铝精炼用原料和铝的精炼方法技术

作为供给精炼的原料，使用一种铝精炼用原料，其含有与铝生成包晶的包晶元素和硼而形成的，硼含量为，比合计化学当量还多５～８０质量ｐｐｍ，所述合计化学当量是将硼以与包晶元素形成的金属硼化物来计算的。另外，在熔化炉（１）中，使铝精炼用原料熔化为熔融液；在反应室（２Ａ）中，使熔融液中的包晶元素与硼反应而生成金属硼化物，除去生成的金属硼化物及在上述熔化工序中生成的金属硼化物。进而，在精炼室（２Ｂ）、（２Ｃ）、（２Ｄ）、（２Ｅ）中，使通过偏析凝固使除去了包含未反应的硼的共晶元素的高纯度铝结晶出来。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及除去包晶元素而得到高纯度铝的铝精炼方法、用于该精炼方法的铝精炼用原料、通过该精炼方法制造出的高纯度铝材，进而涉及电解电容器电极用铝材的制造方法及电解电容器电极用铝材。另外，在本说明书中，“铝”字意味着包含铝及其合金两者。
技术介绍
作为利用了偏析凝固原理的铝的精炼方法，已知以下的方法将旋转冷却体浸渍在含有共晶杂质的铝熔融液中，在向该冷却体的内部供给冷却流体的同时，旋转冷却体，使其外周面结晶出高纯度铝。之所以能够用这样的方法得到高纯度铝，是由于共晶元素的平衡偏析系数小于1(例如下述专利文献1)。但是，在需要精炼的铝熔融液中，除共晶杂质以外还含有与铝生成包晶的Ti、Zr、V等的包晶杂质。由于这样的包晶杂质的平衡偏析系数大于1，所以在专利文献1所述的方法中，其精炼锭的包晶杂质浓度变得比原熔融铝更高。因此，本申请人提出了先用B除去包晶杂质，然后进行偏析凝固来精炼铝的方法(参照下述专利文献2、3)。专利文献2所述的精炼方法是如下的方法首先将铝熔融液送入处理气体吹入室中，在吹入处理气体前，向铝熔融液中添加B。接着，通过在处理气体吹入室中的搅拌，使B与包晶杂质反应，通过吹入处理气体来使反应生成的不溶性硼化物上浮到熔融液表面上，通过除去上浮的硼化物来降低包晶杂质。然后，对除去了包晶杂质的熔融液，进行利用偏析凝固的精炼。另外，专利文献3所述的精炼方法是如下的方法在通过添加B而与包晶杂质生成了硼化物的熔融液中，进行偏析凝固，除去包晶杂质，将在该工序中得到的铝锭熔融，利用偏析凝固进行精炼，反复该操作来提高铝纯度。专利文献1特公昭61-3385号公报专利文献2特开平9-194964号公报专利文献3特开平10-102158号公报
技术实现思路
然而，在以数ppm级除去Ti、Zr、V那样的包晶杂质的情况下，存在着下面的问题如果不添加比合计化学当量更多的B，或者添加B后不进行长时间保持(或者搅拌)，就不能够有效地除去包晶杂质，所述合计化学当量是将添加的B以TiB2、ZrB2、VB2计算出的。特别是在专利文献2中所报告那样的连续处理熔融液的方法中，与利用间歇处理的方法相比较，B与包晶杂质的反应时间有限，为了有效地除去包晶杂质，只好添加大量过剩的B。这样过剩地添加的B是共晶杂质，其虽然可以在精炼室内利用偏析凝固的原理来除去，但是如果添加量很多，则不能完全地除去，少量的B会残留于在中空旋转冷却体的外周面上结晶出的铝锭中。另外，专利文献3所述的反复进行2次或其以上精炼工序的方法存在生产率低、成本提高的问题。鉴于上述
技术介绍
，本专利技术的目的在于通过有效除去作为杂质含在铝中的包晶元素，进而除去用于除去包晶元素的硼，来提供能够制造高纯度铝的铝的精炼方法、用于该精炼方法的铝精炼用材料、由该精炼方法制造的高纯度铝材，进而提供电解电容器电极用铝材的制造方法及电解电容器电极用铝材。为了实现上述目的，本专利技术的铝精炼用原料具有下述(1)～(4)的各构成。(1)一种铝精炼用原料，其特征在于，是含有与铝生成包晶的包晶元素和硼而形成的，硼含量为，比合计化学当量还多5～80质量ppm，所述合计化学当量是将硼以与包晶元素形成的金属硼化物来计算的。(2)如前项1所述的铝精炼用原料，包晶元素是选自Ti、Zr和V中的至少1种或其以上。(3)如前项1或2所述的铝精炼用原料，硼的过剩量是15～50质量ppm。(4)如前项1～3的任一项所述的铝精炼用原料，上述铝精炼用原料是电解电容器电极用铝材的制造材料。本专利技术的铝的精炼方法具有下述(5)～(10)的各构成。(5)一种铝的精炼方法，其特征在于，包括以下工序熔化工序，将如前项1～4的任一项所述的铝精炼用原料熔化成熔融液；反应工序，通过在上述熔融液中使包晶元素与硼反应来生成金属硼化物、除去生成的金属硼化物和在上述熔化工序中生成的金属硼化物，从而除去包晶元素。(6)如前项5所述的铝的精炼方法，在上述反应工序后，进行偏析凝固工序，该工序利用偏析凝固来使已除去了共晶元素的高纯度铝从在反应工序中获得的熔融液中结晶出，所述共晶元素包含未反应的硼。(7)如前项5或6所述的铝的精炼方法，在反应工序中，向熔融液中吹入处理气体，使生成的金属硼化物上浮到熔融液表面。(8)如前项6或7所述的铝的精炼方法，在偏析凝固工序中，使保持在熔融液凝固温度或其以下的冷却体在熔融液中旋转，使该冷却体的外周面上结晶出高纯度铝。(9)如前项5～8的任一项所述的铝的精炼方法，将在熔化工序中得到的熔融液移动至进行反应工序的反应室中。(10)如前项6～9的任一项所述的铝的精炼方法，将在反应工序中得到的熔融液移动至进行偏析凝固工序的精炼室中。本专利技术的高纯度铝材具有下述(11)的构成。(11)一种高纯度铝材，其特征在于，是通过如前项5～10的任一项所述的铝的精炼方法制造的。本专利技术的电解电容器电极用铝材的制造方法具有下述(12)(13)的构成。(12)一种电解电容器电极用铝材的制造方法，其特征在于，包括以下工序熔化工序，将如前项4所述的铝精炼用原料熔化成熔融液；反应工序，在上述熔融液中使包晶元素与硼反应从而生成金属硼化物，除去生成的金属硼化物和在上述熔化工序中生成的金属硼化物，从而除去包晶元素；偏析凝固工序，在反应工序后，利用偏析凝固来使已除去了包含未反应的硼的共晶元素的高纯度铝从在反应工序中获得的熔融液中结晶出；成型工序，使上述高纯度铝成型。(13)如前项12所述的电解电容器电极用铝材的制造方法，成型工序包括将最终厚度轧制成10～200μm的工序。本专利技术的电解电容器电极用铝材具有下述(14)的构成。(14)一种电解电容器电极用铝材，其特征在于，是利用前项12或13所述的方法制造的。根据(1)的专利技术所涉及的铝精炼用原料，由于使硼浓度成为比以与包晶元素形成的金属硼化物计算出的合计化学当量过剩5～80质量ppm，所以可以供给到本专利技术的精炼方法来得到高纯度的铝。根据(2)的专利技术所涉及的铝精炼用原料，上述包晶元素为选自Ti、Zr和V中的至少1种或其以上，这些元素通过精炼被除去。根据(3)的专利技术所涉及的铝精炼用原料，由于硼的过剩量为15～50质量ppm，所以可以有效地进行包晶元素的除去。根据(4)的专利技术所涉及的铝精炼用原料，由于可以精炼成高纯度铝，所以适宜作为电解电容器电极用铝材的制造材料来使用。根据(5)的专利技术所涉及的铝的精炼方法，由于在铝精炼用原料中含有规定浓度的硼，所以可以从溶解工序开始就使包晶元素与硼反应，与反应工序一起来确保更长的反应时间，而生成更多的金属硼化物，从而除去包晶元素。另外，由于熔化的热能被用于反应中，所以可以降低能量成本。根据(6)所涉及的专利技术，在除去金属硼化物的反应工序后进行偏析凝固的情况下，可以从熔融液中除去含有未反应的硼的共晶元素，进而可以得到纯度高的铝。根据(7)所涉及的专利技术，在反应工序中向熔融液中吹入处理气体的情况下，由于所生成的金属硼化物上浮，所以可以容易地除去金属硼化物。根据(8)所涉及的专利技术，通过在偏析凝固工序中使冷却体在熔融液中旋转，可以确实地得到高纯度铝。根据(9)所涉及的专利技术，在实施连续处理的情况下，高纯度铝的生产率良好，所述连续处理是将在熔化工序中得到的熔融液移动至反应室后、进行反应工序。根据(10)所涉及的专利技术，在实施连续本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝精炼用原料，其特征在于，是含有与铝生成包晶的包晶元素和硼而形成的，硼含量为，比合计化学当量还多５～８０质量ｐｐｍ，所述合计化学当量是将硼以与包晶元素形成的金属硼化物来计算的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田胜起，前田雅生，坂口雅司，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]