکنش‌دهنده و از مخلوط یوتکتیک نمک‌های NaCl-KCl-LiCl به‌عنوان محمل نمک مذاب استفاده شد. مواد واکنش‌دهنده و نمک‌های مذاب با نسبت ۱ به ۳ با هم مخلوط شدند. به‌منظور بررسی فازی، بررسی رفتار گرمایی و تعیین شکل ذرات پودر به‌دست آمده، پس از شستشو و فیلتر کردن نمک‌ها، آزمون‌های پراش اشعه X (XRD)، DTA-TG و SEM، انجام شد. اثر عواملی همچون دما و زمان نگهداری بر تولید هرسینیت به روش نمک مذاب بررسی شد. دمای شروع تشکیل هرسینیت با استفاده از این روش °C۷۰۰ بود و با افزایش دما تا °C۹۰۰ و افزایش زمان نگهداری مقدار هرسینیت تشکیل شده افزایش و مقدار آلومینا و هماتیت در ترکیب نهایی کاهش یافت. شکل ذرات به‌دست آمده مکعبی و هرمی بود و با افزایش دما و زمان نگهداری درصد ذرات دارای شکل مکعبی و هرمی افزایش یافت.

---

هدف از این پژوهش بررسی تأثیر تزریق آلومینیم به‌داخل کریستالیزاتور بر نوع، ترکیب، تغییرات اکتیویته حفره‌ها و آخال‌های موجود در فولاد کم کربن USD۷ است. این فولاد در کارخانه ذوب آهن اصفهان تولید می‌شود که حفره‌ها و آخال‌های موجود در آن باعث پارگی در خط نورد کارخانه می‌شد. برای بهبود کیفیت این فولاد، مفتول آلومینیم خالص با قطر ۴/۲ میلی‌متر و با سرعت‌های ۲، ۴، ۶ و ۸ متر بر دقیقه در بازه‌های زمانی مشخص به‌درون کریستالیزاتور تزریق شده، از مراحل مختلف خط تولید نمونه‌گیری شد. نتایج نشان از دارد که بسش‌تر آلومینیم افزوده شده به‌صورت اکسید آلومینیم به سرباره رفته و بقیه موجب تغییر ترکیب شیمیایی آخال موجود در مذاب می‌شود. افزایش آلومینیم موجب افزایش اکتیویته آلومینا و کاهش اکتیویته سایر اکسیدها در سرباره و آخال‌های موجود در مذاب می‌شود. اکتیویته Al۲O۳ از ۳۱۳/۰ به‌۶۴۹/۰ افزایش یافته، احتمال تشکیل Al۲O۳ و خروج اکسیژن از سیستم افزایش می‌یابد. در بررسی‌های میکروسکوپ الکترون روبشی شمش‌های مختلف مشخص شد که آخال‌های موجود در نمونه بدون تزریق آلومینیم، بیش‌تر از نوع MnO وFeO است که این آخال‌ها در اطراف حفره‌های موجود در شمش هم قرار داشتند. در نهایت سرعت بهینه تزریق بر اساس ترکیب شیمیایی فولاد و هم‌چنین دیدگاه متالورژیکی حدود ۴ متر بر دقیقه تشخیص داده شد.

---

در مطالعه حاضر، از تشویه قلیایی و لیچینگ به‌وسیله اسید اگزالیک به‌منظور استخراج دی اکسید  تیتانیم از ایلمنیت استفاده شده و اثر اتانول و اسید آسکوربیک بر مقدار خلوص و بازیابی دی اکسید  تیتانیم بررسی شده  است. روند انجام مراحل شامل تشویه قلیایی ایلمنیت توسط نمک کربنات سدیم به مدت چهار ساعت در دمای ۹۰۰ درجه سانتیگراد، لیچینگ ایلمنیت تشویه شده توسط آب مقطر به مدت یک ساعت در دمای اتاق و لیچینگ توسط مخلوطی از اسید اگزالیک ۴۷/۰ مولار و مقادیر متفاوتی از اسید آسکوربیک و اتانول در دمای ۶۵ درجه سانتی‌گراد بوده  است. نتایج نهایی نشان داد که استفاده از اتانول باعث افزایش میزان بازیابی و به‌کار بردن اسید آسکوربیک سبب افزایش میزان خلوص دی اکسید  تیتانیم استخراج شده می‌شود و حضور توأم این دو عامل سبب افزایش هم‌زمان میزان خلوص و بازیابی محصول نهایی می شود. درنهایت پس از انتخاب اسید اگزالیک ۴۷/۰ مولار، اسید آسکوربیک ۰۰۵/۰ مولار و اتانول ۴۸ درصد به‌عنوان شرایط مناسب برای محیط لیچینگ، با افزایش زمان و دمای لیچینگ به ۱۶ ساعت و ۸۰ درجه سانتی‌گراد، امکان رسیدن به دی اکسید  تیتانیم با خلوص ۳/۹۳ درصد و ۹/۹۰ درصد میسر شد