專家告訴你高純鋁的制取方法

　進一步脫除精鋁中的雜質，產出高純鋁的一種鋁精煉方法。用作制取高純鋁原料的精鋁純度一般在99.99%左右，高純鋁通常指純度在99.999%以上的金屬鋁。高純鋁需控制的雜質元素因用途而異，一般有硅、鐵、銅、鉛、鋅、鎵、鈦、鎘、銀和銦等。高純鋁經區域熔煉，或有機溶液電解與區域熔煉相結合的方法精煉所得的純度高于99.9995%的鋁，被稱為超純鋁。

　　高純鋁大部分制成鋁箔后，用于制造電解電容器。其他用途中有用作電解電容器引線、集成電路用導線、真空蒸發材料、噴涂材料等。還可用作超導體的穩定導體、計算機外部記憶裝置材料及磁盤合金的基體金屬等。

　　通常主要采用電化學提純方法和物理提純方法。前者有有機溶液電解法，后者有定向凝固法、單晶法和區域熔煉法。

　　有機溶液電解法 鋁的電位比氫更負，不能采用電解含鋁水溶液的方法制取或精煉鋁，而只能用熔鹽電解的方法。熔鹽電解過程一般在高于鋁熔點的條件下進行，在高溫電解條件下，一些雜質也會進入陰極鋁中，難以獲得純度在99.999%或更高的高純鋁。有機溶液電解法則可以在低的電解溫度下進行，可避免雜質進入陰極鋁中，而能獲得高純鋁。

　　齊格勒(Ziegler)等人電解氟化鈉與三乙基鋁的配合物 [NaF?2Al (C2H5)3]，在鉛陽極上得到Pb(C2H5)4：

　　12(C2H-5：)+3Pb=12e+3Pb(C2H5)4

　　在鋁陰極上得到純度為99.999%的高純鋁：

　　4Al(C2H5)4+12e=4Al+12(C2H-5：)

　　電解的電流效率為98%～99%，電壓在1V以下，每公斤鋁的電能消耗率僅為2～3kW·h。副產物Pb (C2H5)4可用作防爆劑。

　　漢尼巴爾(Hannibal)等人研究了三乙基鋁有機溶液電解過程。他們把NaF?2Al(C2H5)3配合物溶解在甲苯 (CH3C6H5) 中，配合物含量為50%，電解溫度373K，槽電壓1.0～1.5V，電流密度0.3～0.5A/dm2，極間距2～3cm，采用鋁陰極，鋁從陽極上溶解，在陰極上析出高純鋁，陰極電流效率接近100%。用99.99%純度的精鋁作陽極進行有機溶液電解時，可得到純度在99.9995%以上的超純鋁。

　　物理提純法

　　主要有定向凝固法、單晶法和區域熔煉法，它們是利用雜質在主成分固液兩相中的分凝效應進行提純的方法。若將含雜質金屬熔化后再凝固，當固液兩相處于平衡狀態時，其所含雜質量是不同的。繼續使金屬液慢慢凝固，則在金屬固體中先后凝固的各部分中雜質含量也不同。這種現象稱為分凝效應。雜質元素在處于平衡狀態下的固液兩相中濃度之比稱為平衡分配系數，或平衡分凝系數，通常以K0表示。