4.9 Рафинирование алюминия и разливка алюминия

Извлекаемый из ванн алюминий содержит ряд примесей, которые ухудшают его качество. Примеси, содержащиеся в элетролитическом алюминии можно разбить на три группы: неметалличесие (элeктролит, глинозём, карбид алюминия, угольные частицы); металлические (Fe,Ti, Si, Na и Ca); газообразные - в основном водород. Поэтому алюминий подвергается рафинированию. От неметаллических и газообразных примесей, а также от натрия и кальция алюминий рафинируют либо продувкой расплавленного металла хлором, либо переплавкой. Хлорирование проводят в особом ковше, выложенном внутри огнеупорным кирпичом.

В ковш заливают жидкий алюминий, ставят под колпак, опускают в него графитовую трубу, через которую вдувают в расплавленный металл газообразный хлор. Во время хлорирования в ковше поддерживается температура порядка 750оС. По степени убывания сродства к хлору металлы могут быть выстроены в ряд: Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Si, Fe, Ni. Cu. Поэтому в присутствии алюминия хлорированию подвергаются только Ca, Mg и Na.Поэтому из металлических примесей хлорированием удаляются только Ca и Na. Хлориды этих металлов всплывают на поверхность. Остальные металлы остаются в расплаве. При продувке хлором хлорируется небольшое количество алюминия:

2Al + 3Cl2 = 2AlCl3 (67)

Температура кипения хлорида алюминия составляет 180 оС, поэтому он образуется в газообразном состоянии. Пузырьки хлорида всплывают в металле и выносят за собой неметалличесие включения и растворённые газы. Очищенные таким образом несколько выпусков металла заливают в электрическую печь, где происходит отстаивание и усреднение состава металлов различных выпусков. В электрической печи металл нагревается до температуры 670- 730оС. Чрез 7-10 суток отстаивания металл разливают, а ванну тщательно очищают от шлака и оксидов. В печи происходит некоторая дополнительная очистка металла. Угар металла в печи составляет 1,5-2,0 %.

Очищенный металл разливается конвейерными разливочными машинами длиной 9-10м. Чтобы металл быстрее застывал в изложницах, их обдувают воздухом. Чушки алюминия отправляются потребителю.

Металл разливают также в слитки особой формы, которые называют вайербарсами. Вайербарсы используются для изготовления алюминиевой проволоки. Рафинированный алюминий содержит 99,0- 99,85% Al.