Чистота первичного алюминия, получаемого электролизом криолитоглиноземных расплавов, составляет 99,50–99,85 % А1.
Более чистый алюминий, до содержания его 99,995 % (марка А995), получают путем электролитического рафинирования первичного алюминия. Сущность процесса заключается в анодном растворении алюминия и выделении его в чистом виде на катоде. Анодами служат угольные блоки, уложенные на угольной подушке на дне электролизной ванны. В угольных блоках монтируют стальные стержни, соединенные с анодным токопроводом. Катодом является слой расплавленного рафинированного алюминия, в который погружены графитизированные электроды – катоды с шинопроводами для подвода тока. Исходным материалом для электролиза служит анодный сплав, представляющий собой сплав первичного алюминия с 35 – 40 % меди. В нем обычно содержится около 0,5 % железа и кремния, а также другие элементы.
Процесс ведут трехслойным методом. Анодный сплав в расплавленном состоянии располагается на дне ванны, образуя нижний жидкий слой толщиной 22 – 24 см. В этот слой периодически заливается подлежащий очистке алюминий. Выше анодного слоя в электролизере находится второй жидкий слой, состоящий из электролита, плотность которого меньше, чем плотность анодного слоя. Электролит представляет собой расплав фтористых и хлористых солей бария, натрия, кальция, алюминий. Образующийся при электролизе чистый катодный алюминий собирается в жидком состоянии на поверх-ности электролита, составляя верхний, третий слой. При пропускании постоянного тока происходит анодное растворение алюминия и выделение его на катоде. Примеси меди, железа, кремния и др. более электроположительные, чем алюминий, не растворяются и накапливаются в анодном сплаве. Менее электроположительные, чем алюминий, примеси магния, кальция и других элементов подвергаются анодному растворения и переходят в электролит в виде ионов, не разряжаясь на катоде, так как потенциал их выделения выше, чем потенциал выделения алюминия. Электролиз ведут при температуре 740 – 760° С, рабочем напряжении около 6 В и плотности тока ~0,5 А/см 2. Расход электроэнергии (в постоянном токе) – около 19000 кВт ч на 1 т алюминия. Рафинированный катодный алюминий извлекают из электролизной ванны вакуумным всасыванием. Чистота его обычно не превышает 99,997 % А1 вследствие загрязнения алюминия примесями железа и кремния из зольной части графита.
