В настоящее время алюминий является наиболее широко используемым цветным металлом в мире, а изделия из алюминия находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. По сравнению с производством электролитического алюминия использование вторичного алюминия позволяет сэкономить 95% энергии, в том числе воды и электроэнергии. Объем отходов и выбросов, образующихся в процессе производства, сокращается, что позволяет значительно снизить уровень загрязнения окружающей среды. В то же время использование вторичного алюминия, прошедшего процесс рафинирования, позволяет снизить себестоимость продукции из алюминиевых сплавов, что приносит значительные социальные и экономические выгоды.
Основная цель плавки алюминиевых сплавов заключается в получении расплава алюминиевого сплава высокой чистоты и с химическим составом, соответствующим производственным требованиям, путем разработки рационального технологического процесса плавки. Плавка вторичного алюминиевого сплава заключается в переплавке предварительно обработанных отходов алюминия и алюминиевой стружки в плавильной печи, при этом в процессе плавки осуществляются дегазация, удаление шлака, модификация, рафинирование и другие операции, с тем чтобы получить расплав алюминия с химическим составом, соответствующим требованиям, и в конечном итоге отлить его в слитки. Сырьем для вторичного алюминия, как правило, являются отходы, содержащие смесь различных сплавов и имеющие неопределённый состав. Для получения высококачественного расплава, необходимого для производства слитков, необходимо с помощью определённых методов переплавить отходы и удалить из них вредные примеси, газы и оксиды.
Процесс плавки и литья вторичного алюминия выглядит следующим образом: загрузка → плавка (добавление легирующих элементов, таких как кремний, медь и цинк) → удаление шлака → добавление магния и бериллия (при необходимости) → перемешивание → отбор проб → корректировка состава → рафинирование → удаление шлака → конвертер → модификация и отстой → очистка → литье.
Очистка и рафинирование вторичного алюминия — это чрезвычайно важный процесс в производстве вторичного алюминия, и наиболее широко применяемыми методами являются впрыск порошка и очистка в среде инертного газа. В настоящее время наиболее широко используемыми очищающие вещества — это хлористая и фтористая соли; также можно использовать Cl₂ или C₂Cl₆. Хотя эти рафинирующие агенты обладают хорошим очищающим и рафинирующим эффектом, побочные продукты, такие как AlCl₃ и HCl, наносят значительный ущерб здоровью человека, окружающей среде и оборудованию. Однако при использовании в качестве рафинирующих агентов N₂, Ar и других инертных газов эффект очистки оказывается не очень хорошим. В настоящее время более передовой технологией является модификация, рафинирование и очистка вторичного алюминия с использованием сплава редкоземельных элементов и полное использование взаимодействия между редкоземельными элементами и расплавом алюминия, что позволяет обеспечить комплексную обработку, включающую очистку, рафинирование и модификацию расплава алюминия. Этот метод рафинирования прост и эффективен, он позволяет эффективно повысить металлургическое качество вторичного алюминия, при этом в процессе обработки не образуются вредные отходящие газы и другие побочные продукты. Кроме того, комбинированные процессы рафинирования, такие как фильтрация хлорной солью и продувка аргоном, дают лучшие результаты, чем отдельные методы рафинирования.
