Aluminium Lexikon – der Werkstoff von A–Z

Webers "Taschenlexikon Aluminium" beinhaltet die wichtigsten Fachbegriffe der Aluminium-Industrie und informiert über Wissenswertes rund um das Thema Aluminium von A wie Alaun bis Z wie Ziehen. Es ist als Einstieg in die Beschäftigung mit dem Werkstoff gedacht.

Schmelzereinigung

Eine Schmelze von Aluminium enthält immer Verunreinigungen. Schon im Bayer-Verfahren lassen sich Oxide von Metallen wie Nat­rium nicht restlos aus dem Aluminiumoxid fernhalten, aus der sie dann bei der Schmelzflusselektrolyse ins Primäraluminium gelan­­­­gen. Auch wird heute Aluminiumoxid verwendet, das zuvor zur Reinigung der Abgase aus diesem Prozess verwendet wurde (siehe Emissionen) und daher Fluoride sowie Metalloxide einbringt. Bei der Herstellung von Sekundäraluminium geraten Verunreinigungen (aus Lacken und aus Verschmutzungen am Schrott) in die Schmelze. Und schließlich kommt die Oberfläche der Schmelze mit Luft in Berührung, wobei Aluminium oxidiert (sich mit Sauerstoff verbindet), aber auch Wasserstoff löst.

Zur Qualitätssicherung ist es je nach Anwendung nötig, den Gehalt der Schmelze an bestimmten Verunreinigungen unter gewisse Grenzen zu senken, zum Beispiel den an Wasserstoff von zumeist 10 bis 100 Kubikzentimeter je Kilogramm Schmelze auf weni­ger als 1,5 bis 2 Kubikzentimeter, und den an Natrium von durch­schnittlich 15 ppm (Teilen je Million) auf 2 bis 10. Es gibt eine Reihe von gezielten Reinigungsverfahren, die unmittelbar vor dem Gie­ßen vorgenommen wird, um erneute Verunreinigung zu vermei­den:

  • Zur Abstehbehandlung oder Sedimentation lässt man die Schmelze einige Zeit ruhig stehen. Verunreinigungen schwerer als Aluminium setzen sich auf dem Boden ab, leichtere steigen an die Oberfläche und mischen sich mit dem oxidierten Aluminium.
  • Bei der Filtration strömt die Schmelze durch Sinter-Tonerde oder durch Schaumkeramik-Filter, worin Verunreinigungen ab etwa 20 Tausendstel Millimetern zurückgehalten werden.
  • Bei der Spülung mit Inertgasen werden Gase wie Argon über Hohllanzen oder Drehdüsen so eingebracht, dass sie in möglichst kleinen Bläschen in der Schmelze aufsteigen und sie zugleich umrühren. Dabei tragen sie nichtmetallische Verunreinigungen an die Oberfläche.
  • Bei Spülung mit Aktivgasen wie Chlor reagieren diese Gase (daher "aktiv") mit einem Teil der Verunreinigungen in der Schmelze (zum Beispiel Kalzium zu Kalziumchlorid, Magnesium zu Magnesiumchlorid), wodurch der Gehalt an diesen Verunreinigungen abnimmt. Die Behandlung dauert einige Minuten, die Chlormenge beträgt bis zu 0,5 Prozent des Gewichts der Schmelze. Als Reaktionsprodukte bilden sich auch Salze wie Natriumchlorid, die man im Anschluss an die Aktivgasspülung noch mit Inertgas entfernen muss. Die Salze und das giftige Chlor verlangen Gasabsaugung als Arbeitsschutz und Abgasreinigung zum Umweltschutz.


Erzeugt man ein Vakuum im Schmelztiegel, tritt der Wasserstoff in Blasen an die Oberfläche und wird abgesaugt. Diese "Vakuumentgasung" ist wirksam und umweltverträglich.

Als ein Ergebnis der Schmelzereinigung sammeln sich an der Oberfläche immer Metalloxide, Salze und Verunreinigungen. Mit dem oxidierten Aluminium bilden sie die "Krätze". Sie wird abgeschöpft und wegen ihres Gehalts an metallischem Aluminium zur Kosteneinsparung der Wiederaufbereitung zugeführt.