Ticari amaçla kullanılan alüminyum metali iki kaynaktan elde edilir: ya alüminadan çıkarılan saf alüminyum (birincil alüminyum olarak adlandırılır) ya da çeşitli kaynaklardan gelen hurdaların geri dönüşümü yoluyla elde edilen metal (ikincil alüminyum olarak adlandırılır). Her iki durumda da, metalin üretim amaçlı kullanılabilmesi için önce arıtılması gerekir.
Oksitler bir tabaka oluşturur, hidrojen metale çözünür ve çözünürlüğü sıcaklıkla artar. Giderilmediği takdirde, çözünmüş gaz soğuma sırasında nihai dökümde çatlaklara neden olur. Bir diğer önemli sorun ise, safsızlık elementlerinin erimiş metalden tamamen veya en azından önceden belirlenmiş çok düşük bir düzeye indirilmesi gerektiğidir.
Alüminyum ve alüminyum alaşımı endüstrisinde, çözünmüş gazı gidermek ve metali gözeneklerden, oksit kalıntılarından ve diğer safsızlıklardan daha da arındırmak amacıyla erimiş metalin içinden klor geçirilmesi yaygın bir uygulamadır. Akıtma veya gaz giderme olarak adlandırılan bu yöntemde genellikle tam konsantrasyonlu, yani 100% konsantrasyonundaki klor kullanılır. Alüminyumun gazdan arındırılması için azot da kullanılabilir.
Alüminyumun reaktif klor içeren buharla temas ettirilmesi sürecine genellikle alüminyum klorür denir. Bu süreç sayesinde, yabancı metaller ve hidrojen uzaklaştırılır. Magnezyum ve sodyum klorürlere dönüştürülür; böylece erimiş metal yüzeyinden alüminyum cürufu olarak uzaklaştırılabilirler.
Genel olarak, alüminyumun işlenmesi, erimiş metale klor gazı üflenirken gerçekleştirilir. Erimiş metal ile klor arasında bir kimyasal reaksiyon meydana gelir ve klorür oluşur; bu klorür, metal klorür, hapsolmuş alüminyum parçacıkları ve alüminadan oluşan bir köpük şeklinde metalin yüzeyine yükselir. Bu yöntemin bir dezavantajı, klorun kullanım verimliliğinin düşük olmasıdır. Ayrıca, işleme sırasında erimiş banyodan önemli miktarda alüminyum, alüminyum klorür şeklinde kaybedilir.
Kullanılan aşırı miktardaki klor, iki soruna yol açmaktadır. Klorun bir kısmı alüminyum klorür şeklinde kaybedilmektedir. Atmosferik suyla temas ettikten sonra hidroliz meydana gelir ve bu süreçte hidroklorik asit ile çok ince alüminyum hidroksit veya oksit dumanları oluşur. Bu iki faktör bir araya geldiğinde büyük bir hava kirliliği sorunu oluşturmaktadır. Asit, uygun bir su yıkama sistemi ile egzoz deliğinde oldukça etkili bir şekilde giderilebilse de, alümina tozu 2 mikrondan daha küçük olduğundan uzaklaştırılması zordur. İkinci olarak, gaz halindeki klor eriyikten kaybolur ve ancak bir tür reaksiyon sistemi ile baca gazından arındırılabilir.
Metal Arıtma Yöntemi
AdTech, akı arıtma ve çevrimiçi gaz giderme gibi gelişmiş alüminyum metal arıtma yöntemleri sunmaktadır.
Akı Arıtma
AdTech granül akı Esas olarak alüminyum eriyikindeki hidrojeni ve yüzen oksit cürufunu gidermek için kullanılır; böylece alüminyum eriyik daha saf hale gelir ve cüruf giderici işlevi görür. Arıtma sürecinde, arıtma maddesi duman ve tozu azaltabilir, yanma kaybını düşürebilir; ayrıca çevre dostu ve ekonomiktir.
Jet, taşıyıcı gazın (N₂ veya Ar) etkisiyle erimiş alüminyumun içine eşit bir şekilde girer. Erimiş alüminyumda meydana gelen fiziksel ve kimyasal değişiklikler, erimiş alüminyumla tam temas halinde olan sayısız küçük kabarcıkların oluşmasına neden olur ve erimiş alüminyumdaki [H] ile diğer zararlı gazları ayırır. Aynı zamanda, arıtma maddesinde bulunan belirli maddeler, eriyik içindeki oksitleri ve askıda kalan maddeleri güçlü bir şekilde adsorbe edip eritebilir ve kabarcıklara yapışabilir. Kabarcık yükseldikçe, gaz giderme ve cüruf giderme gibi arıtma amaçlarına ulaşmak üzere erimiş alüminyumun yüzeyine taşınır.
Çevrimiçi Gaz Giderme Yöntemi
Şu çevrimiçi gaz giderme ünitesi Çevreye herhangi bir kirlilik yaratmayan ve erimiş alüminyumla reaksiyona girmeyen azotu gaz giderici madde olarak kullanır. Erimiş malzeme içinde çözünmüş olan hidrojen, akı gazının yükselen kabarcıklarına yayılır ve erimiş malzemenin yüzeyine taşınır.
Oksit ve diğer metalik olmayan kalıntılar esas olarak flotasyon yoluyla giderilir; zira küçük inert kabarcıklar oksite yapışarak erimiş alüminyumun yüzeyine yükselir. Hidrojen gideriminde geçerli olan ilkeler, oksit gideriminde de geçerlidir.
İnert gaz kabarcıkları daha küçüktür ve erimiş metal içindeki kalma süresi daha uzundur. Bu durum, inert gaz kabarcıkları ile erimiş metal arasında geniş bir temas yüzeyi sağlar ve böylece difüzyon tabakasına kıyasla daha yüksek bir kütle transfer katsayısı elde edilmesini sağlar.
