Elektrolitik hücreden emilen sıvı alüminyum çeşitli safsızlıklar içerdiğinden, dökümden önce arıtılması gerekir. Endüstride, arıtma amacıyla esas olarak arıtma, akı ve gaz gibi sıvı alüminyum arıtma yöntemleri kullanılır; bazıları ise arıtma amacıyla yönlü katılaşma ve filtreleme yöntemlerini dener.
Alüminyum Sıvı Arıtma Yöntemleri
Akı Arıtma
Akı arıtma Erimiş alüminyuma eklenen akışkanlar, çok sayıda ince damlacık oluşturmak üzere kullanılır; böylece erimiş alüminyumdaki oksitler bu damlacıklar tarafından ıslatılır, emilir ve çözünür; bu süreç sonucunda yüzeye yükselen yeni damlacıklar oluşur ve soğuma sonrasında uzaklaştırılacak bir köpük tabakası meydana gelir.
Arıtma için kullanılan akı, düşük erime noktasına, düşük yoğunluğa, düşük yüzey gerilimine, yüksek aktiviteye ve oksitlenmiş cüruf için güçlü adsorpsiyon kapasitesine sahip tuzdan oluşur. Kullanım sırasında, önce demir kafese küçük bir parça akı koyun, ardından bunu karıştırma fırınının tabanına yerleştirin ve ileri geri karıştırın. Akı işlemi tamamlandıktan sonra demir kafesi çıkarın ve 5-10 dakika bekletin. Döküm yapılacak yüzeydeki cürufu temizleyin. Gerekirse, yüzeyi kaplamak için akı da temizlenebilir.
Gaz Arıtma
Gaz arıtma birincil alüminyum arıtımında kullanılan başlıca yöntemdir. Kullanılan gaz, klor, azot veya klor ile azotun karışımıdır.
(1) Klor gazının saflaştırılması. Eskiden, aktif klor gazı saflaştırma maddesi olarak kullanılırdı (klorlama yöntemi). Klorlama yönteminde, klor gazı erimiş alüminyumun içine geçirildiğinde, çok sayıda anormal derecede ince AlCl3 ve kabarcıklar oluşur ve bunlar erimiş alüminyumla tamamen karışır. Erimiş alüminyumda çözünmüş hidrojen ve bazı mekanik kalıntılar, AlCl3 kabarcıkları üzerinde adsorbe edilir ve AlCl3 kabarcıkları erimiş alüminyumun yüzeyine yükselirken dışarı atılır. Klor gazı verildiğinde, alüminyumdan daha negatif olan bazı elementler (kalsiyum, sodyum, magnezyum vb.) klorlanabilir; bu elementler, klor gazının verilmesi nedeniyle karşılık gelen klorürlere ayrılır. Bu nedenle klorlama yöntemi, birincil alüminyum arıtımı için oldukça etkili bir yöntemdir. Klor gazı miktarı, alüminyumun her tonu başına 500-700 g'dır. Ancak oksijen zehirli ve pahalı olduğundan, hava kirliliğini önlemek ve alüminyum külçe üretim maliyetini düşürmek amacıyla modern alüminyum endüstrisi, klorlama yöntemini kademeli olarak terk etmiş ve bunun yerine inert gaz-azot arıtma yöntemini benimsemiştir.
(2) Azot arıtma yöntemi. Dumansız sürekli arıtma yöntemi olarak da bilinen bu yöntemde, filtre malzemesi olarak alümina bilyeleri (418 mm) kullanılır. N₂ doğrudan erimiş alüminyumun içine verilir. Erimiş alüminyum, arıtma fırınına sürekli olarak beslenir, alümina bilye filtre tabakasından geçer ve azotla yıkanır; böylece erimiş alüminyumdaki metalik olmayan kalıntılar ve çözünmüş hidrojen giderilir ve ardından sürekli olarak boşaltılır, böylece ince azot kabarcıkları işlenmiş alüminyum sıvısında eşit bir şekilde dağılır ve arıtma etkisi gösterir. Azot, atmosfere herhangi bir kirlilik yaratmaz ve arıtma kapasitesi yüksektir. Dakikada 200~600 kg alüminyum sıvısını işleyebilir ve arıtma işleminin neden olduğu alüminyum kaybı nispeten azalır; bu nedenle günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, erimiş alüminyumdaki kalsiyum, sodyum ve magnezyumu klor gazı kadar etkili bir şekilde gideremez.
(3) Karışık gaz arıtma yöntemi. Erimiş alüminyumu arıtmak için klor ve azot karışımı kullanılır. Bu karışımın rolü, bir yandan hidrojeni gidermek ve oksitleri ayırmak, diğer yandan da alüminyumdaki bazı metal safsızlıklarını (magnezyum gibi) gidermektir. Yaygın olarak kullanılan bileşim 90% azot + 10% klordur. Ayrıca 10% klor + 10% karbondioksit + 80% azot bileşimi de kullanılmaktadır. Bu bileşim daha etkili olup, karbondioksit klor ve azotu iyi bir şekilde yayarak işlem süresini kısaltabilir.
