Рафинирование

Рафинирование (нем. raffinieren, от фр. raffiner — очищать): Очистка чего-либо от посторонних примесей. Термин обычно используется для обозначения процесса очистки природных веществ, которые и так доступны в применимой форме, но будут ещё более полезны в чистом виде, без примесей.

Черновой алюминий содержит примеси трех видов:

1. Неметаллические включения (их механически захватывает металл при выпуске, к ним относится глинозем, электролит, карбид алюминия, угольные частицы).

2. Металлические примеси, переходящие из сырья (Fe, Si, Ti, Na, Ca, Cu, Zn и др.)

3. газообразные примеси (в основном водород, появляющийся в результате электролиза воды)

Для очистки от механически захваченных примесей, растворенных газов, а также от Na, Ca и Mg алюминий подвергают хлорированию (проводится в ковше породувкой газообразным хлором). Хлор энергично реагирует с алюминием, образуя хлористый алюминий Al₂O₃. Пары хлористого алюминия поднимаются через слой металла и вместе с ними всплывают взвешенные неметаллические примеси, часть газов и образующиеся хлориды Na, Ca, Mg и Н₂. В результате продувки хлором удаляются также и газообразные примеси.

Для рафинирования алюминия так же используют такие методы как:

• Электролитические методы (они более эффективны, чем хлор)

• Дистилляция (перевод алюминия в парообразное состояние с последующей конденсацией)

• Зонная плавка (перемещение расплавленной зоны вдоль твердого стержня алюминия; метод основан на различно растворимости разных элементов в твердой и жидкой фазах одного и того же материала)

Применение

Алюминий и сплавы широко применяют во многих отраслях промышленности, в том числе в авиации, транспорте, металлургии, пищевой промышленности и др. Из алюминия и его сплавов изготовляют корпуса самолетов, моторы, блоки цилиндров, коробки передач, насосы и другие детали в авиационной, автомобильной и тракторной промышленности, сосуды для хранения химических продуктов. Алюминий широко применяют в быту, пищевой промышленности, в ядерной энергетике и электронике. Многие части искусственных спутников нашей планеты и космических кораблей изготовлены из алюминия и его сплавов.

Вследствие большого химического сродства алюминия к кислороду его применяют в металлургии как раскислитель, а также для получения при использовании так называемого алюминотермического процесса трудно восстанавливаемых металлов (кальция, лития и др.).

По общему производству металла в мире алюминий занимает второе место после железа.

Широко применяется как конструкционный материал. Основные достоинства алюминия в этом качестве — лёгкость, податливость штамповке, коррозионная стойкость (на воздухе алюминий мгновенно покрывается прочной плёнкой Al₂O₃, которая препятствует его дальнейшему окислению), высокая теплопроводность, не ядовитость его соединений. В частности, эти свойства сделали алюминий чрезвычайно популярным при производстве кухонной посуды, алюминиевой фольги в пищевой промышленности и для упаковки.

Основной недостаток алюминия как конструкционного материала — малая прочность, поэтому его обычно сплавляют с небольшим количеством меди и магния (сплав называется дюралюминий).