進(jìn)一步脫除精鋁中的雜質(zhì)，產(chǎn)出高純鋁的一種鋁精煉方法。用作制取高純鋁原料的精鋁純度一般在99.99%左右，高純鋁通常指純度在99.999%以上的金屬鋁。高純鋁需控制的雜質(zhì)元素因用途而異，一般有硅、鐵、銅、鉛、鋅、鎵、鈦、鎘、銀和銦等。高純鋁經(jīng)區(qū)域熔煉，或有機(jī)溶液電解與區(qū)域熔煉相結(jié)合的方法精煉所得的純度高于99.9995%的鋁，被稱為超純鋁。
高純鋁大部分制成鋁箔后，用于制造電解電容器。其他用途中有用作電解電容器引線、集成電路用導(dǎo)線、真空蒸發(fā)材料、噴涂材料等。還可用作超導(dǎo)體的穩(wěn)定導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)外部記憶裝置材料及磁盤合金的基體金屬等。
通常主要采用電化學(xué)提純方法和物理提純方法。前者有有機(jī)溶液電解法，后者有定向凝固法、單晶法和區(qū)域熔煉法。
通常把純度（鋁含量）大于99.8%的純鋁叫做高純鋁（highpurity aluminium).它是以優(yōu)質(zhì)精鋁為原料，采用定向凝固提煉法生產(chǎn)的。高純鋁又可細(xì)分為次超高純鋁（鋁含量99.5%~99.95%)、超高純度鋁（鋁含量99.996%~99.999%）和極高純度鋁（鋁含量99.999%以上）。高純鋁呈銀白色，表面光潔，具有清晰結(jié)晶紋，不含有夾雜物。高純鋁具有低的變形抗力、高的電導(dǎo)率及良好的塑性等性能，主要被應(yīng)用于科學(xué)研究、電子工業(yè)、化學(xué)工業(yè)及制造高純合金、激光材料及一些其他特殊用途。產(chǎn)品一般以半圓錠或長(zhǎng)板錠供貨，每個(gè)半圓錠質(zhì)量不小于45kg.每個(gè)長(zhǎng)板錠質(zhì)量不大于25kg,長(zhǎng)板錠斷面尺寸一般為200mm*65mm,長(zhǎng)度不大于600mm.
有機(jī)溶液電解法
鋁的電位比氫更負(fù)，不能采用電解含鋁水溶液的方法制取或精煉鋁，而只能用熔鹽電解的方法。熔鹽電解過(guò)程一般在高于鋁熔點(diǎn)的條件下進(jìn)行，在高溫電解條件下，一些雜質(zhì)也會(huì)進(jìn)入陰極鋁中，難以獲得純度在99.999%或更高的高純鋁。有機(jī)溶液電解法則可以在低的電解溫度下進(jìn)行，可避免雜質(zhì)進(jìn)入陰極鋁中，而能獲得高純鋁。
齊格勒(Ziegler)等人電解氟化鈉與三乙基鋁的配合物 [NaF?2Al (C2H5)3]，在鉛陽(yáng)極上得到Pb(C2H5)4：
12(C2H-5：)+3Pb=12e+3Pb(C2H5)4
在鋁陰極上得到純度為99.999%的高純鋁：
4Al(C2H5)4+12e=4Al+12(C2H-5：)
電解的電流效率為98%～99%，電壓在1V以下，每公斤鋁的電能消耗率僅為2～3kW·h。副產(chǎn)物Pb (C2H5)4可用作防爆劑。
漢尼巴爾(Hannibal)等人研究了三乙基鋁有機(jī)溶液電解過(guò)程。他們把NaF?2Al(C2H5)3配合物溶解在甲苯 (CH3C6H5) 中，配合物含量為50%，電解溫度373K，槽電壓1.0～1.5V，電流密度0.3～0.5A/dm2，極間距2～3cm，采用鋁陰極，鋁從陽(yáng)極上溶解，在陰極上析出高純鋁，陰極電流效率接近100%。用99.99%純度的精鋁作陽(yáng)極進(jìn)行有機(jī)溶液電解時(shí)，可得到純度在99.9995%以上的超純鋁。
物理提純法
主要有定向凝固法、單晶法和區(qū)域熔煉法，它們是利用雜質(zhì)在主成分固液兩相中的分凝效應(yīng)進(jìn)行提純的方法。若將含雜質(zhì)金屬熔化后再凝固，當(dāng)固液兩相處于平衡狀態(tài)時(shí)，其所含雜質(zhì)量是不同的。繼續(xù)使金屬液慢慢凝固，則在金屬固體中先后凝固的各部分中雜質(zhì)含量也不同。這種現(xiàn)象稱為分凝效應(yīng)。雜質(zhì)元素在處于平衡狀態(tài)下的固液兩相中濃度之比稱為平衡分配系數(shù)，或平衡分凝系數(shù)，通常以K0表示。
式中Cs為雜質(zhì)在固相中的濃度，C1為雜質(zhì)在液相中的濃度。
K0<1，雜質(zhì)元素趨向于聚集在開始凝固端;K0>1，雜質(zhì)元素趨向于聚集在最終凝固端;K0＝0，雜質(zhì)元素均勻分布于固液相中，而難于分離。將聚集雜質(zhì)的凝固端切除，即可得到純金屬。
在金屬實(shí)際熔化、凝固過(guò)程中，由于受凝固的速率，即凝固過(guò)程中的固液相界面的前進(jìn)速率和雜質(zhì)在液體中混合程度的影響，實(shí)際的分配系數(shù)K往往偏離于K0。稱實(shí)際的分配系數(shù)K為有效分配系數(shù)。鋁中一些雜質(zhì)元素的K0列舉于表。
鋁中一些雜質(zhì)元素的分配系數(shù)K0
定向凝固法又稱正常凝固法。把欲提純的鋁放在容器內(nèi)全部熔化后，在穩(wěn)定的溫度下，從溶液中一端緩慢地向另一端冷凝，然后將凝固的固體純端切下，再加以熔化和凝固，達(dá)到所要求純度為止。定向凝固生產(chǎn)量大，廣泛用于鋁的提純。
單晶法是用高純鋁籽晶或自生籽晶作為引晶，以一定的旋轉(zhuǎn)速度以鋁熔體中緩慢平穩(wěn)地拉制出單晶的提純方法。由于單晶可消除晶粒間界(晶粒間界處雜質(zhì)較為富集)，因而比定向凝固法具有更好的提純效果。
區(qū)域熔煉法是使原料一部分在一定時(shí)間內(nèi)熔化，這一熔區(qū)在一定的前進(jìn)速率下移動(dòng)，產(chǎn)生凝固與熔化作用的兩個(gè)界面，雜質(zhì)在固液相中產(chǎn)生分凝效應(yīng)而起提純作用。分離雜質(zhì)的程度隨著熔區(qū)通過(guò)全部原料的次數(shù)的增加而提高。區(qū)域熔煉提純效果較定向凝固法好。
鋁區(qū)域熔煉是把盛有條狀鋁錠的高純氧化鋁舟置于石英管內(nèi)，在惰性氣氛中用感應(yīng)加熱鋁錠形成熔區(qū)進(jìn)行熔煉提純，可保持較狹的熔區(qū)和減少來(lái)自高溫加熱裝置對(duì)產(chǎn)品的污染。純度99.99%的鋁，在0.5cm/h熔區(qū)移動(dòng)速度下，經(jīng)過(guò)三次區(qū)熔后，純度可達(dá)99.998%以上。為了防止容器污染產(chǎn)品，亦可采用磁懸浮法，因?yàn)殇X是表面張力與密度有高比率的材料。
高純鋁中的純度可用它在室溫(298K)的電阻率與在氦液化溫度(4.2K)的電阻率之比ρ298K/ρ4.2K來(lái)表征。
高純鋁的應(yīng)用：
工業(yè)高純鋁主要做電解電容器用的陽(yáng)極箔、電容器引線、集成電路導(dǎo)線、真空蒸發(fā)材料、超導(dǎo)體的穩(wěn)定導(dǎo)體、磁盤合金和高斷裂韌性鋁合金的基體金屬，以及在科研、化工等方面的特殊用途
超高純鋁具有許多優(yōu)良性能，用途廣泛。它具有比原鋁更好的導(dǎo)電性、延展性、反射性和抗腐蝕性，在電子工業(yè)及航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的用途。5N5-6N的超高純鋁（每種雜質(zhì)的最大含量0.4ppm）96%用于半導(dǎo)體器件制造行業(yè)，4%用作超導(dǎo)電纜的穩(wěn)定化材料
在制造集成電路芯片時(shí)陰極濺射是一道必不可少的工藝，這是一種特殊的高技術(shù)工藝，蒸發(fā)的呈等離子狀態(tài)的鋁沉積于陰極靶面，即在硅片上形成一層薄薄的均勻的極少缺陷的鋁膜，隨后在膜上涂一層感光性樹脂，經(jīng)曝光后除去無(wú)用的部位即未感光的樹脂，也就是把這些處的樹脂腐蝕掉，而保留的極窄的鋁條便是所需的導(dǎo)電體。陰極濺鍍用的鋁越純，其電導(dǎo)率也就越高超高純鋁的另一重要用途是作為集成電路的配線。超高純鋁中的痕量雜質(zhì)鈾與釷是越少越好，因?yàn)樗鼈兪欠派湫栽?，在時(shí)時(shí)釋放α粒子，從而造成集成電路出現(xiàn)故障，使程序失誤與混亂。TADE生產(chǎn)的5N2高純鋁中U+Th<5ppb（wt%）,5N5超高純鋁中U+Th<1ppb（wt%）。
5N及5N5的大尺寸板狀靶材，大規(guī)模應(yīng)用于PDP及TFT-LCD平板顯示器，太陽(yáng)能電池鍍膜用濺射靶材。板靶原材料中Fe、Si、Cu、V、Ti等雜質(zhì)完全符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。在超導(dǎo)領(lǐng)域，超高純鋁用作超導(dǎo)電纜的穩(wěn)定化材料。
在電子領(lǐng)域5N超純鋁用于制造光電子存儲(chǔ)媒體，如CD、CD-ROM、CD-RW、數(shù)據(jù)盤或微型盤、DVD銀盤等，在銀盤中用5N超純鋁濺射膜作為光反射層。超純鋁中的雜質(zhì)含量極少。
雜質(zhì)含量極少使得超純鋁具有一些特殊的性能優(yōu)點(diǎn)
典型的性能特點(diǎn)
1．不純物元素含量極低。雜質(zhì)元素含量越低，金屬間化合物密度越小
2．導(dǎo)電性能良。3RRR值高，在極低溫區(qū)的電阻非常小。
3．光反射性能非常強(qiáng)，對(duì)紫外線有很高的反射率！
