2.1.5.1 Рафінування методом тришарового електролізу
Обтягнута сталевим листом, що працює на постійному струмі, ванна для рафінування складається з вугільного поду із струмопідведеннями й теплоізоляційним магнезитовим футеруванням. На противагу електролізу кріолітоглиноземного розплаву анодом тут служить, як правило, розплавлений рафінуючий метал (нижній анодний шар). Електроліт складається із чистих фторидів або суміші хлориду барію й фторидів алюмінію й натрію (середній шар). Алюміній, що розчиняється з анодного шару в електроліті, виділяється над електролітом (верхній катодний шар). Чистий метал служить катодом. Підведення струму до катодного шару здійснюється графітовим електродом.
Ванна працює при температурі 750-800°С, витрата електроенергії становить 20 кВт/год на 1 кг чистого алюмінію, тобто трохи вище, ніж при звичайному електролізі алюмінію. Метал анода містить 25-35% Сu; 7-12% Zn; 6-9% Si; до 5% Fe і незначну кількість марганцю, нікелю, свинцю й олова, усе інше (40-55%) – алюміній. Всі важкі метали і кремній при рафінуванні залишаються в анодному шарі. Наявність магнію в електроліті приводить до небажаних змін складу електроліту чи до сильного його обшлакування. Для очищення від магнію шлаки, які містять магній, обробляються флюсами або газоподібним хлором.
У результаті рафінування одержують чистий алюміній (99,99%) і продукти сегрегації (зайгер-продукт), який містить важкі метали і кремній, вони виділяються у вигляді лужного розчину і кристалічного залишку. Лужний розчин є відходом, а твердий залишок застосовується для розкислення.
Рафінований алюміній звичайно має такий склад, %: Fe 0,0005-0,002; Si 0,002-0,005; Сu 0,0005-0,002; Zn 0,0005-0,002; Аl – усе інше.
Рафінований алюміній переробляють у напівфабрикат у зазначеному складі або легують магнієм.