高纯铝的研究进展.pdf

第35卷第1期
黑龙江冶金
/ol. 35 No. 1
2015年2月
Heilongjiang Metallurgy
February 2015
高纯铝的研究进展
袁学敏
(甘肃省科学技术情报研究所,甘肃兰州73000
摘要:本文主要介绍了国内外生产高纯铝的企业、主要生产工艺及生产设备,对国内外高纯及超高纯铝的研
究现状及进展情况进行了分析总结。
关键词:高纯铝;偏析法;三层液法;定向凝固
Research Progress of High Pure Aluminum
Yuan Xuemin
Gansu science and Technology Information Institute, Ianzhou Gansu 730000 China
Abstract: This paper mainly introduced the domestic and foreign production enterprises of high purity
Luminum, the main production process, and production equipment. The present situation and pro-
gress of purity aluminum research are summarized for the domestic and foreign high purity and ultra
high aluminum
Key Words: high purity aluminum; Segregation method; three layer fluid method; directional solidifi
cation
我国的纯铝分级最初采用苏联的方式,将纯晶器插入铝液中,就会在结晶器周围结晶出纯度
度位于3N5大于5N(99.999%)称为高纯铝;此称谓自我国动,提高溶质的扩散效果。这种工艺的提纯效果
1958年用三层液电解法生产4N铝开始,一直沿一般,但生产效率较高
用至今;美国等西方国家将纯度大于3N5的铝统1.2三层液电解法
称为高纯铝,而将纯度大于5N5的纯铝称为超高
由 Hoopes于1901年发明,至今已有一百多年
纯铝。超高纯铝比原铝具有更好的导电性、延展的历史。三层液电解法提纯精度和生产效率较
性、反射性和抗腐蚀性,在电子工业及航空航天高,但其能耗大,国内的能耗为1.8x10度/t,技
等领域有着广泛用途。此前,国内只有极少数厂术先进的日本能耗也高达1.2x10“度/t。三层液
家能够生产纯度达99.999%(5N)的高纯铝,而能电解法的提纯精度可以达到4~5N。
生产纯度达99.9993%(5N3)以上产品的企业
1.3偏析法
直是空白。在與际市场上,也仅有德、美、法、俄
主要有分步结晶法、定向凝固法和区域熔炼
日等国具备生产能力。
法。分步结晶法是将初晶进行分离、集中;定向凝
1高纯铝的生产エ艺
固法是在冷却凝固面使初晶生长。偏析法的工业
应用近20年是由法国彼施涅公司完成的。
冷凝法
(1)分步结晶法
铝液保持在一定的温度,把带水冷的冷却结
分步结晶法可使原铝量的80%得到精炼,纯
收稿日期;2014-12-01
作者简介:袁学敏,女,主要从事科技査新和情报分析工作,工程师。
黑龙江治金
第35卷
度可由3NS提高到4NS。采用此方法生产的代表达到6244居第五位的是日本轻金属公司,其产
性企业是 alcoa(美国铝业)、法国彼施涅、日本轻量为3079t。
金属等。
2.1.3美国高纯铝生产企业
(2)定向凝固法
通过专利查询了解到,美国铝业和普菜克斯生产
定向凝固法是通过强制冷却或加热来控制晶高纯铝主要采用三层液电解法和分步结晶法生产高
体的生长方向,使凝固方向背离热流传递方向以纯铝,三层液电解法生产的铝纯度为9.9%,分步
连续单向结晶排除杂质元素的一种方法。
结晶法生产的铝纯度可达到5N或以上。
(3)区熔法
2.2国内高纯铝生产企业
区熔法是提纯高纯铝的主要方法,主要用来2.2.1包铝集团
生产5N5~6N5的超高纯铝。日本的研究者对此
包铝集团是全国唯一利用世界先进的偏析提
工艺进行了深入的研究,可以获得7N的纯铝
纯法生产技术生产99.99%以上的重熔用高纯铝
上述几种工艺中,由于三层液电解法生产高锭的企业,年产能可达2000妮模,是世界单体使
纯铝能耗大,美国、加拿大、德国、日本、法国以及用偏析提纯法最大的高纯铝生产基地,成为全球
俄罗斯等国,大部分的高纯铝产品越来越趋向于最大的使用偏析提纯法生产高纯铝的厂家。
利用単向凝固或分步结晶等偏析法制备,以圆锭
包铝集团所产高纯铝的93%的纯度达到或大
供应市场2-4。
于4N6。比日本与邶威海徳鲁( Hy d r o)铝业公
2国内外生产企业
司的产品还略胜一筹]。
2.2.2新疆众和股份有限公司
全球高纯铝的生产厂商是代罗斯铝业和海德
新疆众和高纯铝制品公司是中国最早的与最
鲁铝业公司,各占全球高纯铝消费市场20%的份大的高纯铝加工基地,占国内市场总量80%以上
额,两家公司都采用三层液法生产技术。日本的可以稳定地制备4N~5N的高纯铝。新疆众和股
昭和铝业、住友化学、三井和日本轻金属公司是日份有限公司的特点是:形成了一条最优化的煤
本主要的高纯铝生产商,他们普遍采用4N偏析法电一铝-高纯铝-电子铝箔一电极箔的完整产业
生产工艺。在中国,采用三层液法生产工艺的厂链;可以生产3N~5N的高纯铝;高纯铝提取技术
商有新疆众和铝业公司和中铝贵州铝业分公司。
及其装备全部自主研发的,拥有全部自主知识产
2.1国外高纯铝生产企业
权;高纯铝几乎是用三层液电解法生产的。
2.1.1海徳鲁铝业公司
2.2.3中铝贵州分公司
德国海德鲁铝业公司是最早进行高纯铝开发
年产电解铝40万t、氧化铝120万t、碳素制
的公司,是目前全球最大的采用三层液法生产高
品27万t和多种高附加值产品的设计产能,现有
纯铝的专业厂之一,年产能超过8ktレa。基于T行氧化铝、铝及铝制品、碳素制品为主的五大产品系
业的飞速发展(计算机主板的生产),1987年开始列40多个品种。其中,砂状氧化铝为国内首创
生产行业需要用到的5N高纯铝
高纯铝为国内独家生产,“洁云”商标和“华光”商
2.1.2日本高纯铝生产企业
标经评审认定为贵州省著名商标。
九州三井铝公司从法国彼施涅公司引进了生
表1中铝股份精铝和高纯铝的化学成份
产高纯铝的偏析法技术,2000年度产量达到
12242t,比上一年度增加16.4%,居日本五大高纯
牌号AL的质量分数杂质含量主要杂质含最≤s/
≥%
≤%
Cu Si Fe Zn T节
铝生产者的第一位。第位是昭和铝公司,产量
0.01
5030302020
为10677t。第三位是用偏析法并取得技术革新成A1D9.999930.0073013151010
功的住友化学公司,产量为1059