การใช้ประโยชน์จากอุตสาหกรรมสเกลเหล็กและตะกรันอลูมิเนียมเพื่อสังเคราะห์โลหะผสม Fe-Al

จากความต้องการต่อเหล็กและอลูมิเนียมในปัจจุบันที่เพิ่มมากขึ้น เป็นผลทำให้เกิดขยะจากกระบวนการผลิตมากมายซึ่งมีส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและทรัพยากร สเกลเหล็กเป็นของเสียที่เกิดขึ้นจากการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าซึ่งประกอบด้วยเหล็กออกไซด์เป็นหลัก ส่วนตะกรันอลูมิเนียมของเสียที่เกิดขึ้นจากการหลอมอลูมิเนียม โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยอลูมินา งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้ประโยชน์จากสเกลเหล็กและตะกรันอลูมิเนียมเพื่อสังเคราะห์โลหะ Fe-Al ผ่านกระบวนการคาร์โบเทอมิกรีดักชันที่อุณหภูมิ 1,550 องศาเซลเซียสในบรรยากาศอาร์กอน โดยใช้ (i) สเกลเหล็ก-ตะกรันอลูมิเนียม-กราไฟต์ และ (ii) สเกลเหล็ก-อลูมิเนียม-กราไฟต์ ซึ่งแบ่งการทดลองออกเป็นระบบสองระบบคือ ระบบ Fe2O3/Al2O3/C และระบบ Fe2O3/Al/C จากนั้นตัวอย่างหลังจากเผาจะถูกวิเคราะห์โดยใช้กล้องจุลทรรศน์แสง กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) ร่วมกับเทคนิคการวิเคราะห์หาปริมาณธาตุเชิงพลังงาน (EDS) และการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ (XRD) พบว่าทั้งสองระบบเกิดปฏิกิริยาคาร์โบเทอมิกรีดักชันของเหล็กออกไซด์ (Fe2O3) และอลูมินา (Al2O3) และสังเคราะห์โลหะผสม Fe-Al ซึ่งอยู่ในรูปของ Fe3Al อีกทั้งยังพบว่าในระบบ Fe2O3/ Al2O3/C เกิดปฏิกิริยารีดักชันของ SiO2 ขึ้นซึ่งเป็นสารเจือปนเพียงเล็กน้อยในตะกรันอลูมิเนียมและฟอร์มเป็น Fe3S ซึ่งมีผลทำให้อัตราการเกิดปฏิกิริยาของอลูมินาลดลด งานวิจัยนี้อาจเป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการจัดการขยะอุตสาหกรรมที่ยั่งยืนที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่ช่วยลดการใช้ทรัพยากรธรรมชาติ