» » Получение сверхчистого алюминия
24.04.2015

В современной металлургии алюминия значительное внимание уделяется вопросам получения алюминия высокой чистоты.
Первичный алюминий, извлекаемый из электролизных ванн, после обычных способов рафинирования (хлорирования и переплавки) имеет обычно чистоту 99,5—99,7% Al, которая удовлетворяет большинство технических областей применения алюминия
Однако с повышением чистоты алюминия возрастает его электропроводность, стойкость против коррозии, способность отражать видимую и невидимую части солнечного спектра. Эти и другие свойства алюминия высокой чистоты позволяют с успехом применять его в качестве защитного коррозионностойкого металла, материала для изготовления химической аппаратуры и электролитических конденсаторов, для покрытия поверхностей, отражающих свет, для изготовления архитектурных деталей, требующих высокой коррозионной стойкости, и т. д.
Алюминий высокой чистоты находит также применение в радиолокационных приборах и установках по производству атомной энергии.
В качестве перспективной области применения алюминия высокой чистоты следует указать изготовление на его основе сплавов (в частности, с магнием), обладающих высокими механическими, пластическими и химическими свойствами. Большое значение должно также иметь применение сверхчистого алюминия для изготовления полупроводниковых материалов (например, в виде его сплава с сурьмой высокой чистоты). В этом последнем случае к алюминию предъявляются особо высокие требования в отношении минимального содержания примесей.
В табл. 8 приведена классификация первичного алюминия в зависимости от химического состава металла, согласно принятому в России ГОСТ 3549—55.
Получение сверхчистого алюминия

Алюминий марок АО и А00 является обычным металлом, выпускаемым нашими электролизными заводами. Для получения металла марок ABO — АВ0000 этот алюминий дополнительно подвергается электролитическому рафинированию. Чистота же алюминия, пригодного для полупроводников, составляет примерно 99,999—99,9999% Al, что требует применения дополнительных средств рафинирования алюминия Нужно отметить, что в настоящее время этот вопрос полностью не решен и является существенной проблемой современной металлургии.
Для получения алюминия высокой чистоты могут быть применены различные способы, в том числе: 1) электролитическое рафинирование, 2) зонная плавка и 3) дистилляция через субгалогениды.
При этом если первый из них является промышленным способом, позволяющим получать алюминий высокой чистоты в любых количествах, то последние два применяются пока в малом масштабе и разработаны не полностью.
Способом электролитического рафинирования в промышленных условиях можно получать металл чистотой 99,9965% по разности с примесями железа, кремния и меди Фактически же в таком металле содержится в пределах 0,005—0,000001% ряд примесей других металлов (Na, Mg, Ti, Zn, Cd, Bi и т. д), что снижает абсолютную чистоту электролитически рафинированного алюминия. Способы зонной плавки и перегонки через субгалогениды (в особенности в сочетании с электролитическим способом или между собой) дают возможность повысить чистоту рафинированного алюминия, что необходимо для применения его в полупроводниковых материалах.