Pemurnian aluminium dalam tungku merupakan salah satu metode pemurnian untuk aluminium dan paduan aluminium; metode pemurnian lainnya adalah pemurnian eksternal. Saat ini, pemurnian dengan campuran gas dan fluks serta penyaringan dan pemurnian menggunakan filter busa keramik banyak digunakan di Tiongkok. Beberapa pabrik pengolahan aluminium berskala besar juga telah menerapkan perangkat degassing dan penyaringan secara online untuk lebih meningkatkan kualitas logam cair.
Pemurnian Aluminium dalam Tungku
Pemurnian Aluminium dalam Tungku
Pemurnian nitrogen: Sifat kimia nitrogen bersifat pasif; nitrogen tidak bereaksi dengan aluminium cair maupun gas-gas terlarut lainnya pada suhu pemurnian, serta tidak larut dalam aluminium cair. Dengan menyuntikkan nitrogen ke dalam aluminium cair, dapat terbentuk sejumlah besar gelembung. Di dalam gelembung-gelembung nitrogen ini, tekanan parsial hidrogen sama dengan nol, sehingga hidrogen dalam aluminium cair akan berdifusi ke dalam gelembung, yang pada akhirnya menghilangkan gas dari aluminium cair. Selama proses pengapungan gelembung, inklusi menempel pada permukaan gelembung akibat tegangan permukaan saat bersentuhan dengan inklusi tersebut, dan akhirnya gelembung membawa inklusi ke slag di permukaan. Dapat dilihat bahwa inklusi dihilangkan bersamaan dengan gas. Suhu pemurnian harus dikendalikan dalam kisaran 690–710 saat melakukan degassing nitrogen. Jika suhu terlalu tinggi, nitrogen dapat bereaksi dengan aluminium. Tekanan nitrogen dikendalikan dalam kisaran 10–15 kPa.
Pemurnian dengan nitrogen tidak cocok untuk paduan magnesium, karena MgN₂ dapat terbentuk pada suhu pemurnian, yang memengaruhi komposisi paduan, dan efek penghilangan gas oleh nitrogen tidak sepenuhnya efektif.
Pemurnian dengan klorin: Klorin tidak larut dalam logam cair paduan aluminium, tetapi dapat membentuk aluminium klorida bersama aluminium. Klorin juga dapat bereaksi dengan hidrogen dalam paduan tersebut untuk membentuk hidrogen klorida yang mudah menguap. Sebagian gas klorin juga terlepas dalam bentuk gas. Gas-gas ini naik ke permukaan dari aluminium cair dalam bentuk gelembung, dan proses penghilangan gas serta terak berlangsung efektif. Namun, klorin bersifat toksik, berbahaya bagi kesehatan manusia, dan dapat menyebabkan korosi parah pada peralatan di sekitarnya. Oleh karena itu, diperlukan ventilasi yang baik serta peralatan pelindung.
Pemurnian gas campuran: Efek pemurnian nitrogen kurang baik, sedangkan gas klorin berbahaya bagi lingkungan dan peralatan; oleh karena itu, saat ini pemurnian gas campuran sering digunakan untuk meningkatkan efektivitas pemurnian dan mengurangi dampak berbahayanya. Ada dua jenis gas, yaitu nitrogen dan klorin.
Pemurnian fluks: pemurnian fluks Proses ini terutama dilakukan melalui adsorpsi dan pelarutan dengan inklusi oksida dalam fluks. Bahan pemurnian yang umum digunakan berbahan dasar klorida, dengan penambahan fluorida, seperti CaF₂, untuk menyerap dan melarutkan Al₂O₃, sehingga dapat mencapai efek pemurnian yang maksimal.
Selama proses pemurnian, sesuaikan suhu aluminium cair agar 20 ~ 30 ℃ lebih tinggi daripada suhu penuangan. Fluks disebarkan di permukaan paduan aluminium cair. Karena kepadatan fluks yang digunakan pada paduan aluminium lebih kecil daripada kepadatan aluminium cair, maka fluks tersebut mengapung di atasnya. Aduk selama 5–10 menit, kemudian diamkan selama 5–10 menit, lalu buang terak pada paduan dan taburi dengan bahan penutup, kemudian tuang setelah proses pemurnian selesai.
