La purification par gaz est la principale méthode de purification de l'aluminium primaire. Le gaz utilisé est le chlore, l'azote ou un mélange de chlore et d'azote.
(1) Purification au chlore. Dans le procédé de chloration, lorsque du chlore gazeux est introduit dans l’aluminium fondu, de nombreuses bulles d’AlCl₃ d’une finesse inhabituelle se forment et se mélangent complètement à l’aluminium fondu. L’hydrogène dissous dans l’aluminium fondu et certaines inclusions mécaniques sont adsorbés sur les bulles et sont évacués lorsque celles-ci remontent à la surface de l’aluminium fondu. Lors de l’introduction de chlore gazeux, certains éléments présentant une charge négative supérieure à celle de l’aluminium, tels que le calcium, le sodium ou le magnésium, peuvent être chlorés et se transforment en chlorures correspondants sous l’effet du chlore gazeux. La méthode de chloration constitue donc un procédé très efficace de purification de l’aluminium primaire. La quantité de chlore gazeux est de 500 à 700 g par tonne d’aluminium, mais comme le chlore gazeux est toxique et relativement coûteux, afin d’éviter la pollution atmosphérique et de réduire le coût de production des lingots d’aluminium, l’industrie de l’aluminium de troisième génération a progressivement abandonné la méthode de chloration au profit d’un gaz inerte. - Méthode de purification à l’azote.
(2) Procédé de purification à l'azote. Le N₂ est injecté directement dans l'aluminium fondu ; celui-ci s'écoule en continu vers la plate-forme de coulée et est balayé par l'azote, ce qui permet d'éliminer les inclusions métalliques et l'hydrogène dissous présents dans l'aluminium fondu, de sorte que de fines bulles d'azote se répartissent uniformément dans l'aluminium fondu traité. Dégazage à l'azote joue un rôle de purification. L'azote ne pollue pas l'atmosphère et possède une grande capacité de purification. Il permet de traiter entre 200 et 600 kg d'aluminium liquide par minute. Les pertes d'aluminium générées pendant le processus de purification sont relativement faibles, ce qui explique son utilisation désormais répandue ; toutefois, il n'est pas aussi efficace que le chlore pour éliminer les impuretés de l'aluminium liquide, telles que le calcium, le sodium et le magnésium.
(3) Purification du mélange gazeux. Un mélange de chlore et d’azote est utilisé pour purifier l’aluminium liquide. Son rôle est, d’une part, d’éliminer l’hydrogène et de séparer les oxydes, et, d’autre part, d’éliminer certaines impuretés métalliques (telles que le Mg) présentes dans l’aluminium. La composition couramment utilisée est de 90% d’azote + 10% de chlore. Il existe également des mélanges composés de 10% de chlore, de 1% de dioxyde de carbone et de 80% d’azote. Ce mélange offre de meilleurs résultats : le dioxyde de carbone permet une bonne diffusion du chlore et de l’azote, ce qui peut réduire la durée de l’opération.