Медь и Алюминий

1. Тема 2. Производство цветных металлов.

1. Свойства меди, область применения, руды,
используемые для ее производства.
2. Основные операции получения меди из сульфидных
руд пирометаллургическим способом. Их назначение.
Маркировка меди.
3. Свойства алюминия, область применения. Руды,
используемые для его производства.
4. Основные периоды получения алюминия из
бокситовых руд. Способы извлечения глинозема.
Электролиз Al2О3. Маркировка алюминия.

2. 1. Свойства меди, область применения, руды, используемые для ее производства.

Медь - химический элемент І группы Периодической
системы Д. И. Менделеева, порядковый номер 29.
Медь — металл красно-розового цвета.
Плотность меди 8.94 г/см3,
температура плавления — 1083°С.
Кристаллизуется в кубической гранецентрированной
решетке и полиморфных превращений не имеет.
Характеризуется невысокой прочностью (σ = 150-250
МПа) и твердостью (НВ 60) и хорошей пластичностью (δ
= 25% в литом состоянии и δ = 50% в
горячедеформированном).

3.

Обладает высокой электропроводностью,
теплопроводностью, коррозионной стойкостью в пресной
и морской воде.
Применение:
Благодаря высокой электропроводности около половины
производимой меди используется в электро- и
радиопромышленности.
Маркируется буквой Μ и цифрами, зависящими от
содержания примесей. Медь марок М00 (0,01 %
примесей), М0 (0,05%) и Ml (0,1%) используется для
изготовления проводников электрического тока, медь М2
(0,3%) — для производства высококачественных сплавов
меди, М3 (0,5%) — для сплавов обыкновенного
качества. Основные сплавы меди — латуни и бронзы.

4.

Латунями называют сплавы меди с цинком. Цинк повышает
прочность и пластичность сплава, но до определенных
пределов. Наибольшей пластичностью
обладают латуни, содержащие 30% цинка, а наибольшей
прочностью — 45%. Поэтому более 45% цинка в латунях
содержаться не может. Кроме того, цинк удешевляет сплав,
так как он дешевле меди. Латуни характеризуются высокой
электропроводностью и теплопроводностью, коррозионной
стойкостью, хорошо обрабатываются резанием.
По технологическому признаку латуни делятся на
деформируемые и литейные. По химическому составу латуни
делятся на простые (двойные), в которых присутствуют
только медь и цинк и сложные (многокомпонентные), в
которые для улучшения различных свойств добавлены другие
элементы. Наиболее распространены добавки алюминия,
олова, кремния, никеля и др.

5.

Латуни маркируются буквой Л. В деформируемых
латунях указывается содержание меди и легирующих
элементов, которые обозначаются соответствующими
буквами (О — олово, А — алюминий, К — кремний, Η —
никель, Мц — марганец, Ж — железо и т.д.). Содержание
элементов дается в % после всех буквенных обозначений.
Например, латунь Л63 содержит 63% меди и 37% цинка.
Латунь ЛАЖ 60-1-1 содержит 60% меди, 1% алюминия,
1% железа и 38% цинка. В марках литейных латуней
указывается содержание цинка, а количество легирующих
элементов (в %) ставится после букв их обозначающих.
Например, литейная латунь ЛЦ40Мц3А содержит 40%
цинка, 3% марганца, менее 1% алюминия и 56% меди.

6.

Бронзами называются сплавы меди с оловом, алюминием,
свинцом и другими элементами, среди которых цинк не
является основным. Бронзы обладают высокой коррозионной
стойкостью, хорошими литейными свойствами, хорошо
обрабатываются давлением и резанием. По названию
основного легирующего элемента бронзы делятся на
оловянные, алюминиевые, кремнистые, бериллиевые,
свинцовые и др.
По технологическому признаку бронзы делят на
деформируемые и литейные.
Маркируются бронзы буквами Бр, за которыми показывается
содержание легирующих элементов в %. Обозначения
легирующих элементов и отличия в марках деформируемых и
литейных сплавов у бронз такие же, как у латуней.
Например, деформируемая бронза БрОФ 6,5-0,4 содержит 6,5%
олова и 0,4% фосфора, а литейная бронза БрОЗЦ7С5Н — 3%

7.

Особенно широкое применение в машиностроении имеют
оловянные бронзы. Деформируемые оловянные бронзы обладают
высокой пластичностью и упругостью. Из них изготовляют прутки,
трубы, ленты. Литейные оловянные бронзы имеют хорошие
литейные свойства, высокую коррозионную стойкость. Из них
изготовляют арматуру, работающую в условиях пресной и морской
воды.
Олово — относительно дорогой металл, поэтому его стремятся
частично или полностью заменить в составе бронз другими.
Алюминиевые бронзы (БрА7, БрАЖН 10-4-4) обладают более
высокими механическими свойствами и коррозионной стойкостью
по сравнению с оловянными. Кремнистые бронзы (БрКМц 3-1)
имеют хорошую упругость и поэтому используются для
изготовления пружинящих деталей. Свинцовые бронзы (БрСЗО)
обладают высокими антифрикционными свойствами и примен. в
подшипниках скольжения. Бериллиевые бронзы (БрБ2) отличаются
высокой твердостью, прочностью, упругостью и износостойк-тью.

8. 2. Основные операции получения меди из сульфидных руд пирометаллургическим способом. Их назначение. Маркировка меди.

Медь получают из руд с содержанием этого металла не
ниже 0,5%. В природе встречаются около 30—40 медных
минералов. Из сульфидных минералов наиболее
распространен халькопирит.

9.

Получают медь из сульфидных руд по следующей
схеме:
1. Дробление руды в дробилках с последующим
измельчением в шаровых мельницах.
2. Флотационное обогащение — флотация. Тонко
измельченную руду смешивают с небольшим
количеством особого флотореагента, например
ксантогената калия и извести, и подают в камеру
флотационной машины. Ксантогенат калия покрывает
тонкой пленкой частицы сульфидных минералов меди.
Известь создает в пульпе определенную щелочность и
предупреждает обволакиванием пленкой ксантогената
частиц других минералов. В флотационной машине к
частицам минералов меди прилипают пузырьки
воздуха и выносят их на поверхность пульпы.

10.

Добавка пенообразователей (соснового масла, сланцевой
смолы и др.) позволяет создать на поверхности пульпы
устойчивую пену, удерживающую частицы минералов
меди.
Полученный таким образом концентрат с флотомашины
имеет большую влажность. Поэтому его обезвоживают
последовательно сгущением в сгустителях и фильтрацией
на фильтрах, затем сушат во вращающихся сушилках
барабанного типа.
Примерно 90% всех добываемых медных руд подвергают
флотационному обогащению, а 10%-направляют
непосредственно в металлургическую обработку —
плавку или выщелачивание. Медные концентраты
содержат 20—30% Сu.

11.

90 % первичной меди получают пирометаллургическим
способом, 10% — гидрометаллургическим.
Гидрометаллургический способ – получение меди путём
её выщелачивания слабым раствором серной кислоты и
последующего выделения металлической меди из
раствора. Метод используют при переработке бедных руд,
он не позволяет извлекать попутно с медью драгоценные
металлы.
Получение меди пирометаллургическим способом
состоит из обогащения, обжига, плавки на штейн,
продувки в конвертере, рафинирования.

12.

3. Обжиг. Высокосернистые руды и концентраты подвергают
в многоподовых печах и в печах кипящего слоя обжигу при
температуре до 850°С в окислительной атмосфере. При этом
выгорает значительная часть серы. Продуктом обжига
является обожженная шихта — огарок и газы, содержащие
сернистый ангидрид, который используют для производства
серной кислоты.
4. Плавка в отражательной печи. Плавят сырую,
подсушенную или обожженную шихту при температуре до
1500—1550°С. При этом атмосфера в печи должна быть
нейтральная или слабоокислительная. Цель плавки —
сульфидирование меди и перевод ее в штейн (оплав
сульфидов) при одновременном ошлаковании большей части
железа кремнеземом. Окислы металлов и пустой породы,
взаимодействуя, образуют шлак, который легче штейна и в
ванне печи располагается над ним.

13.

5. Конвертирование. Штейн в конверторе продувают
воздухом в течение 16—24 ч в присутствии кварцевого
флюса. В результате продувки сера выгорает, газы
поступают в сернокислотное производство, полученная
черновая медь содержит 97,5—99,5% Сu, остальное
примеси. Черновую медь подвергают огневому
рафинированию, а затем электролизу для очистки от
примесей и извлечения из нее благородных металлов.

14.

6. Огневое рафинирование. Черновую медь
расплавляют в специальной печи (или заливают в нее
жидкую медь) и рафинируют при температуре 1200°С.
Для удаления железа, цинка, серы и других примесей
вначале осуществляет окисление жидкой меди продувкой
воздухом. Полученная закись меди хорошо растворяется
и реагирует со всеми имеющимися в жидкой меди
примесями. Образующиеся окислы примесей всплывают
на поверхность ванны, где и ошлаковываются. После
удаления примесей закись меди восстанавливают
(операция «дразнение»), получая конечный продукт—
анодную («красную») медь с содержанием 99—99,7% Сu.

15.

7. Электролитическое рафинирование. Этому
подвергают огневую и анодную медь для получения
наиболее чистой меди с содержанием ее 99,9%.
Электролиз ведут в водном растворе сульфата меди,
содержащем свободную серную кислоту. В результате
электролиза чистая медь осаждается на катодах (тонких
листах электролитической меди), а на дне ванны
собирается шлам, который в дальнейшем перерабатывают
для извлечения благородных металлов.

16. 3. Свойства алюминия, область применения. Руды, используемые для его производства

Алюминий – (AL) 13-й элемент периодической таблицы
Менделеева.
Алюминий — металл серебристого цвета,
характеризующийся низкой плотностью (2,7 г/см3),
высокой пластичностью (δ = 40%), низкими прочностью
(ση= 80МПа) и твердостью (НВ 25). Температура
плавления — 659°С. Обладает высокой
электропроводностью и коррозионной стойкостью.
Кристаллизуется в кубической гранецентрированной
решетке и полиморфных превращений не имеет.

17.

Маркируется буквой А. В зависимости от количества
примесей различают алюминий особой чистоты А999
(99,999% А1), высокой чистоты А995, А99, А97 и
технической чистоты А85, А8, А7, А6, А5, АО.
Применяется алюминий для производства фольги,
электрических проводов. Как конструкционный материал
используется редко вследствие малой прочности. Сплавы
алюминия делятся на литейные и деформируемые.

18.

Литейные сплавы алюминия маркируются буквами АЛ и числом,
показывающим условный номер сплава. Чтобы сплав обладал
хорошими литейными свойствами, он должен иметь низкий
температурный интервал кристаллизации. Кроме того, желательно,
чтобы он имел низкую температуру плавления. Этим требованиям
удовлетворяют эвтектические сплавы. Наибольшее
распространение получили сплавы алюминия с кремнием,
образующие эвтектику при содержании 11,6% кремния эти сплавы
называются силуминами. Содержание кремния в составляет 4-23%.
Широко применяется силумин эвтектического состава АЛ2,
содержащий 10-12% кремния. Он имеет очень хорошие литейные
свойства, но малую прочность (σв= 180 МПа). Уменьшение
содержания кремния и добавка меди, магния и марганца ухудшает
литейные свойства силуминов, но улучшает механические.
Кроме силуминов используются литейные сплавы апюминия с медью
(АЛ7) и магнием (АЛ8), не содержащие кремния. Они обладают
значительно большей прочностью, чем силумины, но их литейные
свойства хуже.

19.

Деформируемые сплавы алюминия делятся на
упрочняемые и не упрочняемые термической обработкой.
К сплавам, не упрочняемым термической обработкой
относятся сплавы алюминия с марганцем (маркируется
АМц) и магнием (маркируются АМг1, АМг7). Эти
сплавы имеют низкую прочность, но высокую
пластичность и коррозионную стойкость.
К сплавам, упрочняемым термической обработкой
относятся дюралюминий, ковочные сплавы,
высокопрочные сплавы алюминия. Дюралюминий
(дуралюмин) представляет собой сплав алюминия с
медью (до 5%), марганцем (до 1,8%) и магнием (до 0,9%).
Маркируется буквой Д и цифрой, показывающей
порядковый номер (Д1, Д16 и др.).

20.

Подвергается термической обработке, которая состоит из
закалки от температуры 500°С и естественного старения,
заключающегося в выдержке при комнатной температуре
в течение нескольких суток. В результате такой обработки
прочность повышается в два раза (с 200-240 МПа до 450500 МПа), а пластичность практически не меняется.
Достоинством дюралюминия является высокая удельная
прочность (отношение предела прочности к плотности),
что особенно важно в самолетостроении. Дюралюминий
выпускается в виде листов и прутков.

21. 4. Основные периоды получения алюминия из бокситовых руд. Способы извлечения глинозема. Электролиз Al2О3. Маркировка алюминия.

Производство и получение алюминия
Металлический алюминий получают в три стадии:
Получение глинозема (Al2O3) из алюминиевых руд;
Получение алюминия из глинозема;
Рафинирование алюминия.

22.

1. Получение глинозема
Около 95 % всего глинозема получают из бокситовых руд.
1.1. Бокситовая руда
Боксит – алюминиевая руда, состоящая из гидроксидов
алюминия, оксидов железа и кремния, сырьё для
получения глинозёма и глинозёмосодержащих
огнеупоров. Содержание глинозёма в промышленных
бокситах колеблется от 40 % до 60 % и выше.
Используется также в качестве флюса в чёрной
металлургии.

23.

Обычно бокситы представляют собой землистую
глиноподобную массу, которая может иметь полосчатую,
пизолитовую (гороховидную) либо однородную текстуру.
В обычных условиях выветривания полевые шпаты
(минералы, составляющие большую часть земной коры и
являющиеся алюмосиликатами) разлагаются с
образованием глин, но в условиях жаркого климата и
высокой влажности конечным продуктом их разложения
могут оказаться бокситы, т. к. подобная обстановка
благоприятствует выносу щелочей и кремнезёма,
особенно из сиенитов или габбро. Бокситы
перерабатывают в алюминий поэтапно: сначала получают
оксид алюминия (глинозём), а затем металлический
алюминий (электролитическим способом в присутствии
криолита).

24.

Основные примеси в бокситах это Fe2O3, SiO2,
TiO2. К малым примесям бокситов относят: Na2O,
K2O, CaO, MgO, редкоземельные элементы, Cr, P,
V, F, органика.
Обычно бокситы классифицируют:
- по цвету;
- по основному минералу (чаще они бывают
смешанными);
- по возрасту.

25.

Основными критериями качества алюминиевой руды
являются:
1. Кремниевый модуль (Мsi = Al2O3/SiO2 (% масс.)). Чем
больше кремниевый модуль тем лучше качество (Мsi =
7);
2. Содержание железа в пересчете на Fe2O3. Если
содержание Fe2O3около 18 % масс., то боксит считается
высокожелезистым. Чем больше содержание железа
труднее добыть бокситы;
3. Содержание серы. Наличие большого количества серы
усложняет переработку боксита;
4. Содержание карбонатов в пересчете на CO3(2-). Наличие
большого количества карбонатов усложняет переработку
боксита.

26.

Бокситы применяют:
- в производстве глинозема;
- в производстве абразивных материалов;
- в производстве огнеупорных материалов;
- в качестве флюса для выплавки мартеновской
стали;
- для сушки газов и чистки нефти от серы;
- в качестве красителя.

27.

1.2. Получение глинозема из бокситовых руд
Поскольку алюминий амфотерен, глинозем получают
тремя способами:
- щелочным,
- кислотным;
- электролитическим.
Наибольшее распространение имеет щелочной способ
(метод К. И. Байера, разработанный в России в конце
позапрошлого столетия и применяемый для переработки
высокосортных бокситов с небольшим количеством (до 5
– 6 %) кремнезема). С тех пор техническое выполнение
его было существенно улучшено. Схема производства
глинозема по способу Байера представлена на рисунке 3.

28.

29.

Сущность способа состоит в том, что алюминиевые
растворы быстро разлагаются при введении в них
гидроокиси алюминия, а оставшийся от разложения
раствор после его выпаривания в условиях интенсивного
перемешивания при 169 – 170 °С может вновь растворять
глинозем, содержащийся в бокситах. Этот способ состоит
из следующих основных операций:
1. Подготовки боксита, заключающийся в его дроблении
и измельчении в мельницах; в мельницы подают боксит,
едкую щелочь и небольшое количество извести, которое
улучшает выделение Al2O3; полученную пульпу подают
на выщелачивание;

30.

2. Выщелачивания боксита (в последнее время
применяемые до сих пор блоки автоклав круглой формы
частично заменены трубчатыми автоклавами, в которых
при температурах 230 – 250 °С (500 – 520 К) происходит
выщелачивание), заключающегося в химическом его
разложении от взаимодействия с водным раствором
щелочи; гидраты окиси алюминия при взаимодействии со
щелочью переходят в раствор в виде алюмината натрия:
AlOOH+NaOH→NaAlO2+H2O
или
Al(OH)3+NaOH→NaAlO2+2H2O;

31.

содержащийся в боксите кремнезем взаимодействует со
щелочью и переходит в раствор в виде силиката натрия:
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O;
в растворе алюминат натрия и силикат натрия образуют
нерастворимый натриевый алюмосиликат; в
нерастворимый остаток переходят окислы титана и
железа, предающие остатку красный цвет; этот остаток
называют красным шламом. По окончании растворения
полученный алюминат натрия разбавляют водным
раствором щелочи при одновременном понижении
температуры на 100 °С;

32.

3. Отделения алюминатного раствора от красного шлама
обычно осуществляемого путем промывки в специальных
сгустителях; в результате этого красный шлам оседает, а
алюминатный раствор сливают и затем фильтруют
(осветляют). В ограниченных количествах шлам находит
применение, например, как добавка к цементу. В
зависимости от сорта бокситов на 1 т полученной окиси
алюминия приходится 0,6 – 1,0 т красного шлама (сухого
остатка);

33.

4. Разложения алюминатного раствора. Его фильтруют и
перекачивают в большие емкости с мешалками
(декомпозеры). Из пересыщенного раствора при
охлаждении на 60 °С (330 К) и постоянном
перемешивании извлекается гидроокись алюминия
Al(OH)3. Так как этот процесс протекает медленно и
неравномерно, а формирование и рост кристаллов
гидроокиси алюминия имеют большое значение при ее
дальнейшей обработке, в декомпозеры добавляют
большое количество твердой гидроокиси – затравки:
Na2O ·Al2O3 + 4H2O→Al(OH)3 + 2NaOH;

34.

5. Выделения гидроокиси алюминия и ее классификации;
это происходит в гидроциклонах и вакуум-фильтрах, где
от алюминатного раствора выделяют осадок, содержащий
50 – 60 % частиц Al(OH)3. Значительную часть
гидроокиси возвращают в процесс декомпозиции как
затравочный материал, которая и остается в обороте в
неизменных количествах. Остаток после промывки водой
идет на кальцинацию; фильтрат также возвращается в
оборот (после концентрации в выпарных аппаратах – для
выщелачивания новых бокситов);

35.

6. Обезвоживания гидроокиси алюминия (кальцинации); это
завершающая операция производства глинозема; ее
осуществляют в трубчатых вращающихся печах, а в последнее
время также в печах с турбулентным движением материала
при температуре 1150 – 1300 °С; сырая гидроокись алюминия,
проходя через вращающуюся печь, высушивается и
обезвоживается; при нагреве происходят последовательно
следующие структурные превращения:
Al(OH)3 → AlOOH → γ-Al2O3 → α-Al2O3
200 °C – 950 °С – 1200 °С.
В окончательно прокаленном глиноземе содержится 30 – 50 %
α-Al2O3 (корунд), остальное γ-Al2O2.
Этим способом извлекается 85 – 87 % от всего получаемого
глинозема. Полученная окись алюминия представляет собой
прочное химическое соединение с температурой плавления
2050 ° С [7].

36.

2. Получение алюминия электролизом
Электролитическое восстановление окиси алюминия,
растворенной в расплаве на основе криолита,
осуществляется при 950-970 °С в электролизере.
Электролизер состоит из футерованной углеродистыми
блоками ванны, к подине которой подводится
электрический ток. Выделившийся на подине, служащей
катодом, жидкий алюминий тяжелее расплава соли
электролита, поэтому собирается на угольном основании,
откуда его периодически откачивают (рисунок 4).
Сверху в электролит погружены угольные аноды, которые
сгорают в атмосфере выделяющегося из окиси алюминия
кислорода, выделяя окись углерода (CO) или двуокись
углерода (CO2).

37.

На практике находят применение два типа анодов:
- самообжигающиеся аноды Зедерберга, состоящие из
брикетов, так называемых «хлебов» массы Зедерберга
(малозольный уголь с 25 – 35 % каменноугольного пека),
набитых в алюминиевую оболочку; под действием
высокой температуры анодная масса обжигается
(спекается);
- обожженные, или «непрерывные», аноды из больших
угольных блоков (например, 1900 × 600 × 500 мм массой
около 1,1 т)

38.

39.

Сила тока на электролизерах составляет 150 000 А. Они
включаются в сеть последовательно, т. е. получается
система (серия) – длинный ряд электролизеров.
Рабочее напряжение на ванне, составляющее 4 – 5 В,
значительно выше напряжения, при котором происходит
разложение окиси алюминия, поскольку в процессе
работы неизбежны потери напряжения в различных
частях системы. Баланс сырья и энергии при получении 1
т алюминия представлен на рисунке 5.

40.

41.

Вреакционном сосуде окись алюминия превращается
сначала в хлорид алюминия. Затем в плотно изолированной
ванне происходит электролиз AlCl3, растворенного в
расплаве солей KCl, NaCl. Выделяющийся при этом хлор
отсасывается и подается для вторичного использования;
алюминий осаждается на катоде.
Преимуществами данного метода перед существующим
электролизом жидкого криолитоглиноземного расплава
(Al2O3, растворенная в криолите Na3AlF6) считают:
экономию до 30 % энергии; возможность применения окиси
алюминия, которая не годится для традиционного
электролиза (например, Al2O3 с высоким содержанием
кремния); замену дорогостоящего криолита более
дешевыми солями; исчезновение опасности выделения
фтора.

42.

3. Получение рафинированного алюминия
Для алюминия рафинирующий электролиз с разложением
водных солевых растворов невозможен. Поскольку для
некоторых целей степень очистки промышленного
алюминия (Al 99,5 – Al 99,8), полученного электролизом
криолитоглиноземного расплава, недостаточна, то из
промышленного алюминия или отходов металла путем
рафинирования получают еще более чистый алюминий
(Al 99,99 R). Наиболее известен метод рафинирования —
трехслойный электролиз.

43.

3.1. Рафинирование методом трехслойного электролиза
Одетая стальным листом, работающая на постоянном
токе (рисунок 6) ванна для рафинирования состоит из
угольной подины с токоподводами и теплоизолирующей
магнезитовой футеровки. В противоположность
электролизу криолитоглиноземного расплава анодом
здесь служит, как правило, расплавленный
рафинируемый металл (нижний анодный слой).
Электролит составляется из чистых фторидов или смеси
хлорида бария и фторидов алюминия и натрия (средний
слой). Алюминий, растворяющийся из анодного слоя в
электролите, выделяется над электролитом (верхний
катодный слой). Чистый металл служит катодом. Подвод
тока к катодному слою осуществляется графитовым
электродом.

44.

1 – алюминиевый расплав; 2 – электролит; 3 – рафинированный алюминий
высокой частоты; 4 – катод из графита; 5 – магнезитовая стена; 6 – передний горн;
7 – изолирующий слой; 8 – боковая изоляция; 9 – угольная подина; 10 – анодный
токопровод; 11 – изоляция подины; 12 – железный короб; 13 – крышка

45.

Ванна работает при 750 – 800 °С, расход электроэнергии
составляет 20 кВт ч на 1 кг чистого алюминия, т. е.
несколько выше, чем при обычном электролизе
алюминия.
Металл анода содержит 25 – 35 % Cu; 7 – 12 % Zn; 6 – 9
% Si; до 5 % Fe и незначительное количество марганца,
никеля, свинца и олова, остальное (40 – 55 %) –
алюминий. Все тяжелые металлы и кремний при
рафинировании остаются в анодном слое. Наличие
магния в электролите приводит к нежелательным
изменениям состава электролита или к сильному его
ошлакованию. Для очистки от магния шлаки, содержащие
магний, обрабатывают флюсами или газообразным
хлором.

46.

В результате рафинирования получают чистый алюминий
(99,99 %) и продукты сегрегации (зайгер-продукт),
которые содержат тяжелые металлы и кремний и
выделяются в виде щелочного раствора и
кристаллического остатка. Щелочной раствор является
отходом, а твердый остаток применяется для
раскисления.
Рафинированный алюминий имеет обычно следующий
состав, %: Fe 0,0005 – 0,002; Si 0,002 – 0,005; Cu 0,0005 –
0,002; Zn 0,0005 – 0,002; Mg следы; Al остальное.
Рафинированный алюминий перерабатывают в
полуфабрикат в указанном составе или легируют магнием
(таблица 1).

47.

Допустимые примеси* , %
Марка
в том числе
Номер
всего
Ti
Cu
Zn
прочие
A199,99R
3.0400 0,01 0,006 0,005 0,002
0,003
0,005
0,001
A199,9H
3.0300
0,1 0,050 0,035 0,006
0,005
0,04
0,003
A199,8H
3.0280
0,2
0,15
0,15
0,03
0,01
0,06
0,01
A199,7H
3.0270
0,3
0,20
0,25
0,03
0,01
0,06
0,01
A199,5H**
3.0250
0,5
0,30
0,40
0,03
0,02
0,07
0,03
A199H
3.0200
1,0
0,5
0,6
0,03
0,02
0,08
0,03
Si
Fe

48.

3.2. Рафинирование путем алюмоорганических
комплексных соединений и зонной плавкой
Алюминий степени чистоты выше марки A1 99,99 R
может быть получен рафинирующим электролизом
чистого или технически чистого алюминия с
применением в качестве электролита комплексных
алюмоорганических соединений алюминия. Электролиз
проходит при температуре около 1000°С между твердыми
алюминиевыми электродами и в принципе схож с
рафинирующим электролизом меди. Природа
электролита диктует необходимость работать без доступа
воздуха и при низкой плотности тока.

49.

Этот вид рафинирующего электролиза, применяемым сначала
лишь в лабораторном масштабе, уже осуществляется в
небольшом производственном масштабе – изготовляется
несколько тонн металла в год. Номинальная степень очистки
получаемого металла 99,999 -99,9999%. Потенциальными
областями применения металла такой чистоты являются
криогенная электротехника и электроника.
Возможно применение рассмотренного метода рафинирования
и в гальванотехнике.
Еще более высокую чистоту – номинально до A1 99,99999 –
можно получить последующей зонной плавкой металла. При
переработке алюминия повышенной чистоты в полуфабрикат,
лист или проволоку необходимо, учитывая низкую температуру
рекристаллизации металла, принимать особые меры
предосторожности. Примечательным свойством
рафинированного металла является его высокая
электропроводность в области криогенных температур.