En la actualidad, el dispositivo de filtrado con placas cerámicas es el más utilizado, pero su aplicación independiente en productos de alta gama presenta mayores limitaciones. Por lo general, los dispositivos de filtración con placas cerámicas deben combinarse con otros dispositivos de filtración, como los de lecho profundo o los tubulares. Los dispositivos de filtración tubulares y de lecho profundo se utilizan ampliamente en productos de alta gama para el procesamiento del aluminio y ocupan la mayor parte del mercado industrializado de purificación de aluminio fundido de alta gama.
Aunque el filtro de lecho profundo y el filtro cerámico de espuma Aunque tengan estructuras diferentes, el mecanismo de interceptación y captura de las partículas de impurezas es básicamente el mismo.
Los filtros tubulares pueden eliminar las impurezas, principalmente en las cuatro situaciones siguientes:
Interceptación directa. Cuando el tamaño de las partículas de impurezas es mayor que el tamaño de los poros del medio filtrante, estas quedan bloqueadas fuera de los poros y son eliminadas por filtración.
La fuerza inercial hace que las partículas de impurezas se desvíen de la dirección del flujo del fluido, y estas son atraídas por la delgada pared del poro del medio filtrante, quedando retenidas.
Las partículas de impurezas realizan un movimiento browniano irregular en la masa fundida. Cuando chocan con el medio filtrante, este las adsorbe y quedan retenidas.
Las partículas de impurezas se depositan por efecto de la gravedad y quedan retenidas en la pared del medio filtrante.
Las ventajas de los dispositivos de filtrado de lecho profundo son una capa filtrante gruesa, un recorrido del flujo prolongado y la capacidad de adsorber numerosas partículas de impurezas. El caudal es elevado, de hasta 5-100 t/h, lo que los hace adecuados para la producción a gran escala y en serie.
El dispositivo de filtrado de lecho profundo consta de varias capas de bolas de alúmina (de unos 15 mm de diámetro) y una capa de grava de 6,68-3,327 mm. La selección del tamaño de las partículas del material filtrante y la distribución de las diferentes capas desempeñan un papel fundamental a la hora de optimizar la eficiencia de la filtración y prolongar la vida útil del filtro. La entrada cuenta con un lecho filtrante sostenido por una rejilla, y la capacidad del recipiente cerrado puede controlarse dentro de un rango de 5 a 100 t/h según las necesidades; el caudal de diseño es de 5 a 100 t/h.
Antes de verter el metal líquido, el lecho filtrante debe alcanzar una temperatura adecuada para garantizar que no se produzca ninguna solidificación en el mismo. Se hace circular aire seco u otro gas inerte para precalentar el filtro. El gas se introduce en la tapa, donde el aire se calienta a alta temperatura gracias a la resistencia eléctrica situada en la tapa, y a continuación se envía hacia abajo, al lecho filtrante, y a través del tubo hasta la salida. La temperatura de precalentamiento se controla mediante un termopar.
Cuando el lecho filtrante alcanza la temperatura adecuada para su carga, la operación de llenado inicial consiste en introducir el aluminio fundido en la capa plana del lecho filtrante a través de la tubería de entrada y conseguir el flujo laminar requerido con el caudal adecuado de aluminio fundido. Este se distribuye uniformemente por el fondo del lecho filtrante y, a continuación, atraviesa lentamente el lecho hasta llegar a la superficie.