一种生产超纯铝的方法

摘要

一种生产超纯铝的方法，属于金属材料领域。其特征在于以原铝为原料，采用三层液法、偏析法、室温离子液体电解法和区域熔炼法串联的四段精炼法制取超纯铝。偏析法、室温离子液体电解法和区域熔炼法分别以上一段生产产品为原料，生产出合格的超纯铝纯度在99.99995％以上。本发明生产率高，产品质量高；工艺灵活，根据需要可以分别得到精铝、高纯铝和超纯铝；使用离子液体电解精炼铝，离子液体电解质具有质量轻、无毒、无挥发性、无可燃性、导电性良好、热稳定性高、熔点低、沸点高、电化学窗口宽等特点，且易于循环利用。

主权项

1.本发明的一种生产超纯铝的方法，其特征在于以原铝为原料，采用三层液法、偏析法、室温离子液体电解法和区域熔炼法串联的四段精炼法制取超纯铝；三层液法精炼部分采用60kA～100kA三层液精铝电解槽，使用氟氯化物电解质体系，电解质成分如下：各组分重量百分比为：NaF16～20％，AlF316～22％，BaCl254～60％，NaCl6～8％；所述氟氯化物电解质的初晶温度在650～680℃，密度为2.72～2.92g/cm3，电导率为1.41～1.84Ω-1·cm-1，操作温度740～760℃，使用固体精铝阴极；偏析法精炼部分采用容量为2～5吨定向结晶炉，三定向结晶炉串联精炼，用三层液法精炼所得精铝为原料，，结晶速度为3～5cm/h，结晶温度为650～660℃，生产的高纯铝进入下一作业，不合格部分返回三层液法精炼作业；室温离子液体法精炼部分采用AlCl3-EMIC、BPC或AlCl3-[bmim]BF4离子液体为电解质，电流密度200～700A/m2，槽电压2.8～3.2V，极距15～25mm，电解温度100～150℃，用偏析法精炼所得高纯铝为阳极，在铝阴极上得到纯度更高的铝；EMIC称作氯代-1-乙基-3-甲基咪唑，BPC称作氯代～1-丁基咪啶，[bmim]BF4称作1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐；区域熔炼法精炼部分采用容量为30～100kg铝条的区域熔炼设备，区域熔炼设备设备由支架和石英管组成，石英管内通入氩气保护，感应线圈为7000～9000Hz，40～80kW，感应线圈的移动速度为0.01～10mm/min；把室温离子液体法精炼得到的高纯铝在高纯石墨坩锅内熔化，铸成半圆铸锭，经3～6次区域熔炼后切除半圆铸锭两端不合格部分，合格的超纯铝纯度在99.99995％以上。