§ 34. Рафинирование алюминия и гост на алюминий

Извлекаемый из ванн алюминий содержит ряд примесей, ухудшающих его качество, поэтому его подвергают дальнейшей очистке — рафинирова­нию. Примеси бывают металлические, газообразные и неметаллические (электролит, глинозем и уголь). Неметаллические и газообразные примеси удаляют путем переплавки и продувки металла хлором. Металлические примеси можно удалять только сложными электролитическими способами.

Хлорирование алюминия ведут при 750—770°. Для ковша емкостью 1200—1300 кг продувка хлором занимает 10—15 мин.; расход хлора со­ставляет примерно 0,1% веса металла, а потери алюминия — около 1%. Для получения алюминия высокой чистоты применяют электролитическое рафинирование. Загрязненный алюминий подвергают анодному растворе­нию с образованием в электролите ионов алюминия:

А1 — Зе А1³⁺

* Электролиз глиноземистых расплавов является очень сложным физико-химиче­ским процессом. В современной практике считают, что при электролизе расплав состоит из следующих ионов: Al³+, Na⁺, A1F^3—,F^—, и О^2-. На катоде происходит разряд ионов

алюминия 2А1^3- + 6е 2А1, а на аноде разряд ионов кислорода ЗО^2- - 6е О₂.

На катоде имеет место обратный процесс — разряд ионов алюминия с выделением элементарного металла:

А1³+ Зе А1.

Примеси не поддаются анодному растворению и отделяются от алю­миния.

Полученный алюминий разливают в изложницы на чушки и классифи­цируют по содержанию алюминия на марки согласно ГОСТ. Содержание алюминия в марках колеблется от 98 до 99,9%.

§ 35. Электротермический способ получения алюминиевых сплавов и алюминия

При получении алюминия электролизом и рафинировании его затрачи­вается большое количество электрической энергии. Поэтому для промыш­ленности представляет большой интерес электротермический способ полу­чения алюминиевых сплавов в дуговых электрических печах с проводя­щим подом. Этим методом выплавляют силикоалюминий с содержанием 30—60% А1 и 40—70% Si. Из силикоалюминия изготовляют сплавы типа силумина, которые используют для приготовления машиностроительных сплавов, раскисления стали и получения чистого алюминия.

Исходным материалом при электротермическом способе служат руды, чистые от железных окислов, с высоким содержанием глинозема и крем­незема.

В качестве восстановителей используют древесный уголь и торфяной кокс:

SiO₂ + 2С 2Si + 2СO;

А1₂0₈ + ЗС 2А1 + ЗСО,

Силикоалюминий периодически выпускают через летку и разливают в изложницы. Полученный таким способом металл добавляют в распла­вленный алюминий для производства алюминиевокремнистых сплавов.

Расход энергии на 1 т силикоалюминия составляет 10 000—12 000 квт-ч. Советским исследователем В. Н. Веригиным в 1938 г. был впервые пред­ложен способ извлечения алюминия из его сплавов низкокипящими метал­лами (ртутью и цинком). Алюминий в сплаве с этими металлами возгоняется в виде паров, а потом конденсируется в виде сплава с тем металлом, который применялся для возгонки. Из полученных сплавов низкокипящий металл от алюминия можно легко отделить также методом возгонки. Этот способ дает возможность перерабатывать алюминиевые руды в сыром виде без отделения от них окиси алюминия.