Алюминий высокой чистоты

Унция

Алюминий доступен в виде металла и соединений с чистотой от 99% до 99,9999% (от ACS до сверхвысокой чистоты) в виде пленок, распыляемых мишеней и нанопорошков.

Элементарные или металлические формы включают гранулы, стержни, проволоку и гранулы для испарения. Порошок оксида алюминия высокой чистоты (99,999%) (Al2O3) выпускается в форме порошков и плотных гранул для таких применений, как оптические покрытия и тонкие пленки.

Цели распыления алюминия (Al) высокой чистоты (99,9999%) доступны в растворимых формах, включая хлориды, нитраты и ацетаты. Эти соединения также получают в виде растворов при определенных стехиометриях.

Алюминий может быть синтезирован со сверхвысокой чистотой (99,999 +%) для лабораторных стандартов, передового электронного нанесения тонких пленок с использованием распыляемых мишеней и материалов для испарения, металлургических и оптических материалов и других высокотехнологичных приложений.

Металлоорганические соединения алюминия растворимы в органических или неводных растворителях.

Алюминиевый слиток

Чистый алюминий с чистотой> 99,999% получают с помощью трехслойного электролиза. Чтобы прояснить технические усилия, ниже мы представили исходное описание патента DE4329732C1. Этот процесс можно использовать как для слитков, так и для изделий из тонкой проволоки.

Изобретение относится к способу и устройству для рафинирования алюминия в трехслойной электролитической ячейке с расплавом, в котором добавка металла, подлежащего рафинированию, происходит через заднее отверстие, содержащее жидкий анодный сплав.

Обычно при трехслойном электролизе используется печь с форпаком. Это служит для зарядки электролизера, в котором подача чистого алюминия, подлежащего рафинированию, осуществляется в жидкой форме над заготовкой, сформированной в виде сифона, в нижний слой электролитического металла, так называемый анодный металл. Около 30% меди добавляется в металл анода для увеличения плотности, и из-за постоянной подачи свежего алюминиевого материала наблюдается неравномерное распределение сплава в электролитической печи.

В дополнение к анодному металлу трехслойный электролиз состоит из среднего слоя расплавленного электролита и продукта «чистый алюминий» над ним, который является верхним слоем, контактирующим с графитовыми катодами.

Электролиз работает с постоянным током, с анодным источником питания в нижней части печи и катодной подачей через графитовые электроды. Благодаря электрохимическому Potentionalverhältnisse, по существу, только алюминий растворяется или осаждается катодно. Из-за низкой скорости диффузии отсутствует автоматическое смешивание подаваемого жидкого чистого алюминия с анодным сплавом, поэтому он был механически накачан для достижения баланса концентрации между различными компонентами анодного металла.

При ручной или механической накачке существует риск возникновения волн на границах раздела трех слоев, которые в крайних случаях приводят к локальным коротким замыканиям к загрязнению катода металлом анода. Кроме того, недостатком является то, что до сих пор для улучшения смешиваемости чистый очищаемый алюминий плавился в отдельной печи, а затем смешивался с анодным металлом через предварительное отверстие. Известная процедура также может проводиться только периодически, так как она всегда должна была ждать, пока добавленный чистый алюминий не будет распределен посредством механической перекачки в предковую зону.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы избежать упомянутых недостатков и обеспечить способ и устройство, которые обеспечивают непрерывную подачу чистого алюминия в форме частиц в электролитнометалле, избегают коротких замыканий и постоянно удаляют примеси.

Эта цель достигается функциями, указанными в основной формуле изобретения. Дальнейшие предпочтительные варианты осуществления изобретения могут быть взяты из признаков формулы 2-15.

Основная идея изобретения состоит в том, что часть электролиза проходит через задний проход в анодном металле. Это приводит к комбинации потока тока с магнитным полем печи, силой, которая приводит к движению металла в передней части. Это движение является достаточным при соответствующем потоке тока, чтобы вызвать плавление и перемешивание введенного в переднюю часть чистого алюминия.

Ток, подводимый к сердечнику через электрод 9, составляет от 1 до 20%; предпочтительно от 10 до 15% от общего потока электролитической ячейки. Из многочисленных экспериментов было установлено, что ток от 1,5 до 7,5 kA может быть введен в переднее отверстие через электрод 9, предпочтительно от 3 до 6 kA, достаточного для обеспечения хорошего растворения также кускового алюминия в переднем отверстии.

Регулировка тока, протекающего через электрод 9, может осуществляться, например, по следующим параметрам:

• 1. Изменение проводимости материала ниппеля, набивной массы или углеродного электрода
• 2. Изменение сечения электрода 9 или поверхности, активной в металле анода
• 3. Включите или выключите индивидуальный источник питания на катод или анод
• 4. Замена связующего материала графит / медь / синтетическая смола.
• 5. Изменение толщины набивной массы 19.

На основании экспериментов было доказано, что особенно эффективно использовать материал электрода 9, изготовленный из электрофотографита с двойной пропиткой. Однако также возможно с графитом или углеродом вводить достаточную мощность в металл анода.

Пределы для тока, подаваемого через электрод 9, определяются следующими граничными условиями:

При менее чем 1% эффективное усилие металла анода недостаточно для достижения достаточного перемешивания. При более чем 20% от общей плотности тока возникает плотность тока, которая должна быть ограничена с точки зрения достаточного срока службы вверх.

В предпочтительном варианте осуществления электрод 9 имеет защитную крышку, предназначенную для предотвращения выгорания. Он состоит из керамического материала, который газонепроницаем и устойчив к алюминиево-медно-анодному сплаву; Например, можно использовать связанный с нитридом карбид кремния. Смесь карбида кремния и порошка кремния, которая была отожжена в атмосфере азота, оказалась особенно предпочтительной.

Время от времени важно, чтобы нижняя сторона электрода 9 очищалась от окалины с обугленных алюминиевых деталей. Следовательно, электрод 9 должен выступать из нижней части защитного кожуха, благодаря чему вертикальная регулировка относительно защитного кожуха позволяет снимать или очищать. Кроме того, проводимость электрода 9 должна быть регулируемой, чтобы обеспечить желаемое перемешивание или перемешивание в металле анода.

Из-за изобретательского замысла трехслойного электролиза, возможно, что автоматическое добавление чистого алюминия происходит в кусковой форме, операция может происходить полностью автоматически с помощью простых технических мер управления.

На ранее требуемую механическую мешалку можно опустить; Благодаря используемым материалам и конструктивной конструкции электрода 9 гарантируется длительный срок службы. В результате время работы электрода в соответствии с изобретением было значительно увеличено.

В электролизере 10 видна футеровка из магнезита 1 и анодное дно из углерода 2. Источник питания является анодным через анодную рейку 3 из стали и катодно-графитовый катод 7, которые подвешены к соответствующей катодной рейке. Внутри электролизера находится рафинирующий алюминий или металл анода 4, который сверху покрыт расплавленным электролитом 5.

Металлический анод 4 проходит в переднюю часть 8, которая прикреплена для улучшения условий потока под углом к ​​электролитической печи.

Анод 3 соединен с анодами 11 и электродом 9. Боковой алюминий в направлении 9 может быть добавлен к стороне электрода 12.

Очищенный алюминий осаждается в виде сверхчистого алюминия на границе раздела электролит / катод. Из катодного отсека его можно извлечь известным способом.

С помощью способа согласно изобретению можно поддерживать постоянным выгодным образом уровень ванны в трехслойной электролизной ячейке с такой большой точностью, что даже небольшие колебания при непрерывном добавлении чистого алюминия, предпочтительно в форме частиц, могут быть компенсированы. Это имеет удивительное преимущество в том, что степень чистоты в способе согласно изобретению может быть существенно улучшена, поскольку никакие примеси не поглощаются футеровкой электролитической ячейки. При трехслойном электролизе это особенно важно, потому что примеси соответствующего слоя осаждаются на стенках ячейки, так что существует риск того, что загрязнение будет поглощаться обратно в уже очищенные слои алюминия с колебаниями уровня ванны.

На фиг. 2 заявляемая структура электрода 9 показана более подробно. Распознают материал электрода 13 и оболочку 14, которая отделена от материала электрода 17 зазором 13, который способствует изоляции оболочки.

Электрод 9 также состоит из ниппеля электрода 18 и тонкого набивочного слоя 19, который окружает ниппель электрода 18 внутри электрода в форме рукава.

На ниппель электрода 18 в верхней части дополнительной оболочки 14 прикреплен зажим, который прижимается винтом 20 и крышкой 21 к кольцевому диску 22. Между оболочкой 14 и ниппелем 18 находится герметизирующий материал 23, так что газонепроницаемая клемма электрода закреплена на наружном воздухе. Шайба 22 прижимается к упорам 24 ниппеля 18.

Для того, чтобы улучшить несущую поверхность на переднем 8 25 предусмотрена опорная стенка. В то же время он также выполняет функции уплотнения и служит крепежом для наложения крышки 21.

Чтобы минимизировать сопротивление в электроде 9, расстояние между нижней точкой 15 электрода 9 и нижним краем 16 оболочки 14 должно поддерживаться в определенных пределах. Возможность регулировки обеспечивается механическим соединением ниппеля 18 через винты 26, 27, 28 с электродным стержнем 29. Предпочтительно расстояние между нижним краем 16 и нижней точкой 15 находится между 20 и 30 см.