Aluminium cair yang disedot dari sel elektrolitik mengandung berbagai kotoran, sehingga perlu dimurnikan sebelum dituang. Di industri, metode pemurnian aluminium cair seperti klarifikasi, penggunaan fluks, dan gas umumnya digunakan, dan ada pula yang mencoba metode pemadatan terarah serta filtrasi untuk pemurnian.
Metode Pemurnian Cairan Aluminium
Pemurnian Fluks
Pemurnian fluks menggunakan bahan pengisi yang ditambahkan ke dalam aluminium cair untuk membentuk sejumlah besar tetesan halus, sehingga oksida dalam aluminium cair tersebut terbasahi, terserap, dan terlarut oleh tetesan-tetesan tersebut, membentuk tetesan baru yang naik ke permukaan, dan membentuk lapisan busa yang akan dibuang setelah pendinginan.
Flux yang digunakan untuk pemurnian terdiri dari garam dengan titik leleh rendah, kepadatan rendah, tegangan permukaan rendah, aktivitas tinggi, dan kapasitas adsorpsi yang kuat terhadap terak teroksidasi. Saat menggunakannya, masukkan terlebih dahulu sepotong kecil flux ke dalam sangkar besi, lalu masukkan ke bagian bawah tungku pencampur dan aduk bolak-balik. Setelah proses pemurnian selesai, keluarkan sangkar besi dan diamkan selama 5–10 menit. Bersihkan endapan di permukaan yang akan dituang. Jika diperlukan, fluks juga dapat dihilangkan dari permukaan untuk menutupinya.
Pemurnian Gas
Pemurnian gas merupakan metode utama pemurnian aluminium primer. Gas yang digunakan adalah klorin, nitrogen, atau campuran klorin dan nitrogen.
(1) Pemurnian gas klorin. Dahulu, gas klorin aktif digunakan sebagai agen pemurnian (metode klorinasi). Dalam metode klorinasi, ketika gas klorin dialirkan ke dalam aluminium cair, banyak AlCl3 yang sangat halus dan gelembung terbentuk, yang kemudian tercampur sepenuhnya dalam aluminium cair. Hidrogen yang terlarut dalam aluminium cair dan beberapa inklusi mekanis teradsorpsi pada gelembung AlCl₃ dan dikeluarkan saat gelembung AlCl₃ tersebut naik ke permukaan aluminium cair. Saat gas klorin dimasukkan, beberapa unsur yang memiliki muatan negatif lebih besar daripada aluminium dapat mengalami klorinasi, seperti kalsium, natrium, magnesium, dan sebagainya, yang kemudian terpisah menjadi klorida masing-masing akibat masuknya gas klorin. Oleh karena itu, metode klorinasi merupakan metode pemurnian aluminium primer yang sangat efektif. Jumlah gas klorin yang digunakan adalah 500–700 g per ton aluminium. Namun, karena oksigen bersifat beracun dan mahal, serta untuk menghindari polusi udara dan mengurangi biaya produksi ingot aluminium, industri aluminium modern secara bertahap menghentikan penggunaan metode klorinasi dan menggantinya dengan metode pemurnian menggunakan gas inert, yaitu nitrogen.
(2) Metode pemurnian nitrogen. Juga dikenal sebagai metode pemurnian berkelanjutan tanpa asap, bola alumina (418 mm) digunakan sebagai media penyaring. N₂ dialirkan langsung ke dalam aluminium cair. Aluminium cair secara terus-menerus dimasukkan ke dalam tungku pemurnian, melewati lapisan filter bola alumina, dan dibilas dengan nitrogen, sehingga inklusi non-logam dan hidrogen terlarut dalam aluminium cair dihilangkan, kemudian dikeluarkan secara terus-menerus, sehingga gelembung nitrogen halus tersebar merata dan memberikan efek pemurnian pada cairan aluminium yang diolah. Nitrogen tidak menimbulkan polusi terhadap atmosfer, dan kapasitas pemurniannya besar. Proses ini dapat memproses 200–600 kg cairan aluminium per menit, dan kehilangan aluminium yang disebabkan oleh proses pemurnian relatif berkurang, sehingga kini metode ini digunakan secara luas. Namun, gas nitrogen tidak seefektif gas klorin dalam menghilangkan kalsium, natrium, dan magnesium dalam aluminium cair.
(3) Metode pemurnian gas campuran. Campuran klorin dan nitrogen digunakan untuk memurnikan aluminium cair. Perannya adalah untuk menghilangkan hidrogen dan memisahkan oksida di satu sisi, serta menghilangkan beberapa pengotor logam (seperti magnesium) dalam aluminium di sisi lain. Komposisi yang umum digunakan adalah 90% nitrogen + 10% klorin. Ada juga komposisi 10% klorin + 10% karbon dioksida + 80% nitrogen. Efeknya lebih baik, karena karbon dioksida dapat mendifusikan klorin dan nitrogen dengan baik, sehingga dapat mempersingkat waktu operasi.
