Alüminyum elektrolitik hücreden çıkarılan sıvı alüminyum, birçok safsızlık içerir; bu safsızlıklar sadece metal alüminyumun döküm ve işleme performansını etkilemekle kalmaz, aynı zamanda ürünün kalitesini de etkiler. Elektroliz işlemi sırasında alüminyum çökelmesine eşlik eden metal safsızlık elementlerine ek olarak, metal olmayan katı safsızlıklar (oksitler, karbürler, nitrürler vb.) ve çözünmüş gazlar (H2, CO2, CO, CH4 gibi) da bulunmaktadır. 100 g alüminyum sıvısı, 1273 K sıcaklıkta yaklaşık 0,2-0,4 cm³ hidrojen çözer. Bu nedenle, alüminyum dökümünden önce alüminyum dökümhanesi, alüminyum eriyik arıtma yöntemini uygulamalıdır.
Alüminyum eriyik içinde iki tür hidrojen bulunur: atomik hidrojen ve gaz halindeki hidrojen. İlki alüminyum eriyik içinde çözünmüş durumdadır; ikincisi ise genellikle katı kalıntı parçacıkları üzerinde adsorbe olur ve külçe dökümünden önce uzaklaştırılması gerekir. Orijinal alüminyum sıvısı doğrudan çeşitli kütüklere döküldüğünde, erimiş alüminyumun saflaştırılmasına ilişkin gereklilikler daha katıdır; çünkü kütükteki gözenekler ve cüruf kalıntıları, işlenmiş ürünlerin kusurlarına doğrudan yol açacaktır.
Alüminyum Eriyiğinin Arıtma Yöntemi
Yöntemler: Yaygın olarak kullanılan sıvı alüminyum arıtma yöntemleri CFF filtresi çevrimiçi arıtma yöntemi ve çevrimiçi gaz arıtma yöntemi gaz giderme ünitesi, ya da fırın dışında uygulanan bu iki sürekli arıtma yönteminin bir kombinasyonu. Ayrıca, akı ile arıtma yöntemini kullananlar da vardır.
Filtreleme ve arıtma yöntemi: Bir filtre malzemesi kullanarak sıvı alüminyumdaki metalik olmayan kalıntıları arıtmaya yönelik bir yöntemdir. Filtre malzemesi olarak korindon topları, köpüklü seramik levhalar, mikro gözenekli seramik tüpler, karbon tabakaları ve yüksek sıcaklıkta üretilmiş silikat ipek pamuk filtreler kullanılabilir.
Gaz arıtma yöntemi, çözünmüş gazı çözmek amacıyla alüminyum sıvısına inert gaz veya aktif gaz kabarcıklarının geçirildiği bir arıtma yöntemidir. Azot ve argon gibi inert gazların yanı sıra klor, karbon tetraklorür ve heksakloroetan gibi aktif gazlar da kullanılabilir. Klor gazı kullanıldığında, klor kabarcıkları alüminyum sıvısı içinde dağınık alüminyum klorür kabarcıkları oluşturur, hidrojen ile adsorbe edilmiş askıda katı kalıntıları hapseder ve ardından alüminyum sıvısının yüzeyine yükselerek uzaklaştırılır. Aynı zamanda, alüminyum sıvısında bulunan lityum, potasyum, kalsiyum, sodyum ve magnezyum gibi metal safsızlıklar da klorlama sayesinde giderilebilir.
Bununla birlikte, klor aşındırıcıdır ve alüminyum kaybına ve çevre kirliliğine neden olur; bu nedenle çoğunlukla azotla birlikte kullanılır. Klor içeriği genellikle 3% ile 6% arasındadır (hacim fraksiyonu). Ayrıca, atmosfere salınan alüminyum klorür miktarını azaltmak amacıyla, alüminyum yüzeyine klorür akısı yayma yöntemi kullanılarak alüminyumdaki sodyum içeriği 0,001%'nin altına düşürülebilir. Bu düşük sodyum içerikli sıvı, alüminyum-magnezyum deformasyon alaşımının üretiminde kullanılabilir.
Filtreleme ve Gaz Arıtma
Fırın dışındaki sürekli arıtma yöntemini filtrasyon ve gaz arıtma ile birleştiren yöntemdir. Alüminyum sıvısı, akı kaplama tabakasının koruması altında arıtma cihazına sürekli olarak beslenir ve azot (veya karışık gaz) ile yıkanır. Ardından, korindon bilye filtre tabakasından geçerek arıtılmış alüminyum sıvısı çıkıştan boşaltılır. Bu yöntemin avantajı, alüminyum sıvısını (dakikada 200-600 kg) sürekli olarak arıtabilmesi, azotun çevreye herhangi bir kirlilik yaratmaması, daha iyi bir arıtma etkisine sahip olması ve hidrojen giderim oranının 30%-40% seviyesine ulaşabilmesidir.
Akı arıtma yöntemi, küçük ölçekli bir alüminyum döküm fabrikasında veya atölyesinde, eritme fırınında azot-klor karışık gazı kullanılarak yapılan arıtma işlemlerinde ya da fırında arıtma maddesi ve akı arıtma işlemlerinde kullanılabilir. Dışarıda döküm yapıldığında, kalıntılar filtre elekten geçirilerek uzaklaştırılır ve bu yöntemin etkisi de oldukça iyidir. Kullanılan akı genellikle sodyum nitrat ve grafitin bir karışımıdır; bu karışım, sodyum nitratın termal ayrışmasını ve alüminyumla reaksiyonunu kullanarak azot oksitler veya azot gazı oluşturur ve böylece gaz safsızlıklarını giderme amacına ulaşılır.
