استفاده از نانوپوشش برای ارتقاء صنعت آلومینیوم و حفظ محیط‌زیست

استفاده از نانوپوشش‌های تبدیلی بر پایه نانو زیرکونیوم در یکی از بزرگ‌ترین و با سابقه‌ترین تولیدکنندگان مقاطع و پروفیل‌های رنگی آلومینیوم در کشور موجب شده تا کیفیت محصولات آلومینیوم آن‌ها بهبود یافته و مشکلات زیست‌محیطی به حداقل برسد.

شرکت آلومرول نوین و آلومینیوم پردیس (روان‌گذار پردیس) موفق به جایگزینی نانوپوشش‌های تبدیلی زیرکونیومی به جای پوشش‌های تبدیلی کروماته رایج درصنعت آلومینیوم شده‌اند. با این کار مزیت رقابتی صنعت آلومینیوم کشور ارتقاء یافته و قیمت نهایی محصول کاهش می‌یابد.

پوشش‌دهی تبدیلی کرومات یا کروماته‌کردن، نوعی از پوشش‌دهی است که با عملیات شیمیایی می‌توان ترکیبات فلزی نظیر اسید کرومیک +۶ ، کرومات یا دی کرومات روی سطح قرار داد. نتیجه چنین عملیاتی ایجاد پوشش محافظ تبدیلی، شامل ترکیبات کروم بر روی سطح فلز بوده که این روش برای  چسبندگی رنگ و مقاومت خوردگی آلومینیوم انجام می‌شود.

یکی از مشکلات رایج در این فرآیند، آلودگی‌های زیست‌محیطی در اثر استفاده از کروم+۶ ، اسیدنیتریک و سود سوزآور است. شرکت‌های تولیدکننده آلومینیوم باید تدابیر ویژه‌ای برای جلوگیری از آسیب به نیروی انسانی و همچنین ممانعت از آلودگی محیط‌زیست اتخاذ کنند که از جمله این اقدامات می‌توان به استفاده از پوشش تبدیلی زیرکونیوم اشاره کرد، همچنین اقدامات دیگری نظیر جایگزینی سود و اسید نیتریک (در دمای محیط و بدون افت وزن بار) قابل انجام است.

شرکت شیلر فرآیند پارس راهکاری برای جایگزینی نوعی نانوپوشش به جای پوشش‌های کروماته رایج ارائه کرده است. به گفته‌ فرهنگ آزاد، مدیر مهندسی فروش شرکت شیلر فرآیند پارس، از سالیان قبل، دست‌یابی به دانش فنی اعمال نانوپوشش‌ها در دستور کار واحد تحقیق و توسعه‌ این شرکت قرار گرفته بود که پس از حدود ۵ سال تلاش، توانست به این مهم دست یابد و در حال حاضر بیش از ۴ سال است که نانوپوشش‌های تبدیلی زیرکونیومی را تجاری‌سازی کرده است. زنجیره‌ کاملی از تولید مواد اولیه، تولید و عرضه‌ این پوشش‌ها توسط این شرکت کاملاً بومی‌سازی شده و به صنایع متقاضی عرضه می‌شود.

رضا امیری مدیر کارخانه آلومینیوم پردیس می‌گوید: «از سال ۹۵ با نانوپوشش تبدیلی شرکت شیلر فرآیند پارس آشنا شدیم از این‌رو تست‌های اولیه برای بررسی اثربخشی این فناوری روی پروفیل آلومینیوم رنگی آغاز شد. نتایج تست‌های سالت‌اسپری و تست‌های مکانیکی شامل خمش، ضربه و برش نشان داد که نانوپوشش تبدیلی شرکت شیلر می‌تواند جایگزین مناسبی برای پوشش‌های کروماته باشد. از این‌رو قراردادی برای خرید  این محصول برای استفاده از این نانوپوشش‌ها با شرکت شیلر منعقد شد.»

مهندس امیری می‌افزاید: «بعد از اطمینان از عملکرد، این نانوپوشش وارد خط تولید شد به طوری که در ابتدا ۱۰۰ تن آلومینیوم در ماه با استفاده از این نانوپوشش تولید می‌شد که در ادامه، ظرفیت افزایش پیدا کرد و در حال حاضر ۸۰۰ تن پروفیل رنگ‌شده در ماه با این فناوری تولید می‌کنیم.»

مدیر کارخانه آلومینیوم پردیس درباره مزیت این فناوری می‌گوید: «اسید نیتریک، سود سوزآوز و کروماته از جمله موادی بودند که به شدت برای نیروی انسانی و محیط‌زیست خطرناک بوده و این موضوع همیشه دغدغه‌های سازما‌ن‌های نظارتی (محیط‌زیست) بوده است. ما به شدت برای جایگزینی این مواد تلاش می‌کردیم که این فناوری در نهایت پاسخگوی نیاز ما شد به طوری که بعد از جایگزینی این نانوپوشش و مواد زیرسازی آن موفق شدیم اسید نیتریک، سودسوزآور و کروماته را کاملاً از چرخه تولید خارج کنیم. با این کار مشکلات ایمنی کارگر و سمیت مواد در ملاحظات زیست‌محیطی را حل کردیم. البته این کار مزیت دیگری نیز داشت به این شکل که با حذف این مواد، چرخه تولید کوتاه‌تر شد و سرعت عمل افزایش پیدا کرد و ما توانستیم سرعت تولید را بیش از دو برابر افزایش دهیم. نکته جالب توجه دیگر این بود که با حذف برخی مواد شیمیایی و انرژی، هزینه کار نیز کاهش یافت که این منجر به کاهش قیمت نهایی محصول و رقابت‌پذیرتر شدن محصولات ما در بازار داخل و خارج از کشور شد.»

مطلب پیشنهادی:  نشست مشترک ستاد نانو با شرکت‌های فعال در صنعت مواد شوینده و پاک‌کننده

رضا امیری درباره کیفیت این پوشش جدید می‌گوید: «در کنار مزیت‌های زیست‌محیطی، ارزان‌تر شدن و افزایش سرعت تولید، ما به کیفیت بالاتری از محصول نیز رسیدیم به‌طوری که در حال حاضر پرش رنگ در پروفیل‌های آلومینیوم تولید‌شده وجود ندارد و رضایت بیشتری در مصرف‌کنندگان ایجاد شده است.»

فرهنگ آزاد، مدیر مهندسی فروش شرکت شیلر می‌گوید: «تا پیش از این بیشتر تمرکز ما روی پوشش‌دهی محصولات آهنی بود ولی در خصوص محصولات آلومینیومی برای تجاری‌سازی آن و اولین بار در کارخانجات آلومرول این مأموریت به خوبی انجام و در حال حاضر تعداد دیگری از شرکت‌ها هم به دنبال استفاده از این فناوری در کار رنگ‌آمیزی پروفیل‌های آلومینیومی خود هستند.»

وی درباره مزیت این فناوری می‌گوید: «علاوه بر مسائل زیست‌محیطی، افزایش کیفیت و کاهش قیمت، این فناوری مزیت کاهش مصرف آب را نیز به دنبال دارد. اعمال نانوپوشش‌ها، آب به‌مراتب کمتری نسبت به پوشش‌های رایج مصرف می‌نماید. از سوی دیگر، مصرف انرژی برای اعمال این نانوپوشش‌ها نیز صفر است، بدین معنی که دمای اعمال آن‌ها دمای محیط بوده و عملیات بدون استفاده از مشعل و تجهیزات گرمایشی انجام می‌پذیرد.»

پوشش‌های تبدیلی همان‌گونه که از نامشان مشخص است پوشش‌هایی هستند که از تبدیل زیرلایه به وجود می‌آیند. در فرآیند تشکیل این پوشش‌ها، اتم‌های سطحی با یک آنیون مناسب وارد واکنش شده و موجب ایجاد یک لایه بر روی سطح می‌شوند. چسبندگی فوق‌العاده به زیرلایه، یکی از بزرگ‌ترین مزایای پوشش‌های تبدیلی به شمار می‌رود. از این‌گونه پوشش‌ها به‌عنوان یک لایه‌ زیرساز جهت بهبود کیفیت چسبندگی رنگ استفاده می‌شود.

لازم به ذکر است آلومرول نوین و روان‌گذار پردیس (آلومینیوم پردیس) زیر نظر یک هلدینگ مشترک کار می‌کنند. آلومرول نوین یکی از با سابقه‌ترین واحدهای صنعت آلومینیوم در کشور بوده که از سال ۱۳۸۶ شرکت روان‌گذار پردیس را برای تولید آلیاژهای آلومینیوم و رنگ‌آمیزی مقاطع آلومینیومی تأسیس کرد. هر دو شرکت از این فناوری نانوپوشش در خط تولید خود استفاده می‌کنند.