5.5.5. Рафшування алюмшш
Добутий шд час електрол1зу первинний алюмшш М1стить багато до м1шок (метал1чних — зал1зо, сшнцщ, мщь, цинк та шип метали, немета Л1чних — глинозем, вуглець, карбщ алюмшш, газ1в — водень, азот, оксид карбону (II) та шип), яю попршують його мехашчш, електричш 11 ливарш властивост! та знижують корозшну стшюсть.
Для звхльнення вщ мехашчних домшок 1 розчинених газ1в первин ний алюмшш перед розкиснюванням хлорують. Процес проводять без посередньо у вакуум-ковшах, продуваючи розплавлений алюмшш за температури 700 — 750 °С газопод1бним хлором упродовж 10—15 хв. Хлорид алюмшш А1С13, що утворюеться при цьому, перебувае у газо под1бному стан!. Видщяючись з металу, вш забезпечуе його очищения. Цьому сприяе також вщстоювання розплаву в ковш! або електричнш печ1 за температури 690 — 750 "С впродовж 35 — 40 хв. Таким способом добувають алюмшш чистотою до 99,85 %.
Досить чистий алюмшш добувають електрол;гичним рафшуванням, де електрол1том е безводш хлориди та фториди. У розплавленому елек тролт вщбуваеться анодне розчинення та електрол13 алюмшш, що дае. змогу досягти чистота 99,996 %. Основш споживач! такого металу - електрична, х1М1чна 1 харчова промислов!сть.
Алюмшш особливо! чистота (до 99,9999 %) можна отримати внасл]- док зонно! перекристал!зацп, тобто зонно! плавки (рис. 5.16). Цей споаб дорожчий, шж електрол13, вш неиродуктивний 1 його застосовують для виготовлення невелико! юлькосп металу тод1, коли потр1бна особлива чистота, наприклад для виробництва нашвпровщникхв. Для зонного очищения використовують алюмшш, що мае найвищий стушнь чистота. За технолопею зливок такого металу в граф1товш форм! розмщу- ють у кварцовш труб1 та знижують тиск до 100 — 130 Па. Зовш знаходиться нагр1вник, який забезпечуе вузьку зону плавлення. Цей споаб грунтуеться на пщвищенш розчинносп компоненту в основнш речо- виш за пщвищено! температури.
Для цього забезпечують повыьний рух розплавлено! зони уздовж зливка (=1см/хв). Для бшьшоеп дом1шок, що знаходяться в алюмшп
1
2
Рис.
5.16. Схема зонного очищения алюмшдо в
рухомому тиглк
1
— мльцевий шдукцганий нагр^вник;
2 — труба з
кварцу; 3 — граф1това форма;
4 — розплавлена
зона;
5 — зливок
(Ве, Са, Со, Си, Ре, М& П, Мп, 5Ь, 51, 5п, 2п, Сс1, №, Ыа, РЪ), вщношення !'х концентрацш у твердш 1 рщкш фазах (Ст : Ср = К^ менше, шж одини- ця. Тому дя частина дом1шок переходить у розплав 1, рухаючись разом 13 редкою фазою, накопичуеться в кшш зливка за напрямом руху. Вщповщно домшгки, як1 мають К > 1 (№>, Та, Сг, Мо, 'П, V, XV), концентрують- ся у протилежному його кшщ. Середня частина зливка залишаеться найчистшюю. Зазвичай для отримання потр1бного результату в тому самому напрям1 роблять до 10 — 15 проходдв.
Зонна плавка належить до досить високовартюних маломасштабних способ1в рафшування. IV використовують також для очищения деяких рщюсних метал1в та для виготовлення монокристал !ч ни х метал1в.
Останшм часом для добування алюмшш 13 чистотою 99,99999 % застосовують процес рафшування за допомогою субсполук. Шд час пропускания хлориду або фториду алюмшш над розплавленим алю- М1Н16М за температури близько 1000 °С утворюються газопод1бш нест1йк1 субсполуки одновалентного алюм1н1ю (А1С1, А1Р та ш.), що мають ви- соку легкость. У процес1 охолодження до 700 — 800 °С вони розклада- ються на алюм1н1й та його хлорид, а домшки теля рафшування зали- шаються в рештках.
5.6. МЕТАЛУРГ1Я МАГН1Ю