Elektrolitik alüminyum sıvısının özellikleri arasında yüksek sıcaklık, daha fazla oksidasyon kalıntısı, yüksek hidrojen içeriği ile metal ve sodyum içeriği sayılabilir.
Elektrolitik Alüminyum Sıvısının Özellikleri
(1) Sıcaklık yüksektir. Elektroliz işlemi genellikle 950-970 ℃ sıcaklıkta gerçekleştirilir; bu sıcaklık, elektrolit ve alüminden oluşan kriyolit-alümina eriyiklerinin özelliklerine göre belirlenir; bu nedenle elektroliz hücresindeki erimiş alüminyumun sıcaklığı en az 940 ℃'dir. Böylesine yüksek bir sıcaklık, elektrolitik hücreden çıkarılan büyük miktardaki sıvı alüminyumla birleştiğinde, alüminyumu sıvı halde tutmak için yeterince uzun bir süre sağlar ve alüminyum depolama tankı, birkaç elektrolitik hücre üzerinde tekrarlanan alüminyum çıkarma işlemlerinden sonra taşınabilir. Dökümhane atölyesindeki erimiş alüminyum bekletme fırınına aktarılana kadar, 850℃'nin üzerindeki yüksek sıcaklık korunur.
(2) Çok sayıda oksidasyon kalıntısı bulunmaktadır. Aynı sıcaklıktaki kriyolit-alümina erimiş tuz elektroliti ile alüminyum sıvısı arasında belirli bir yoğunluk farkı olsa da (ilki yaklaşık 21 g/cm3, ikincisi ise yaklaşık 23 g/cm3'tür), bu fark alüminyum sıvısı ile elektrolitin katmanlanmasını sağlamak için yeterlidir. Ancak fark çok küçük olduğu için, alüminyum vakumla çekildiğinde kaçınılmaz olarak az miktarda elektrolit emilecektir. Elektroliz işlemi sırasındaki yoğun karıştırma ve sirkülasyona ek olarak, alüminyum sıvısının keskin hareketi, alüminyumun anot boşluğunda tekrar oksitlenmesine neden olur. Sonuç olarak, elektroliz hücresinin tabanında biriken alüminyum oksit ve karbon difüzyonu sonucu oluşan alüminyum karbür dahil olmak üzere, alüminyum eriyik içinde daha fazla oksitlenmiş kalıntı bulunur; bu da alüminyum sıvısındaki çeşitli kalıntıların oranını nispeten yüksek hale getirir. AdTech CFF filtreleme ünitesi oksidasyon kaynaklı kalıntıları gidermek için kullanılır.
(3) Fe ve Si içeriği yüksektir. Elektroliz sürecinde, SiO₂ ve Fe₂O₃ gibi pozitif potansiyele sahip elementlerin oksit safsızlıkları kolayca indirgenirken, Fe ve Si gibi indirgenmiş safsızlık elementleri doğrudan alüminyum sıvısına karışır ve bu da alüminyum kalitesini düşürür. Bu safsızlıklar esas olarak ham alümina, karbon anotlar ve işletme araçlarından kaynaklanır. Özellikle hammadde olarak yerli alümina kullanıldığında, Çin’deki cevher türü ve silis giderme teknolojisi nedeniyle alüminadaki Si içeriği genellikle ithal alüminadakinden daha yüksektir. Genellikle alüminyum sıvısı (Si) 0,8%-10%, (Fe) 0,9%~1,1% içerir.
4) Yüksek hidrojen içeriği. Paladyum elektroliz sürecinin kendine özgü yapısı nedeniyle, erimiş alüminyumun gaz içermesi kaçınılmazdır. Gazın ana bileşeni hidrojen olup, oranı yaklaşık % ila % arasındadır; ayrıca az miktarda CO, CO₂, N₂ ve CH₄ içerir. Anot hidrokarbonlarının termal ayrışmasıyla oluşan radon, anot üzerinde elektrokimyasal olarak çözünür. Üretilen H, katoda göç ettikten sonra, katotta deşarj edilerek hidrojen üretilir. Ayrıca, çevredeki hidrojen, alüminyumdan çıkan su buharı tarafından indirgenerek alüminyumda çözünür. Sıvı alüminyumda, hidrojenin doygun içeriği sıcaklığın artmasıyla birlikte artar. Örneğin, 660 ℃'de 0,67 mL/100 gAl, 750 ℃'de 1,23 mL/100 gAl ve 850 ℃'de 2,15 mL/100 gAl'dir. 950℃'de 2,9 mL/100 g Al ve 1000℃'de 3,9 mL/100 g Al'dir. AdTech şunları sunar: çevrimiçi gaz giderme ünitesi hidrojenin uzaklaştırılması için.
(5) Yüksek Na içeriği. Elektroliz işlemi sırasında, bir yandan alüminyum, kriyolit (NaAF₆), sodyum florür (NaF) ve diğer ortamlardaki Na’nın yerini alır. Öte yandan, eriyikteki Na'nın aktivitesi Al'inkinden daha yüksek olduğu için katotta Na bulunur. Çökelti alüminyum sıvısına karışır, böylece alüminyum sıvısındaki (Na) içeriği 0,011%-0,05% aralığına ulaşır.