JPS5813613B2 - アルミニウム精製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は純度のきわめて高いアルミニウムに関し、特に
高純度アルミニウムの製造方法に関するものである。

天然資源、特にエネルギ資源には限りがあることに近時
気がついて、代りとなる供給源の生成のためかなりの努
力がついやされて来た。

この要求を満足させる非常に長期間の潜在力を有してい
ると考えられたこの種の一供給源は核融合反応炉からの
エネルギである。

だが、関連のある放射能媒体を絶縁しあるいは封じ込む
必要があるため、次に処分の問題を提供しない原子炉の
ための材料を開発するためかなりの研究が行われて来た
。

たとえば、きわめて純度の高いアルミニウムが原子炉内
で使用された場合、この種の材料の放射能は、上記アル
ミニウムの純度が十分に高ければ、停止後数週間で１０
０万の係数で減せられるであろう。

比較して、ステンレス鋼が同じ用途に用いられた場合、
この減小は約１０００年を要し、この種の材料の処分に
困難な問題を明らかに提供する。

純度のきわめて高いアルミニウムをきわめて有利に使用
できる他のエネルギ関連分野は超導電体の安定である。

この用途においては、電気エネルギは電気抵抗がきわめ
て低い低温学的温度たとえば４゜Ｋで転送される。

この用途においては高純度のアルミニウムはこのような
低い温度できわめて低い抵抗、すなわち高い導電率を有
しているため、安定器として使用されることが好ましい
。

たとえば、重量で９９．９％の純度を有しているアルミ
ニウムは４゜Ｋにおいては室温度の場合の２０倍の導電
率を有しまた重量で９９．９９９％の純度のアルミニウ
ムは少くとも１０００倍の導電率の対応した増加を有し
また重量で９９．９９９９％のアルミニウムは４°Ｋに
おいては室温度値の５０００倍の導電係数を有するであ
ろう。

このようにアルミニウムの全体的純度は４゜Ｋにおける
導電率をかなり増大させるが、ある重大な不純物の濃度
がきわめて重大である。

これ等の重大な不純物はチタニウム、バナジウム、ジル
コニウム、クローム、マンガンおよび鉄を含んでいる。

たとえば、低温導電率に対するクロームの効果は銅−−
超導電用途に関する限り比較的に無害な不純物−−より
もｐｐｍあたり２０倍大である。

不幸にして、先行技術のいずれの方法も、高からざる費
用でこれ等の重大な不純物の全てを完全に除去するのに
は有効ではない。

多年にわたり、３つの液体の層−−−塩または電解液の
層により互いに分離された２つの溶解アルミニウム層、
−−を有する電解槽内で精製されたアルミニウムが生産
された。

この槽内の底部の層あるいは下方の層は不純なあるいは
アルミニウム−銅合金層であって、上記槽の陽極を形成
し且つ溶解されたアルミニウムを中間の塩の層を通して
より純度の高い溶解アルミニウム層あるいは陰極へ電解
的に転送することで精製された。

各種の形状のこの種の槽は、たとえば米国特許第１，５
３４，３２０号、米国特許第１，５ ３ ５，４ ５
８号、米国特許第１，５ ６ ２，０ ９ ０号、およ
び米国特許第１，７８２，６１６号の各明細書に記載さ
れている。

当業者にはフープス槽として知られているこの電解槽は
たとえばマンガン、クローム、チタニウム、バナジウム
、ジルコニウムおよびガリウムのごとき不純物をきわめ
て低いレベルまで減ずるのに有効である。

だがこの種の槽はたとえばケイ素、鉄、銅およびそれに
類似した不純物の濃度を低下するのには余り有効ではな
い。

すなわち、精製されるべきアルミニウムが上記フープス
槽を通された後に、陽極層内よりもきわめて低い濃度で
はあるが、かなりの量のケイ素、鉄および銅を高純度の
陰極層内に発見することができる。

先行技術はまた幾つかの他の方法で高純度のアルミニウ
ムを生産することができることも開示している；だが個
々に導かれたこれ等の方法の全ては、経済的に魅力のあ
るコストで純度のきわめて高いアルミニウムを多量に生
産しようとする場合には特に、重大な欠陥を有すること
もあり得る。

たとえば、純度のきわめて高いアルミニウムを生産する
ことのできる帯域精練は生産量に応じて増減することが
困難であるという欠点を有している。

溶解状態にあるアルミニウムにホウ素を付加しそれによ
りアルミニウムよりも高い密度を有しているホウ素含有
化合物あるいは錯塩を形成し、その結果上記化合物を沈
澱させることで、ある不純物を除去することができるこ
とも知られている。

このアルミニウムの精製方法は米国特許第３，１ ９
８，６ ２ ５号の明細書に記載され且つ米国採鉱技術
者協会のや金学会会報第２３９巻（ １９６７年１０月
）の１６３０〜１６３３頁の「高純度アルミニウムの新
製造方法」なる題のラッセル氏他の論文に記載されてい
る。

だが、上記の特許に記載されているとおり、この方法は
チタニウム、バナジウム、ジルコニウムには特に有効で
ありまたクロームにはそれ程には有効でないが鉄、ケイ
素、銅およびそれに類似したもののごときその他の普通
の不純物の除去には実質上全く有効ではない。

アルミニウムの精製に使用される先行技術の他の方法は
差別または分別晶出法と呼ばれている。

上記晶出方法は米国特許第３，２ １ １，５ ４ ７
号および米国特許第３，３ ０ １，０ １ ９号の明
細書に開示されている。

だが、これ等の出版物内に開示されている方法によりき
わめて高い純度のアルミニウムの分別部分を得ることが
できるが前記米国特許第３，２ １ １，５ ４ ７号
の明細書に開示されているとおり、始発材料と余り大き
くは変わっていないアルミニウムに関して比較的に低い
経済的価値を有する分別部分と少くとも１つの中間分別
部分もまた得られる。

さらにその上に、この方法はチタニウム、ジルコニウム
、バナジウム、マンガンおよびクロームのごとき元素を
除去しない。

前記の先行技術の方法の各がある不純物の除去に有効で
あるが、上記方法のいずれも個々には、たとえば前に述
べられたような超導電の分解におけるごとく純度のきわ
めて高いアルミニウムのある用途に関しては除去される
べきである好ましからぬ不純物の全てを除去しない。

さらにその上に各の方法は経済的に損害を受ける。

すなわち、分別晶出においてはアルミニウムのキログラ
ムあたりの高純度アルミニウムの生産高が低く、全ての
不純物を十分に低いレベルまでは有効に除去しないので
、分離と電解精製とをさせるためにはアルミニウムを溶
解点まで加熱せねばならないからである。

本発明はアルミニウムの精製に関連した先行技術にて述
べられているような問題を、純度のきわめて高いアルミ
ニウムを多量に経済的に生産する方法で、選鉱された不
純物含有アルミニウムの各のキログラムあたりほゞ１キ
ログラムの超高純度アルミニウムが得られる方法を提供
することで解決する。

本発明にしたがって生産された超高純度のアルミニウム
の値段は従来の方法に比してきわめて低廉である。

本発明により、不純物を含んだアルミニウムの精製方法
で、（ａ）陽極層を構成する溶解アルミニウムの底部の
層と、陰極を構成する溶解アルミニウムの頂部の層とを
有し、前記陽極の層が電解液の層により前記陰極の層か
ら分離されている型式の電解槽の前記陽極の層に前記ア
ルミニウムを導入する段階と；（ｂ）前記不純物を前記
陽極層内に残しておいて、アルミニウムを前記陽極層か
ら前記電解液層を通し前記陰極層へ電解的に運び、それ
により前記アルミニウムを部分的に精製する段階と；（
ｃ）しかる後に、前記の部分的に精製された溶解アルミ
ニウムの一部分を前記陰極層から除去する段階と：（ｄ
）前記溶解アルミニウムの一分別部分を凝固して残りの
溶解アルミニウム分別部分を構成するものよりも高い純
度を有する固形分別部分を形成することで共融不純物を
除去するため晶出槽内の前記溶解アルミニウム部分を分
別晶出しそれにより前記溶解分別部分内の前記共融不純
物を濃縮する段階と；（ｅ）前記の精製されたアルミニ
ウムを提供するため前記固形分別部分から前記溶解分別
部分を分離する段階とを含んだ改善された方法が提供さ
れる。

好ましい一実施例においては、格下げされたアルミニウ
ムは、この格下げ分別部分が電解槽へ戻されるに先立っ
て格下げ分別部分内の不純物をさらに濃縮するためさら
に他の晶出処理を施される。

上記のさらに他の晶出処理からの精製された分別部分は
さらに精製されるように初晶出処理への給送物と配合さ
れる。

添付図面の第１図において、本発明のある面にしたがっ
て、不純物を選択的に精製されるべきアルミニウムは当
業者にフープス槽と呼ばれている３層型電解槽の陽極と
して溶解された形で提供される。

この溶解されたアルミニウムの陽極層はこの電解槽内の
下方のあるいは底部の層を構成するがこの層は通常電解
液と呼はれる溶解塩の層により溶解されたアルミニウム
の陰極層から分離されている。

溶解されたアルミニウムを電解液を通して電解的に運ぶ
この槽の作動により溶解アルミニウム陰極層は選択され
た不純物を実質上低下されているアルミニウムを構成し
ている。

本発明の広い面をさらに述べれば、溶解された陰極から
のアルミニウムは次に差別的あるいは分別的晶出と呼ば
れるさらに他の精製段階を加えられる。

この分別晶出法において、アルミニウムを多く含んだ結
晶が高純度アルミニウムの制御された凍結または凝固に
より形成される。

すなわち、不純物含有量の低い溶解されたアルミニウム
は、しばしば母液と呼ばれる不純物のレベルの高いアル
ミニウムより高い凍結温度を有している。

純アルミニウムの晶出後に、高い不純物含有量を有して
いる前記母液が水切りされて、あとに不純物含有量のき
わめて低いアルミニウム分別部分またはアルミニウム結
晶を残す。

除去された母液は分別晶出段階からの全アルミニウム製
品の半分またはそれ以上を構成することができる。

分別晶出法の従来の作動においては通常母液のこの部分
は、高いレベルの不純物を有していて従来はそれ以上精
製の目的で使用されないので、かなり低い価値を有して
いる。

すなわち、アルミニウムに富んだ結晶から水気を切られ
たこの部分は晶出法の始発材料よりも著しく高い不純物
のレベルを有し、したがって以上で引用された始発材料
よりも精製が困難である。

本発明の一実施例によれば、高不純物部分または母液は
３層電解槽を通して再循環され、この電解槽で分別晶出
段階で濃縮する傾向を有している不純物が、第１図で判
るように、分別晶出法で経済的に処理するのに適してレ
ベルまで再び軽減されることができる。

かくして高不純物分別部分を再循環することで、溶解さ
れたアルミニウム陽極層内に提供される実質上全ての、
代表的には９０ないし９５％の不純アルミニウムは超高
純度アルミニウムとして回収されることができる。

すなわち、このシステムの陽極に提供されあるいは溶け
込まされる実質上全ての不純のアルミニウムは高純度ア
ルミニウムとしてあるいは陽極層に再結送されるべき再
循環溶解金属として回収される。

不純の溶解アルミニウム母液を再循環する結果として、
たとえば、一次アルミニウムかまたは不純物を含んだそ
れに類似したものを再溶解するのに必要とされるエネル
ギがかなり節約されることになる。

また高純度アルミニウムを生産するのに必要とされる不
純のあるいは一次のアルミニウムの数量がさらに節約さ
れる。

本発明のシステム内でのある不純物の選択的除去のため
、多くのアルミニウム源がこのシステムに問題を提供す
ることなく使用されることができる。

だが、きわめて適当な供給源は、代表的には重量で９９
．６％のアルミニウムを含み、残部がこのシステムによ
り得られる高純度アルミニウムに関して本質的に不純物
から成る、−次アルミニウムを含んでいる。

ある場合には、一次アルミニウムが、明らかに本発明の
使用に有利である９９．９重量係にもおよぶことができ
ることは理解されるであろう。

引用された不純物は代表的には鉄、ケイ素、チタニウム
、バナジウム、マンガン、マグネシウム、ガリウム、銅
、ナトリウム、バリウム、ジルコニウム、クローム、ニ
ッケルおよび亜鉛を含んでいる。

以下において、これ等の不純物が容易に除去されて、多
量の超純度アルミニウム製品、すなわち、少くとも９９
．９９５重量係の純度を有するアルミニウムを提供する
ことが判るであろう。

前記の３層型電解槽は本発明の重要な面である。

本発明のシステムにしたがった精製アルミニウムを生産
するための好ましい槽構造が第２に例示されている。

例示の槽は外側の絶縁耐火壁２０と、炭素または黒鉛の
床または底部分２２と、精製アルミニウムの生産に役立
つ特殊なライニング材料２４とを含んでいる。

この槽は装入井２６を有し、この装入井を通してたとえ
ば一次アルミニウムが溶解された陽極２８に付加される
。

壁３０は電解液層３２と精製アルミニウム層３４から装
入井内の不純溶解アルミニウムを分離する。

上記槽を覆うふたまたはカバー３６が空気接触を減じ且
つ精製されたアルミニウムの陰極層３４上の浮きかすの
形成を防止する。

特殊なライニング材料２４はこの槽の重要な一面である
。

ライニング材料２４は特定のモルタルで接着された高純
度アルミナ練瓦から成っている。

この高純度アルミナ練瓦は少くとも重量で９０％で、で
きれば９２〜９９重量％のＡＩ２０３から成っている。

このモルタルまたはセメントは実質上９９重量％の純平
板状アルミナ（−４８メツシ）を６４５重量％と；１８
重量％のＣａＯ、７９重量％のＡｌ２０３、１重量％の
不純物および２重量％のＬＯＩ を含んで、ＣＡ−２５
としてＡ１ｃｏａにより市販されているようなアルミン
酸カルシウム３３重量％と；ホウケイ酸亜鉛を２重量％
と；Ｈ３Ｂ０３０．５重量％とから成っている。

この種のライナは、非導電性であるのみでなく熱絶縁性
を有し且つ作動温度における溶解されたアルミニウムお
よび溶解された塩による作用に抵抗する。

かくして、精製アルミニウムから成る陰極層３４はライ
ナの分解により汚染されない。

先行技術においては、この種のライナは代表的には余り
純粋ならざる酸化マグネシウムから作くられ、したがっ
てその結果精製された陰極層内のマグネシウムが増加さ
れることになる。

初期に述べたとおり、陽極と陰極とは溶解された塩また
は電解液の層により互いに分離された溶解アルミニウム
層から成っている。

陽極に関しては、できれは、この陽極は銅２０〜３０重
量％と、残部アルミニウムおよび不純物とから成って、
たとえば約７５０ないし８５０℃である槽の作動温度に
おいては電解液のものより大である密度立方センチメー
トルあたり約２．８ないし３１グラムを提供するべきで
ある。

電解液に関しては、代表的にはこの電解液はフツ化ナト
リウム１８〜２３重量％、フッ化アルミニウム３６〜４
８重量％、フツ化バリウム１８ないし２７重量％および
フツ化カルシウム１４ないし２０重量％とを含んだ溶解
された混合物である。

所望ならばフツ化バリウムの代りにフツ化ストロンチウ
ムが使用されてもよい。

電解液へのフツ化バリウムの付加により、精製されたア
ルミニウムの密度よりも多少大きい密度、すなわち８０
０℃において毎立方センナメートルあたり約２５〜２．
７グラムが提供される。

混合されたフツ化物一塩化物システムのごとき、当業者
に周知されているような、電解液層内にアルカリおよび
アルカリハロゲン化物のその他の混合物もまた使用でき
る。

だが特定の混合物の密度はこの槽の作動温度で純アルミ
ニウム（ ９ ９．９ ９ ５重量％あるいはそれ以上
）の密度より大であらねばならない。

溶解された層の深さに関しては、代表的には陽極層は３
９．１ないし６３．５ｃｍの範囲内の深さを有すること
ができ；また電解液の層は少くとも１０．２ｃｍの厚さ
を有し；またできれば２０．３ｃｍより大ならざるを可
とし：また陰極層は約７．６〜２２．９ｃｍの範囲内の
深さを有することができる。

この電解槽の好ましい一実施例においては、電極３８は
カバー３６を貫通して突出した棒４０上に装架されてい
る。

できれば、棒４０は、収集金属が薄片をなしてはげ落ち
るのを防止するため、耐火材たとえばイリノイ州シカゴ
市プリブリコ社からプリスチツクス９００なる商品名で
市販されているアルミナベースの耐火材で被覆され且つ
さらに空気またはその他の同様なガスがこの槽に出入り
するのを防止するとともに浮きかすの形成と電極の焼損
とをできるだけ少くするため、高温ロープシール４２た
とえば石綿ロープを備えていることが好ましい。

さらに他の好ましい実施例においては、密封カバー３６
が空間４４内への不活性ガスまたは還元ガスの噴射を許
し、それにより電極、浴および陰極金属の酸化をさらに
確実に防止するようにされている。

この種のガスは窒素、二酸化炭素およびその混合物とと
もに、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、クセ
ノンを含んでいる。

このユニットを密封し且つ不活性雰囲気を提供すること
で、黒鉛陰極は少くとも１年間はもつことが判明してい
る。

空気の燃焼が最小限にされるので、陰極の不純物からの
頂部金属の汚染が完全には排除されはしないとしても著
しく軽減される。

本応用例において高純度の黒鉛を用いることも同様に経
済的に実行可能である。

１ 本発明の重要な一特色は電極３８と、電解液３２に
関する上記電極３８の底面３９の配置または位置選定と
である。

できれは、底面３９は電解液内に浸漬され、またさらに
その上にできれば、陽極層２８の頂面４６と電極３８の
底面３９との間の距離は電解層３２の厚さの４０ないし
６０％の範囲内である。

このように陰極層と陽極層とを分離するように電極３８
が配列されていることで、この電解槽を作動するのに必
要とされる電気エネルギが約２５％までも軽減される。

この電解槽は、できれば毎平方センチメートルあたり０
．３８８ないし０．４６５アンペアの電流密度で、作動
される。

第１図を参照すれば判るが、この電解槽の陰極を形成す
る溶解されたアルミニウムはこの槽の作動中、代表的に
は周期的基盤で除去され、しかる後に分別晶出によりさ
らに精製処理を施される。

代表的には、この後者の型式の精製により共融の不純物
が除去される。

この共融不純物なる術語は、十分な量がアルミニウム内
に存在した場合に、凝固された金属内にアルミニウムを
含んだ構造を形成しまた純アルミニウムよりも低い溶解
点を有している金属不純物を意味して使用されている。

これ等の不純物の代表は鉄およびケイ素である。

本発明のシステムによれば、部分的に精製されたアルミ
ニウムはさらに純アルミニウムの溶解点の直く下の温度
まであるいは純アルミニウムが凝固する点で、溶解され
たアルミニウムを冷却することを含んだ分別晶出段階で
精製される。

次で、所望ならば、この不純の液体は除去され、前記電
解槽へ戻されることができる。

分別晶出段階の目的で、本発明の実施の際に、この電解
槽の陰極からの溶解されたアルミニウムを、溶解された
アルミニウムが自由表面あるいは制限されない表面を有
するように、容器内に配置することが好ましい。

容器の壁の温度は、熱が溶解されたアルミニウム体から
外部にほとんどあるいは全く流れないように絶縁による
かあるいは加熱により制御される。

溶解された金属の閉じ込められない表面およびその直ぐ
下の帯域内で純アルミニウムの分別晶出をもたらす溶解
アルミニウムの凝固を得るため、前記の閉じ込められな
い表面で熱が抜取られあるいは除去される。

上記容器の壁での溶金の凝固はできるだけ防止されるべ
きでありあるいはたとえある程度の凝固が生じたとして
も溶金の量の１０％以上を構成すべきではない。

容器の壁にて凝固した溶解アルミニウムは前記の閉じ込
められない表面またはその下方の帯域で生じた晶出を汚
染せしめられるべきでない。

次で第３図において、所望ならば加熱されることのでき
る絶縁壁６２を有する分別晶出法のための容器６０が図
示されている。

できれは、上記容器は粉末アルミナから成る層６４を有
して、内側の壁６６を通して逸出するおそれのある溶解
されたアルミニウムに対し障壁を提供するようにされる
ことが好ましい。

壁６６は溶解されたアルミニウム７４に対し汚染源とし
て作用しない材料から成るべきである。

できれば、壁６６は高純度アルミナベースの耐火材すな
わち少くとも９０重量％で、できれば、９２〜９９重量
％のアルミナから成る耐火材から構成されることが好ま
しい。

この種の耐火材の１つがマサチュセツツ州ウオセスクの
ノルトン社からアランダムＶＡ−１１２なる商品名で市
販されている。

この材料は粉末の形で、緊縮され、次で、剛性を与える
ため焼結されて壁６６内に提供される。

この材料は、溶解されたアルミニウムにより浸透される
おそれのあまりない、したがって以下に述べられる底部
加熱システムとともに使用するのにきわめて適当した単
一体のライニングを形成する。

たとえば、材料バランスチェックの結果、初装入物の９
９７重量％の回収が判明され、ライニングの浸透がほと
んどまたは全くないことが判明している。

アランダムのごとき高純度アルミナライニングの使用に
より汚染がきわめてわずかにされる。

たとえば、全装入物の鉄またはケイ素による最大限の汚
染は通常せいぜい鉄２ｐｐｍで、ケイ素３ｐｐｍであり
またしばしば鉄ケイ素ともに１ｐｐｍ以下である；その
汚染の一部は湯出し口栓またはそれに類似したもののせ
いかも知れない。

さらにその上に、同様に回避されるべきである側壁凍結
は炭化ケイ素またはそれに類似した材料を使用した先行
技術の場合よりもこの種のライニングを使用した方が余
り問題とならない。

前記のフープス槽内の陰極層３４を構成している溶解ア
ルミニウムは好ましからぬ共融不純物を含んでいるとい
う意味で不純である。

分別晶出によりこれ等の不純物を除去するため、熱がこ
の溶解されたアルミニウムから第３図に図示されている
ような帯域７０内にアルミニウムを多く含んだ結晶を形
成し且つ維持するような割合で除去される（しばしば凍
結サイクルと呼ばれる）。

このように形成されたアルミニウムを多く含んだ結晶は
重力により帯域７２に沈澱し且つ、予定量の分別晶出が
行われた後に、代表的にはこのユニットの上方部分に集
中され且つ共融不純物を多く含んだ残りの不純な溶解さ
れたアルミニウムは湯出し口７６を通しての排出により
アルミニウムを多く含んだあるいは高純度のアルミニウ
ムから分離されることができる。

この凍結サイクル中に、前記の米国特許第３，２ １
１，５ ４ ７号の明細書記載のごとく塊状の結晶の形
成を破砕し且つ帯域７２内の結晶を加圧して固める突き
棒７８の作用により結晶沈降法を容易ならしめることが
好ましい。

湯出し口７６を通しての不純な母液の除去後、前記容器
は、次に下方の湯出し口８０を通して除去される純アル
ミニウム結晶の再溶解のため加熱される。

本発明の好ましい面によれば、前記容器の底部区域７２
内にほゞ位置決めされている結晶相互間から不純の液体
をしぼり出すため凍結サイクル中に結晶が突き固められ
る。

このユニットの区域７２から多少移動された不純の液体
は上方の湯出し口７６を通して除去され、かくしてこの
液体が前記ユニットの底部７２内にほゞ位置決めされて
いる結晶の床の高純度下方区域を通り抜けるのを排除す
る。

凍結ならびに突き固めサイクル中に、凍結サイクル中こ
のユニットの底部を加熱することで、比較的に純度の高
いアルミニウムの大きい部分を得ることができるのが発
見された。

この熱は外部の誘導コイルによるかまたはアランダムラ
イニング内のチューブに収容された抵抗線またはグロー
バーにより供給されてもよい。

前記のノートン社から市販されている炭化ケイ素型のグ
ローバーが使用されてもよい。

初期に述べたとおり、溶解されたアルミニウムの浸透を
防止する単一体のライニングの使用により、このライニ
ングに埋込んでのこの種の加熱装置の使用が可能にされ
る。

保護の強化のため、各のグローバー１１０は、非導電性
であるのみでなく溶解されたアルミニウムにより浸透さ
れない材料１００、たとえばムライトから成るチューブ
内に挿入されてもよい。

加熱装置が層６６（第３図）の底部内に図示されている
が、付加的加熱要素が両側内に有利に配置されることが
できることは理解されるであろう。

凍結サイクル中に、すなわち表面または表面近くで
熱が除去されつゝある間に、このユニットの底部または
底部近くで加熱することで、このユニットの底部近くに
位置決めされている結晶の一部の再溶解が可能にされる
。

この溶解された部分は結晶の床を通って上昇しあるいは
上方へ移動され、それとともに残留している不純の液体
を運ぶ。

結晶を通っての溶解された部分の上昇は、結晶の密度が
液相または溶解された部分の密度より大きいので、この
ユニットの底部または底部近くの溶解された部分を押し
除ける傾向を有する結晶により容易にされると信ぜられ
ている。

さらにその上に、底部加熱は突き固め処理中はきわめて
有利である。

それは、結晶床を通して押し上げられそれとともに結晶
相互間に残留しているあるいは結晶に付着している不純
物を運ぶ溶解された部分が提供されるからである。

底部加熱はまた、下方の湯出し口８０を通しての除去の
目的で全ての結晶が究極的に再溶解される場合に純度の
レベルに悪い効果を有することのできる不純物を内部に
封じ込めた底部上の液相の凍結を防止することができる
ので有利である。

通常底部加熱は、凍結サイクル中過大な再溶解の防止の
ため、周到に制御されるべきである。

代表的には、凍結サイクル中の底部または底部付近にお
ける加熱は、ある程度は晶出の目的での表面または表面
近くにおける熱の除去および壁の絶縁値次第で決まる加
熱面積の１平方メートルあたり実質上１０．７６ＫＷを
くだらない割合で熱を導入するように制御されるべきで
ある。

上記ユニットの底部における代表的加熱範囲は１平方メ
ートルあたり５．３８ないし３２．３ＫＷである。

通常、底部の加熱割合は熱が除去される割合の一部分で
あるように制御されることは注目されるであろう。

代表的にはこのユニットの底部または底部近くにおける
再溶解割合が晶出または凍結の割合の約５ないし２５％
の範囲内であるように制御された場合に最良の結果が達
成されることが判明している。

だが、突き固めに使用される圧力と結晶の床の密度とに
多少左右されて、場合に応じこれ等の割合に多少の増減
がある。

結晶の制御された再溶解の目的での容器の底部付近の加
熱を制御する利点は底部加熱の有無に関せず達成される
、たとえば、ケイ素に関する不純度のレベルを示してい
る第６図を引用することで明瞭に説明される。

すなわち、第６図は晶出ユニットから除去されたアルミ
ニウムの量に対してプロットされたケイ素の濃度係数（
サンプル内の不純物の濃度対装入物内の不純物の濃度の
比）を示している。

たとえば、このユニット内のケイ素の初濃度は３ ６
０ｐｐｍでありまたその濃度係数ＣＦが１であれば、底
部加熱を利用することで、除去されたアルミニウムの量
に対する、ケイ素の濃度は従来の凍結サイクルを使用し
たケイ素の濃度に比して高い（３．７）。

第１に、第６図から判るように比較的に多量の不純物を
上方の湯出し口を通して除去することができので、この
高い濃度％数は重要である。

第２に、不純物のレベルを著しく低下させるため比較的
少量のアルミニウム（第６図に図示されている例では約
３０％）が除去されねばならない。

すなわち、従来の凍結サイクルによれば匹敵し得る不純
物の除去のためには装入物の約６０〜７０％が除去され
ねばならない。

だが本発明においては装入物の６０％もが高純度生成物
として回収されることができる。

底部加熱の使用により精製された金属の生産量を著しく
増加することができることが判るであろう。

一例として第６図において、生産量を２倍にすることが
できることが注目されるであろう。

詰込み圧力と底部加熱とを変えることで、比較的高い濃
度％数が得られることが理解されるであろう。

すなわち、不純物をさらに濃縮しそれにより、わずかな
小部分を上方の湯出し口を介して除去することが可能に
され、その結果生産量がより大にされる。

突き固めのみでなく底部加熱がいかなる理由で生産量に
関するこのような利点を提供するかは明瞭には理解され
ないが、その結果として二元相線図により理論的に説明
可能であるよりもなお一層高い、たとえば鉄に関する、
純度係数が得られることが注目されている。

たとえば始発のＦｅ含有率が０．０５重量％であれば、
２元相線図は、最高の純度材料が３７の最大精製％数に
対応した０．００１４重量％のＦｅを含むべきである。

だが上記手順を使用して実験が行われた。

ある材料は０．０００５重量％Ｆｅ以下で、０．０００
３重量％Ｆｅの低さにもおよんだ。

この超精製は底部加熱と詰込みの機構を介して最初の液
体をより純な液体により置き換えることでのみ説明可能
であるように思われる。

かくして、結晶は理論的仕切り作用にしたがって比較的
純な液体と釣合う。

すなわち、液相と釣合うため固形状結晶を通し且つこの
固形状結晶からこの結晶を取囲んだ比較的純な液相への
固形状態質量伝達現象が存在すると信ぜられる。

約２ないし７時間にわたり凍結または結晶形成サイクル
を行ことができる。

このユニットの底部の加熱は床７２（第３図）の底部近
くの結晶の一部を部分的に再溶解する目的で同一時間の
間行われてもよい。

だが、底部加熱は凍結サイクルの一部分の間、代表的に
は凍結サイクルの最後の約２６の間だけ使用されてもよ
いことが判明している。

凍結サイクルの間底部加熱を使用するのみでなく、この
分別晶出ユニットからの結晶の回収の目的で結晶の再溶
解の間においてもこの種の加熱が有利であると判明して
いる。

すなわち、従来の表面加熱による極めて純粋な生成結果
の再溶解以外に、熱が以上で述べられたのと同様にこの
ユニットの底部に供給される。

この再溶解サイクルの間に底部加熱を利用することで、
高純度生成物内の液相が容器の底部または底部近くにお
いて凍結（この凍結は純度レベルをそこなうことができ
る）するのを防止するという利点を有している。

この高純度生成物を溶解された形に保持することで、前
記下方の湯出し口の開放が容易にされる。

さらにその上に底部加熱により、このユニット内の結晶
床を溶解するのに必要とされる時間が減ぜられて、この
システム全体の経済が著しく増大される。

代表的には、結晶の床の溶解は約２ないし５時間を要す
る。

本発明の実施によれば、共融不純度の高い、溶解された
アルミニウム７４（母液）が、第１図を参照すれば十分
に理解されるように、フープス槽へ戻されてよい。

分別晶出段階で濃縮された一次アルミニウムまたはそれ
に分別晶出段階で濃縮された共融不純物は再びフープス
槽内で予定のレベルまで低下される。

一次アルミニウムまたはそれに類似したものおよび母液
７４は、陰極から抜取られた量と実質上同量をなすよう
に、フープス槽に付加される。

第４図に図示されている本発明の好ましい面においては
、図面に第１段として示されている分別晶出段階から除
去された母液または高不純度アルミニウム７４は前記の
分別晶出段階に関して引用されたのと実質上同様にＲ段
において少くとも１つの付加的分別晶出処理を施される
。

これが図面には別個な段階として図示されているが１つ
またはそれ以上の精製段階または段に対して同じ分別晶
出装置が使用されてよいことは理解されるべきである。

前記の実施例の場合と同様に、Ｒ段からの降級削除部分
は前記フープス槽へ戻される。

だが、Ｒ段からのアルミニウムに富んだ結晶または精製
された削除部分は第１段分別晶出段階へ戻され、この段
階でフープス槽からの溶解されたアルミニウムと配合さ
れる。

これ等の２つの量の総量は第１段分別晶出ユニットが経
済的に処理することのできる量と同量をなすべきである
。

前記フーブス槽へ戻される母液が前記槽への初めの給送
材料と同程度に不純であってはならないことは当業者に
は理解されるであろう。

同様に、第１の分別晶出段へ戻される精製されたあるい
はアルミニウムに富んだ分別部分はフープス槽からの金
属と同程度に不純であってはならない。

通常、フープス槽は分別晶出ユニットよりも作動費が固
有的に高いことは理解されるべきである。

かくして、このフープス槽内で処理されねばならない金
属はきわめて高価であろう。

したがって、引続いた分別部分の最小限度の量がフープ
ス槽内でさらに処理されるように戻されるべきである。

すなわち、できれば１回以上の分別晶出処理がフープス
槽へ戻される材料の量をできるだけ少くするため提供さ
れるべきである。

したがって第５図において３段の分別晶出が使用できる
ことが判るであろう。

すなわち、他の晶出段を生成物の純度を９９．９９９か
ら９９．９９９９重量％アルミニウムまで増大するのに
使用することができる。

この電解槽の陰極層からの、初めに精製されたアルミニ
ウムは第１段分別晶出ユニットへ給送される。

第１段からの精製されたアルミニウム分別部分は次で第
２段分別晶出ユニットヘ給送される。

第２段の生産物あるいは回収物すなわち昇級された分別
部分は第２段分別晶出ユニットに受け入れられた第１段
からの精製アルミニウムの約５０％であるであろう。

第２段分別晶出ユニットに給送されたアルミニウムの残
りの５０％（降級された分別部分）は第１段分別晶出ユ
ニットへ戻される。

第１段晶出ユニットからの不純のあるいは降級された分
別部分は次で第Ｒ段晶出ユニットへ給送される。

Ｒ段晶出ユニットの生産物の約５０％は第１段分別晶出
ユニットのための複合給送物として第２段からの不純の
あるいは降級削除部分と、電解槽の陰極層からのアルミ
ニウムとを配合される。

Ｒ段からの不純の母液は陽極層へ導入されるため電解槽
へ送り戻される。

かくして、電解槽の陰極層からのアルミニウムは、前記
不純の母液が電解槽の陽極層へ戻される前に３段の分別
晶出処理を施される。

ある不純物が初期に除去される、前に引用されたフープ
ス槽に関して、本発明の代りとなる他の実施例において
は前記槽内で精製されるべき溶金は米国特許第３，１
９ ８，６ ２ ５号の明細書に記載されているのと実
質上全く同様に、この溶金へのホウ素の付加により付加
的に処理されることができる。

精製されるべき溶解されたアルミニウムへのホウ素の付
加により、チタニウム、クローム、バナジウム、ジルコ
ニウムおよびスカンジウムから構成されている不純物群
の中の少くとも１つが通常溶解されたアルミニウムの密
度より高い密度を有しているホウ素含有化合物または錯
塩の沈澱により実質上減ぜられる。

通常導入されるホウ素の量は不純物の量よりも化学量的
に大であるべきである。

溶解されたアルミニウムは別個な容器内でのホウ素の付
加により処理されてもよい。

だが、本発明の手順によれば、前記のホウ素での溶解ア
ルミニウムの処理はフープス槽内で行われることが好ま
しい。

すなわち、上記のホウ素はこのフープス槽の不純層を構
成している溶解されたアルミニウム合金内に提供されて
もよい。

上記のホウ素は槽の装入用井２６に付加されてもよい。

少量のホウ素は鉄、ケイ素および銅ならびにそれに類似
したもののごときその他の普通の不純物の除去にはほと
んどあるいは全く効果を有しないことは理解されるべき
である。

本発明の好ましい方法において、フープス槽の陰極から
の溶解されたアルミニウムは存在するかも知れないマグ
ネシウムを除去しあるいはマグネシウムを実質上低下す
るように炭素質の材料で処理されるべきである。

できれば、上記炭素質材料は高純度のものであることが
好ましい。

だが、申し分のない結果が得られるように空気の燃焼が
防止されたある場合にはかなり純度の低い材料を使用す
ることができる。

マグネシウムは炭化マグネシウムを形成すると信ぜられ
る。

この炭素質材料は高純度の黒鉛であってもよい。

この種の黒鉛はウルトラＦグラファイトなる商品名でミ
シガン州ベイビュウのウルトラカーボン社から市販され
ている。

この目的での黒鉛の使用中に、マグネシウムを４０ｐｐ
ｍ以上から１ ｐｐｍ以下まで減ずることができること
が発見された。

できれば、高純度（９９．９９重量％）の黒鉛が使用さ
れることが好ましい。

だが、黒鉛の型またはるつぼ内にユニオンカーバイドＣ
Ｓ及びＡＧＳＸのごとき純度のかなり低い黒鉛が使用さ
れてよい。

電解槽からの精製されたアルミニウムを黒鉛るつぼ内に
流し込むかまたは高純度の黒鉛ライニングを有する電気
炉内で最終生成物を再溶解し、それに続いて高純度黒鉛
鋳型またはるつぼに流し込むことで、マグネシウムを除
去することができる。

この装置によりマグネシウムを除去するための作用は知
られていないが、炭化カルシウムが形成されるかあるい
は炭素が触媒となって酸化マグネシウムが形成され、こ
の酸化マグネシウムが上ずみとなってすくい取られると
仮定されている。

本発明の方法は純度のきわめて高いアルミニウムを生産
するためのその他の方法よりも優れた利点を有している
がその中でも最も重要な１つは高度に精製された最終生
成物の値段のかなりの減少である。

核融合反応によるエネルギの生成を実現可能ならしめる
のに寄与しているのはこのコストの大きな減少である。

コストの減少に寄与している本発明のシステムの１つの
特色は、このシステムに導入されたアルミニウムたとえ
ば一次アルミニウムの実質上同じ量が最後生成物として
回収されることができ、全ての実際的目的に対して、従
来に比して見棄られる金属はきわめてわずかである。

分別晶出に関して述べられたように生産費と廃棄物とを
減ずるように作動する独得の協同作用が存在することが
本発明のシステムの説明から理解されるであろう。

上記の利点以外の他の利点は多量の高純度のアルミニウ
ム、たとえば、９９．９９９および９９．９９９９重量
％のアルミニウムを本発明にしたがって高度に一貫した
基盤で生産することができるという事実にある。

すなわち、本発明の設備は最小限のコストで適当な生産
能力に応じて容易に拡大縮小されることができる。

また、省エネルギの利点があることが注目されるであろ
う。

前記のとおり、電極の配置のおかげでこの電解槽を作動
するのに必要とされるエネルギが大きく節約される。

他のエネルギ節約の特色は分別晶出段階からの溶解され
たアルミニウムの１つ分別部分をこの電解槽の装入用井
に再循環することにある。

第１図、第４図および第５図に図示されている溶解アル
ミニウムの再循環は直接の導管必ずしもよる必要はなく
、一方の段から他方の段への溶解されたアルミニウムの
るつぼの運送によってもよいことは注目されるべきであ
る。

省エネルギに関する重要な特色は段と段との間の再加熱
と再溶解とが必要ではないこと（すなわち、室温のアル
ミニウムの再加熱と再溶解）である。

以下の実例について本発明をさらに明瞭に説明する。

例 「補給給送物」の下の表内に記載されているような残り
の不純物とともにアルミニウムを約９９．９８重量％含
んだアルミ合金が始発材料として使用された。

この合金は固形の形で１日あたり４５．３６ｋｇの割合
で実質上第２図に述べられているようなフープス槽の装
入用井に装入された。

この槽は３つの溶解槽を有するように予め設定されてい
る。

すなわち、陽極層がこの槽の底部に設けられた。

その密度は銅の使用により調節された。電解液の層は実
質上４４重量受のＡＩＦ３と、２２重量％のＮａＦと、
１８重量％のＢａＦ，，と、１６重量％のＣａＦ２とか
ら構成された。

第３の層は実質上９９、９９３重量％のＣａＦ２から構
成された。

この槽は１平方センチメートルあたり約０．３アンペア
の電流密度で多少連続的に作動された。

実質上９９．９９３重量％のアルミニウムから成る精製
されたアルミニウムのある量が前記槽から毎日除去され
た。

除去量は装入割合と実質上同量をした。精製された生産
物は見出し「フープス生成物」の下方の表内に図示され
ているような不純物のレベルを有していた。

この槽への全給送量が６８．０４ｋｇの不純の金属であ
ることは注目されるべきである；すなわち、この給送物
内には晶出法から再循環された２２．６８ｋｇの金属が
含くまれていた。

この再循環金属が前記補給給送物と結合された場合、９
９．９１重量％のアルミニウムから成る給送物を提供し
た。

その不純物のレベルは実質上見出し「複合給送物」の下
方の表内に図示されているとおりであった。

フープス槽からの精製されたアルミニウム生成物約６８
．０４ｋｇが第３図に実質上図示されているような分別
晶出ユニットへ装入された。

始発材料の約７０％が晶出されるまで晶出を誘発するよ
うに熱が金属と空気の界面においてこのユニットから除
去された。

晶出作動中に、形成された結晶が突き固められた。

晶出後、不純度の高い溶解された金属または母液は結晶
の集りから排出された。

残存結晶は、結晶の表面層から溶金が最底の層を洗い流
すように、頂部から底部へ再溶解処理を施される。

結晶の最後の約３０％が精製された生成物として取られ
るまで再溶解が行われた。

この第１の晶出からの生成物はほゞ９９．９９９重量％
のアルミニウムであった。

不純物は実質上見出し「第１段生成物」の下の表内に記
載されているとおりであった。

母液または降級材料はフープス槽からの生成物に匹敵し
得る純度を提供するように第２の分別晶出処理を施され
た。

すなわち、約９９．９８７重量％のアルミニウムと、見
出し「第１段降級物」の下の表に記載されている不純物
とから成る第１段からの降級材料約４５．３５ｋｇが第
２の分別晶出処理を施され、またこの処理からの純度約
９９．９９３％の精製された生成物２２．６８ｋｇが第
１段の分別晶出段階のための給送物の提供のためフープ
ス槽からの生成物と配合された。

Ｒ段に送り込まれた総量の約１／２から成り且つ見出し
「Ｒ段降級物」の下の表内に示されているような約９９
．９８重量％アルミニウムの純度を有している母液また
は降級材料が前に示されたようなフープス槽のための給
送物として使用されるように戻された。

かくして、転送損失を無視して、９９．９９９重量％の
アルミニウムのほとんど４５．３６ｋｇがこのシステム
に装入された不純のアルミニウムの各の４５．３６ｋｇ
ごとに得られる。

かくして、２つの晶出段を使用することで、フープス槽
の生成物の６７％が、このフープス槽を通して逆に再循
環する必要なく、９９．９９９重量％のアルミニウムと
して直接回収された。

このことは、前記のとおりに、フープス槽を使用しての
精製が分別晶出よりも数倍高価となりしたがってフープ
ス槽へ再循環される降級金属の量をできるだけ少くする
ことがもつとも望ましいので、重要である。

さらにその上に、この方法が低温用途に決定的に重大影
響を与える元素すなわち、チタニウム、バナジウム、ジ
ルコニウム、クローム、マンガンおよび鉄の全てをかな
り低下させることの可能であることが前記の表から注目
されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の流れ線図、第２図は本発明の３
層式電解槽、第３図は本発明の方法で使用するための分
別晶出炉の概略断面図、第４図は本発明の好ましい実施
例を示した流れ線図、第５図は本発明の他の好ましい実
施例を示した流れ線図、第６図は除去された装入物のパ
ーセントに対してプロットされた不純のアルミニウム内
のケイ素の濃度係数を示したグラフである。 ２０・・・外側絶縁用耐火材壁、２２・・・黒鉛製底部
分、２４・・・ライニング材料、２８・・・溶解された
陽極、３０・・・壁、３２・・・電解液の層、３４・・
・精製されたアルミニウム層（陰極層）、３６・・・カ
バー、６０・・・容器、６２・・・絶縁壁、６４・・・
粉末アルミナ層、６６・・・内側の壁、７４・・・溶解
アルミニウム、７０・・・帯域、７２・・・帯域、７６
・・・出湯口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 不純物を含んだアルミニウムの精製方法において、
   （ａ）陽極層を構成する溶解アルミニウムの底部の層と
   、陰極層を構成する溶解アルミニウムの頂部の層とを有
   し、前記陽極の層が電解液の層により前記陰極の層から
   分離されている型式の電解槽の前記陽極の層に前記アル
   ミニウムを導入する段階と；（ｂ）前記不純物を前記陽
   極層内に残しておいて、アルミニウムを前記陽極層から
   前記電解液層を通して前記陰極層へ電気的に運び、それ
   により前記アルミニウムを部分的に精製する段階と；（
   ｃ）しかる後に、前記の部分的に精製された溶解アルミ
   ニウムの一部分を前記陰極層から除去する段階と；（ｄ
   ）前記溶解アルミニウムの一分別部分を疑固して残りの
   溶解アルミニウム分別部分を構成するものよりも高い純
   度を有する固形分別部分を形成することで共融不純物を
   除去するため晶出槽内の前記溶解アルミニウム部分を分
   別晶出し、それにより前記溶解分別部分内の前記共融不
   純物を濃縮する段階と；（ｅ）前記の精製されたアルミ
   ニウムを提供するため前記固形分別部分から前記溶解分
   別部分を分離する段階とを含んでいることを特徴とする
   方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記の
   不純な溶解アルミニウム分別部分が前記晶出槽から前記
   電解槽の前記陽極層へ戻されることを特徴とする方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項のいずれかに記
   載された方法において、前記精製されたアルミニウムが
   さらに第２の分別晶出段階で精製されることを特徴とす
   る方法。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記電
   解槽からの前記の部分的に精製されたアルミニウムが純
   アルミニウムの固形の結晶の形成のため前記晶出槽内の
   溶解アルミニウムの表面からの熱の除去により分別的に
   晶出されることを特徴とする方法。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の方法において、前記晶
   出槽内での溶解アルミニウム表面の冷却により形成され
   たアルミニウム結晶が晶出中に上記槽の底部へ突きかた
   められることを特徴とする方法。 ６ 特許請求の範囲第４項記載の方法において、前記の
   純粋の固形状アルミニウムが前記槽から前記溶解アルミ
   ニウムを排出させることによって不純の溶解アルミニウ
   ムから分離されることを特徴とする方法。 ７ 特許請求の範囲第５項または第６項のいずれかに記
   載された方法において、前記晶出槽内の純アルミニウム
   の前記結晶が前記不純の溶解アルミニウムの除去後に再
   溶解され、しかる後に前記純粋のアルミニウムが前記晶
   出槽から除去されることを特徴とする方法。 ８ 特許請求の範囲第２項記載の方法において、前記陽
   極層へ戻される不純の溶解分別部分が溶解された形で戻
   されることを特徴とする方法。 ９ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記電
   解層が８００℃で少くとも２．４グラム／立方センチメ
   ートルの密度を提供するようにアルカリハロゲン、アル
   カリ土類ハロゲンまたはアルミニウムハロゲンから成る
   １つまたはそれ以上の塩を主として含んで成ることを特
   徴とする方法。 １０特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記電
   解槽が密封され且つ槽内に用いられている黒鉛陰極の寿
   命を延すように不活性雰囲気を有していることを特徴と
   する方法。 １１ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記
   電解槽の陽極層が重量で実質上２０〜３０％の銅と、７
   ０〜８０％のアルミニウムとから成ることを特徴とする
   方法。 １２特許請求の範囲第１１項記載の方法において、前記
   電解槽の外部と導通している少くとも１つの電極が前記
   溶解されたアルミニウム陰極層を通り抜けて前記電解液
   の層内に入り、前記陽極層と前記陰極層との間の距離を
   電気的に短かくすることで前記槽の抵抗を有効に低下す
   ることを特徴とする方法。 １３特許請求の範囲第１２項記載の方法において、前記
   電極の底部と前記陽極の層の頂部との間の距離が前記電
   解液の層の厚さの４０％〜６０％の範囲内にされている
   ことを特徴とする方法。 １４特許請求の範囲第１３項記載の方法において、前記
   電解液の層が１ ０． ２ｃｍ〜２ ０． ３ｃｍの範
   囲の厚さを有していることを特徴とする方法。 １５特許請求の範囲第１項記載の方法において、前記電
   解槽が７５０゜Ｃ〜８５０℃の温度で作動されることを
   特徴とする方法。 １６不純物を含んだアルミニウムの精製方法において、
   （ａ）陽極層を構成する溶解アルミニウムの底部の層と
   、陰極層を構成する溶解アルミニウムの頂部の層とを有
   し、前記陽極の層が電解液の層により前記陰極の層から
   分離されている型式の電解槽の前記陽極の層に前記アル
   ミニウムを導入する段階と：（ｂ）前記不純物を前記陽
   極層内に残しておいて、アルミニウムを前記陽極層から
   前記電解液層を通し前記陰極層へ電気的に運び、それに
   より前記アルミニウムを部分的に精製する段階と；（Ｃ
   ）しかる後に、前記の部分的に精製された溶解アルミニ
   ウムの一部分を前記陰極層から除去する段階と；（ｄ）
   前記溶解アルミニウムの一分別部分を凝固して残りの溶
   解アルミニウム分別部分を構成するものよりも高い純度
   を有する固形分別部分を形成することで共融不純物を除
   去するため晶出槽内の前記溶解アルミニウム部分を分別
   晶出し、それにより前記溶解分別部分内の前記共融不純
   物を濃縮する第１の分別晶出段階と：（ｅ）前記の精製
   されたアルミニウムを提供するため前記固形分別部分か
   ら前記溶解分別部分を分離する段階とを含み、また前記
   の不純の溶解アルミニウム分別部分が他の分別晶出段階
   を施され、この他の分別晶出段階からの不純の溶解分別
   部分が前記電解槽の前記陽極層へ戻されるとともに、前
   記他の分別晶出段階からの精製分別部分は前記第１の分
   別晶出段階に進入した前記電解槽の陰極層からの給送ア
   ルミニウムと混合されることを特徴とする方法。 １７不純物を含んだアルミニウムの精製方法において、
   （ａ）陽極層を構成する溶解アルミニウムの底部の層と
   、陰極層を構成する溶解アルミニウムの頂部の層とを有
   し、前記陽極の層が電解液の層により前記陰極の層から
   分離されている型式の電解槽の前記陽極の層に前記アル
   ミニウムを導入する段階と；（ｂ）前記不純物を前記陽
   極層内に残しておいて、アルミニウムを前記陽極層から
   前記電解液層を通し前記陰極層へ電気的に運び、それに
   より前記アルミニウムを部分的に精製する段階と；（Ｃ
   ）しかる後に、前記の部分的に精製された溶解アルミニ
   ウムの一部分を前記陰極層から除去する段階と；（ｄ）
   前記溶解アルミニウムの一分別部分を凝固して残りの溶
   解アルミニウム分別部分を構成するものよりも高い純度
   を有する固形分別部分を形成することで共融不純物を除
   去するため晶出槽内の前記溶解アルミニウム部分を分別
   晶出し、それにより前記溶解分別部分内の前記共融不純
   物を濃縮する第１の分別晶出段階と；（ｅ）前記の精製
   されたアルミニウムを提供するため前記固形分別部分か
   ら前記溶解分別部分を分離する段階とを含み、また前記
   の不純の溶解アルミニウム分別部分が他の分別晶出段階
   を施され、この他の分別晶出段階からの不純の溶解分別
   部分が前記電解槽の前記陽極層へ戻されるとともに、前
   記他の分別晶出段階からの精製分別部分は前記第１の分
   別晶出段階に進入した前記電解槽の陰極層からの給送ア
   ルミニウムと混合され、更に、前記第１の分別晶出段階
   からの精製分別部分が第２の分別晶出段階へ給送され、
   また前記第２の分別晶出段階からの不純溶解分別部分が
   、前記陰極層からの溶解アルミニウムと前記他の分別晶
   出段階からのアルミニウムの前記精製分別部分とから成
   る前記第１の分別晶出段階への組合わされた給送物と混
   合されることを特徴とする方法。