Sistema de refinado de aluminio líquido

15 de octubre Sistema de refinado de aluminio líquido

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Sistema de refinado de aluminio líquido: purificación del aluminio para eliminar impurezas

Para purificarlo de impurezas no metálicas y gaseosas, así como de compuestos de sodio, magnesio y calcio, el aluminio fundido se purga con cloro y se deja reposar en hornos eléctricos. En este caso, se produce la siguiente reacción:

2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

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El proceso se lleva a cabo a una temperatura de 700 0C. En estas condiciones, el AlCl₃ se encuentra en estado gaseoso. Cuando las burbujas de AlCl₃ atraviesan el aluminio fundido, se adsorben en partículas de alúmina, fluoruros metálicos y carbón. Las burbujas, junto con la fase sólida, ascienden y forman una capa gris suelta en la superficie, que se retira. Además, la liberación de cloro contribuye a eliminar los gases del metal. Tras la purificación, el contenido de Al es del 99,5 – 99,8%. Es adecuado para la mayoría de los consumidores, pero en ocasiones se requiere aluminio más puro, en cuyo caso se somete a una purificación más profunda mediante fusión por zonas o por destilación a través de subconexiones.

Fusión por zonas

La fusión por zonas se basa en el hecho de que la solubilidad de las impurezas en el metal sólido es menor que en el metal fundido. Para la fusión por zonas, se funden barras de aluminio con un diámetro de 15-20 mm y una longitud de 250-300 mm. Se coloca una barra en una barquilla de grafito de gran pureza. La barquilla se introduce en un tubo de cuarzo, en el que se crea un vacío (presión residual de 10⁻⁴ mm Hg) para evitar la oxidación del aluminio.

Se coloca un inductor anular, conectado a una fuente de corriente eléctrica de alta frecuencia, alrededor de un tubo de cuarzo. Bajo el inductor, la barra se funde y aparece una zona de aluminio líquido.

El inductor se desplaza a lo largo de la barra a una velocidad de 1 mm/min. Tras 10-15 pasadas, se retira la barra y se corta un trozo de 80-100 mm. El resto contiene aluminio 99,9999%.

Destilación por subconexión

La limpieza a través de los subconectores se lleva a cabo haciendo pasar cloruro o fluoruro de aluminio en estado gaseoso sobre aluminio fundido a una temperatura superior a 10 000 °C. En estas condiciones, el aluminio interactúa con el cloruro de aluminio mediante la siguiente reacción:

AlCl₃ + 2Al ↔ 3AlCl

Cuando la temperatura desciende hasta los 700-8000С, se produce la reacción inversa, es decir, el AlCl se descompone en aluminio metálico y AlCl₃. Las impurezas no se destilan. El contenido de aluminio tras la purificación mediante este método es del 99,99999%.