[发明专利]一种制备高纯铝的方法及制备的5N高纯铝

说明书

本发明公开了一种制备高纯铝的方法，将原料精铝融化铸成待提纯的铝锭；将待提纯的铝锭装入石英管内，在石英管的管口位置套上石英管帽，然后将石英管内抽真空，并将石英管装载到配备有加热器的水平区域精磨机中，熔区内的加热温度为850℃‑900℃，行车控制石英管以1mm/min的速度水平移动，从待提纯的铝锭头部开始区域精炼；铝锭的尾部移出熔区后，对区域精炼后凝固的铝锭进行第二次区域精炼作业，区域精炼重复进行5‑12次，然后停止对熔区加热，静置并冷却；将区域精炼5‑12次的铝锭取出，然后去掉铝锭的头尾得到高纯铝。该方法控制石英管的移动速度，选取最佳的铝锭长度和熔区长度，使杂质的去除效率达到最佳，进而提高提纯的效率。

技术领域

本发明涉及有色冶金技术领域，特别涉及一种制备高纯铝的方法及制备的5N高纯铝。

背景技术

铝是世界上生产量最大的有色金属，也是应用范围最广泛的轻金属。纯铝作为一种重要的基础材料，可用于制备电解电容器、铝膜、特种合金、光电存储介质等。随着航天、电子信息和精密仪器技术的发展，对高纯铝的需要也不断增加。

现有技术中对铝提纯的方法有很多，如专利申请号为201210401987.9，名称“一种连续偏析提纯精铝及高纯铝的方法及设备”，和专利申请号为201610943495.0，名称为“一种上引法偏析提纯精铝的方法”专利，均采用一种依托连续供液的连续铸造、连铸连扎等生产线的供液系统，配合滚轮拉晶装置真正实现了连续化提纯铝的方法。该方法以不循环流动液态铝为原料，通过严格控制拉晶速度、温度梯度等工艺参数来进行铝的提纯，实现了真正的连续化提纯。但该类提纯方法虽然具有工艺先进、自动化程度高、产品质量稳定的优势，但由于工艺限制仅能进行一次提纯，导致产品纯度不高，要想对铝进行多次提纯以获得更高纯度的高纯铝，需对连续提纯后的铝再进行下料—重熔—提纯，利用杂质在金属的凝固态和熔融态中溶解度的差别，使杂质析出或改变其分布，现有的区域熔炼法制得高纯铝的过程中，铝锭与熔区的相对移动速度快，导致一些杂质挥发过慢而导致无法挥发出来，需要反复熔炼的次数过多，导致生产效率低、能耗高等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以减少熔炼次数的制备高纯铝的方法及制备的5N高纯铝。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种制备高纯铝的方法，具体步骤如下：

步骤1：将原料精铝融化铸成待提纯的铝锭；

步骤2：将待提纯的铝锭装入石英管内，在石英管的管口位置套上石英管帽，然后将石英管内抽真空，并将石英管装载到配备有加热器的水平区域精磨机中，所述加热器包括熔区，熔区内的加热温度为850℃-900℃，行车控制石英管以1mm/min的速度水平移动，从待提纯的铝锭头部开始区域精炼；

步骤3：铝锭的尾部移出熔区后，行车快速反向移动控制石英管使石英管内区域精炼后凝固的铝锭头部再次移入到熔区内，对区域精炼后凝固的铝锭进行第二次区域精炼作业，区域精炼重复进行5-12次，然后停止对熔区加热，静置并冷却；

步骤4：取出石英管，摘下石英管帽，将区域精炼5-12次的铝锭取出，然后去掉铝锭的头尾得到高纯铝。

作为优选，步骤2中的熔区长度与步骤1中选取的待提纯的铝锭长度满足下列约束条件：

c(l)＝Ke^Hl；

其中l为熔区的长度；m为铝锭的长度；K、H是常数；k_avg为杂质的平均分配系数；为不同铝锭长度对杂质分布的影响因子，是一个常数；c₀为平均杂质浓度；为熔区宽度为l时，铝锭从固体到熔融状态的融化效率。

作为优选，步骤2中石英管内的真空度为4Pa-5Pa。