Cairan aluminium yang dikeluarkan dari sel elektrolitik aluminium mengandung banyak pengotor, yang tidak hanya memengaruhi kinerja pengecoran dan pemrosesan logam aluminium, tetapi juga memengaruhi kualitas produk. Selain unsur-unsur pengotor logam yang menyertai pengendapan aluminium selama proses elektrolisis, terdapat pula pengotor padat non-logam (seperti oksida, karbida, nitrida, dll.) dan gas terlarut (seperti H₂, CO₂, CO, CH₄). 100 g cairan aluminium dapat melarutkan sekitar 0,2–0,4 cm³ hidrogen pada suhu 1273 K. Oleh karena itu, sebelum pengecoran aluminium, pabrik pengecoran aluminium harus menerapkan metode pemurnian cairan aluminium.
Ada dua bentuk hidrogen dalam cairan aluminium, yaitu hidrogen atomik dan hidrogen gas. Yang pertama terlarut dalam cairan aluminium, sedangkan yang kedua biasanya teradsorpsi pada partikel inklusi padat dan harus dihilangkan sebelum pengecoran ingot. Ketika aluminium cair asli langsung dituang menjadi berbagai billet, persyaratan pemurnian aluminium cair menjadi lebih ketat, karena pori-pori dan inklusi terak dalam billet akan langsung menjadi cacat pada produk olahan.
Metode Pemurnian Aluminium Cair
Metode pemurnian aluminium cair yang umum digunakan Filter CFF metode pemurnian dan metode pemurnian gas secara online unit penghilang gas, atau kombinasi dari kedua metode pemurnian berkelanjutan di luar tungku tersebut. Selain itu, ada pula yang menggunakan pemurnian dengan fluks.
Metode filtrasi dan pemurnian: suatu metode untuk memurnikan inklusi non-logam dalam aluminium cair dengan menggunakan media filter. Media filter tersebut dapat berupa bola korundum, lembaran keramik berbusa, tabung keramik mikropori, lapisan karbon, serta filter kapas sutra silikat yang diproduksi pada suhu tinggi.
Metode pemurnian gas adalah metode pemurnian di mana gelembung gas inert atau gas aktif dialirkan ke dalam cairan aluminium untuk melarutkan gas yang terlarut. Gas inert seperti nitrogen dan argon dapat digunakan, begitu pula gas aktif seperti klorin, karbon tetraklorida, dan heksakloroetana. Saat menggunakan gas klorin, gelembung klorin akan membentuk gelembung aluminium klorida yang tersebar di seluruh cairan aluminium, menjebak inklusi padat tersuspensi yang teradsorpsi dengan hidrogen, dan kemudian mengapung ke permukaan cairan aluminium untuk dibuang. Pada saat yang sama, pengotor logam seperti litium, kalium, kalsium, natrium, dan magnesium yang terkandung dalam cairan aluminium dapat dihilangkan melalui proses klorinasi.
Namun, klorin bersifat korosif dan menyebabkan hilangnya aluminium serta pencemaran lingkungan, sehingga umumnya digunakan bersama dengan nitrogen. Kadar klorin umumnya berkisar antara 3% hingga 6% (fraksi volume). Selain itu, untuk mengurangi jumlah aluminium klorida yang dilepaskan ke atmosfer, metode penyebaran fluks klorida pada permukaan aluminium dapat digunakan untuk menurunkan kandungan natrium dalam aluminium menjadi kurang dari 0,001%. Cairan dengan kandungan natrium rendah ini dapat digunakan untuk memproduksi paduan aluminium-magnesium yang dapat dibentuk.
Penyaringan dan Pemurnian Gas
Metode ini menggabungkan proses pemurnian berkelanjutan di luar tungku dengan penyaringan dan pemurnian gas. Cairan aluminium disalurkan secara berkelanjutan ke dalam perangkat pemurnian, di bawah perlindungan lapisan penutup fluks, dan dialiri dengan nitrogen (atau campuran gas). Selanjutnya, melalui lapisan filter bola korundum, cairan aluminium yang telah dimurnikan dikeluarkan melalui saluran keluar. Keunggulan metode ini adalah kemampuannya untuk memurnikan aluminium cair secara terus-menerus (200–600 kg per menit), nitrogen tidak menimbulkan polusi terhadap lingkungan, serta memiliki efek pemurnian yang lebih baik, dan tingkat penghilangan hidrogen dapat mencapai 30%–40%.
Metode pemurnian dengan fluks dapat diterapkan di pabrik atau bengkel pengecoran aluminium skala kecil untuk proses pemurnian menggunakan campuran gas nitrogen-klorin di dalam tungku peleburan, atau dengan menggunakan agen pemurnian dan pemurnian dengan fluks di dalam tungku. Saat proses pengecoran dilakukan di luar tungku, inklusi dihilangkan melalui saringan, dan hasilnya juga sangat baik. Flux yang digunakan umumnya merupakan campuran natrium nitrat dan grafit, yang memanfaatkan dekomposisi termal natrium nitrat serta reaksinya dengan aluminium untuk membentuk oksida nitrogen atau gas nitrogen guna mencapai tujuan menghilangkan kotoran gas.
