Magnesium Removal from an Aluminum A-332 Molten Alloy Using Enriched Zeolite with Nanoparticles of SiO 2

In order to improve the Mg removal from an A-380 molten alloy, mixtures of zeolite and SiO2 nanoparticles (SiO2(NPs)) were tested. Zeolite was enriched with 2.5, 5, 7.5, 10, or 12.5 wt-% of amorphous SiO2(NPs). The SiO2(NPs) and zeolite were mixed for 30 min in ethanol for each experiment and then dried in a furnace at 80°C for 12 h. The enriched zeolites were analyzed by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and N2 gas adsorption analysis. The Mg removal was carried out injecting each mixture into the molten aluminum alloy at 750°C using argon. The Mg content of the molten alloy was measured after different periods of the injection time. Zeolites enriched with 2.5 and 5 wt-% of SiO2(NPs) were demonstrated to be the better mixtures, removing Mg from an initial content of 1.6 to a final content of 0.0002 and 0.0101 wt-%, respectively, in 45 min of injection

Estudio del mecanismo de eliminación demagnesio de aleaciones Al-Si en estado líquido mediante inyección de minerales base sílice

RESUMEN Se empleó el método de inyección sumergida de polvos por medio de un gas de arrastre inerte (Ar) con el fin de eliminar el magnesio de la aleación Al-Si A380 a 750 °C. Los polvos inyectados al baño de metal fundido fueron zeolita mineral, arena sílice y mezclas de ambas. Las variables de respuesta medidas fueron el contenido de magnesio en el baño metálico respecto al tiempo de inyección y las mermas de metal al final de cada experimento. En el análisis de resultados, la mezcla sílice:zeolita 66:34 % e.p. obtuvo la mayor eficiencia, lográndose una disminución en el contenido de magnesio en el baño metálico de 1 a 0.0066 % e.p. Los productos de reacción se analizaron por difracción de rayos-X, microscopía electrónica de barrido y de transmisión. Los resultados de estos análisis y el empleo del paquete termodinámico FactSage, versión 6, permitieron justificar el mecanismo de reacción entre los minerales y el aluminio líquido. ABSTRAC In order to eliminate magnesium from an A 380 Al-Si alloy at 750°C, the submerged powder injection method, using an inert carrier gas (Ar), was applied. The injected powders in the liquid aluminum bath were zeolite, silica and mixtures of zeolite-silica minerals. For each experiment the response variables were: eliminated magnesium versus injection time and quantity of drosses produced. Chemical analysis by atomic absorption spectrometry showed that mixtures of silica-zeolite 66:34 wt% have the best results with regarding to the removal magnesium from 1 to 0.0066 wt%. During the elimination of magnesium complex stoichiometry compounds were formed due to the reactions among zeolite, water steam and liquid aluminum. These compounds were analyzed by XRD, SEM and TEM. The results obtained, along with using the FactSage 6 thermodynamic software, allowed to elucidate the reaction mechanism between the minerals used and liquid aluminum

Interacción química entre sustratos mullita-SrSO₄ y SiO₂-SrSO₄ con aluminio líquido

Refractory materials resistant to aluminum corrosion were developed by the addition of SrSORefractory materials resistant to aluminum corrosion were developed by the addition of SrSO4. Substrates of Mullite-20 %wt. SrSO4 and SiO2-20 %wt. SrSO4, were sintered at 1400 ºC for 6 h. Corrosion test by liquid aluminum were performed from 700 to 900 ºC for several periods of time (2-10 h). The samples were analyzed by SEM (Scanning electron microscopy) and XRD (X ray diffraction). Results of XRD showed the formation of SrAl2Si2O8 for the sample Mullite-SrSO4 and the formation of SrSiO3, for the sample SiO2-SrSO4 after sintering. Mullite samples without Sr addition showed a corrosion layer of about 2 mm for a corrosion test for 10 h at 900 ºC. Samples of mullite with Sr addition showed a corrosion layer of about 100 mm under the same conditions. The addition of Sr to the SiO2 was not effective to improve corrosion resistant.Se obtuvieron materiales refractarios a base de mullita resistentes a la corrosión por aluminio líquido mediante la adición de sulfato de estroncio. Se sinterizaron sustratos de mullita-20 %e.p. SrSO4 y sílice- 20%e.p. SrSO4 a 1400 ºC por 6 h. Se realizaron pruebas de corrosión con aluminio puro de 750 a 900 ºC por periodos de 2 a 10 h. Los sustratos se analizaron por Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) y Difracción de Rayos X (DRX). Patrones de DRX mostraron la presencia de mullita y SrAl2Si2O8 en la mezcla de mullita-SrSO4. En la mezcla de sílice-SrSO4, se detectó la presencia de sílice y SrSiO3. Para las muestras de mullita sin adición de SrSO4 se encontró una capa de corrosión compuesta de alúmina con un espesor de 2 mm para una temperatura de 900 ºC por 10 h. Las muestras que contienen estroncio presentaron una capa de corrosión de aproximadamente 100 μm bajo las mismas condiciones. Por otro lado, los análisis de MEB mostraron que la adición de sulfato de estroncio a la sílice no incrementó la resistencia a la corrosión por aluminio líquido