Алюминий особой чистоты: свойства, применение, получение (стр. 2 из 2)

Другим возможным процессом для получения алюминия особой чистоты является его дистилляция через субгалогениды, в частности через субфторид алюминия. Давление насыщенных паров металлического алюминия недостаточно высоко, чтобы осуществить его непосредственную дистилляцию с практически приемлемыми скоростями. Однако при нагревании в вакууме (при 1000-1050°С) с AlF3 алюминий образует легколетучий субфторид AlF, который перегоняется в холодную зону (800°С), где вновь распадается (диспропорционирует) с выделением чистого алюминия:

Возможность глубокой очистки алюминия от примеси в основном обусловлена тем, что вероятность образования субсоединений алюминия значительно больше вероятности образования субсоединений примеси.

Результаты масс-спектрального анализа и измерений R293 К/R4, 2 К алюминия каскадной зонной плавки. [9]

Число каскадов		Содержание примесей, ×10–4 %
		Si	Fe	Mg	Mn	Ti	сумма
Исходный	18, 3	0, 210	<0, 103	0, 89	<0, 061	0, 069	1, 544
A999
2	36, 5	<0, 062	<0, 103	0, 006	<0, 061	0, 017	0, 460
2	38, 0	<0, 062	<0, 103	0, 006	<0, 061	0, 017	0, 460
2	39, 5	0, 073	<0, 103	0, 045	<0, 061	0, 07	0, 563
3	32, 0	0, 204	<0, 103	0, 006	<0, 061	0, 017	0, 502
3	30, 0	0, 073	0, 100	0, 006	0, 020	0, 07	0, 480
3	32, 0	0, 052	0, 100	0, 006	0, 061	0, 07	0, 500
4	40, 0	<0, 021	<0, 103	0, 006	0, 061	0, 07	0, 472
4	30, 5	0, 031	0, 100	0, 006	0, 061	0, 07	0, 479
5	34, 0	0, 104	<0, 060	0, 006	0, 061	0, 017	0, 459
Примечания: 1. Сумма примесей дана с учетом других примесей, содержание которых во всех образцах составляло, ×10–4 %: <0, 071 Cu; <0, 038 Cr; 0, 048 Zn; 0, 017 Na; 0, 037 V. 2. При подсчете суммы примесей принимали их максимальное значение, равное пределу чувствительности анализа, например <0, 061 считали как 0, 061.

Содержание примесей, в алюминии, дистиллированном через субфторид, находится в обратной зависимости от массы получаемых слитков. В слитках массой 1, 5-1, 7 кг суммарное содержание примесей (Si, Fe, Cu, Mg) составляет 11ּ10–4%, а содержание газов 0, 007 см3/100 г. Удельное остаточное сопротивление (ρ○) при температуре жидкого гелия для такого металла составляет (1, 7÷2, 0)ּ10–10 Омּсм. Дистилляция алюминия через субфторид имеет ряд недостатков (сравнительно небольшая производительность, недостаточно глубокая очистка от магния и др.), поэтому способ не получил промышленного развития. Разработаны также способы получения алюминия особой чистоты электролизом комплексных алюминийорганических соединений, отличающиеся составом электролита. Например, в ФРГ применяют способ электролиза 50%-ного раствора NaFּ2Al (C2H5)3 в толуоле. Рафинирование проводят при 100°С, напряжении на электролизере 1, 0-1, 5 В и плотности тока 0, 3-0, 5 А/дм 2 с использованием алюминиевых электродов. Катодный выход по току 99%. Электрохимическим рафинированием в алюминийорганических электролитах существенно снижается содержание марганца и скандия, которые практически не удаляются при зонной очистке. Недостатками указанного способа являются его низкая производительность и высокая пожароопасность.

Для более глубокой очистки алюминия и получения металла чистотой 99, 99999% и более можно использовать комбинирование указанных выше способов: электролиз алюминийорганических соединений или возгонку через субфторид с последующей зонной плавкой полученного алюминия. Например, многократной зонной очисткой алюминия, полученного электролизом алюминийорганических соединений, удается получить металл особой чистоты с содержанием примесей, ×10–9 %: Fe 50; Si <500; Cu 10; Mg 30; Mn 5; Ti <500; Cr 20; Zn <50; Co <1; Ag <5; Sb <1 и Se 3.