<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Aluminiumfluorid
Wenn Phosphatminerale durch Umsetzung mit Schwefelsäure oder andern Mineralsäuren in lösliche Phosphorverbindungen überführt werden, gibt der erhaltene heisse Schlamm Dämpfe ab, die SiF4 und Hf enthalten. Ähnliche Dämpfe werden beim Konzentrieren der auf diese Weise erhaltenen Phosphorsäure erzeugt. Bei der Kondensation und/oder beim Auswaschen dieser Dämpfe wird eine wässerige Lösung er- halten, in der das Fluor überwiegend als H, SiF vorliegt.
Diese Lösung kann, gegebenenfalls nach dem Filtrieren, mit Ammoniak im Überschuss behandelt werden, wobei Ammoniumfluorid gebildet wird und das Silicium als Siliciumoxydhydrat ausgefällt wird gemäss folgender Gleichung :
EMI1.1
Nach dem Abtrennen des SiO kann die NH4 F-Lösung gegebenenfalls auf eine Konzentration von z. B. dz eingeengt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, wasserfreies Aluminiumfluorid, gegebenenfalls im Ge- misch mitAluminiumoxyd aus wässerigen Ammoniumfluoridlösungen herzustellen. Das wasserfreie Aluminiurnfluorid ist ein wichtiges Hilfsmittel bei der Herstellung von metallischem Aluminium durch Reduktion von Aluminiumoxyd.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass eine wässerige, Ammoniumfluorid enthaltende Lösung, bei einer Temperatur von 65 bis 1250C mit mindestens der doppelten Menge an Aluminiumoxyd oder Aluminiumoxydhydrat behandelt wird, die zur Bildung von Triammoniumhexafluoroaluminat erforderlich ist, worauf das erhaltene Gemisch von Triammoniumhexafluoroaluminat und nicht umgesetzttem Aluminiumoxyd oder Aluminiumoxydhydrat von der Mutterlauge abgetrennt, getrocknet und auf eine Temperatur zwischen 4000C und dem Schmelzpunkt des Gemisches erhitzt wird. Dabei bedeutet die Angabe"mindestens die doppelte Menge"das 1, 9- bis 2, lfache der Bezugsmenge.
Vorzugsweise wird als Zusatz in der Ammoniumfluorid enthaltenden Lösung reines Aluminiumoxyd oder Aluminiumoxydhydrat verwendet, es können jedoch auch Rohstoffe, die Aluminiumoxyd oder Aluminiumoxydhydrat enthalten, verwendet werden. Das bevorzugte Ausgangsmaterial ist ein Gemisch, in
EMI1.2
wendet wird, z. B. das 1, 05- bis 3fache der vorzugsweise eingesetzten Menge, verbleibt ein Rest an Al203 im erfindungsgemäss erhältlichen Aluminiumfluorid.
Wenn eine geringere Menge an Al 03 verwendet wird als sie dem vorzugsweise genannten Verhält-
EMI1.3
<Desc/Clms Page number 2>
Ein Vorteil des erfindungsgemäss vorgeschlagenen Verfahrens liegt darin, dass das Aluminiumfluorid unmittelbar in einer wasserfreien Form gewonnen wird. Das Trocknen von Aluminiumfluoridhydraten, wie sie nach andern Verfahren erhalten werden, ist stets mit grossen Verlusten an Fluor verbunden.
Die Zugabe der gesamten Menge an Aluminiumoxyd oder Aluminiumoxydhydrat in einer Verfahrensstufe hat den weiteren Vorteil, dass eine Reihe von Einzelmassnahmen, nämlich das Einspeisen der benötigten Menge an Aluminiumoxyd und Aluminiumoxydhydrat in der zweiten Verfahrensstufe und das Vermischen der beiden Komponenten vor der zweiten Verfahrensstufe entfallen.
Eswurde auch festgestellt, dass es vorteilhaft ist, wenn in der ersten Verfahrensstufe ein Produkt verwendet wird, das aus Aluminiumoxydhydrat durch vorangegangene vollständige oder partielle Dehydra- tätion erhalten wird. Dieerfindungsgemässen Umsetzungen werden auf diese Weise beschleunigt. Die Dehydration wird erzielt, indem z. B. bei etwa 3000C zur Gewichtskonstanz erhitzt wird.
Die Umsetzung der Ammoniumfluoridlösung mit Aluminiumoxyd oder seinem Hydrat in der ersten Verfahrensstufe verläuft gemäss folgender Gleichung :
EMI2.1
EMI2.2
EMI2.3
<Desc/Clms Page number 3>
Bei Temperaturen von 400 bis 5500C wird gemäss der Gleichung
EMI3.1
wasserfreies Aluminiumfluorid gebildet.
Es ist sehr wahrscheinlich, jedoch nicht absolut gewiss, dass über 2000C folgende Reaktionen ablaufen :
EMI3.2
EMI3.3
<Desc/Clms Page number 4>
moniak (88 g) und Wasserdampf.
Es wurde festgestellt, dass das gemäss diesem Beispiel hergestellte Aluminiumfluorid eine besondere
Struktur aufwies, die durch die gebräuchlichen technischen Verfahren nicht erhalten wird. In diesem
Falle liegt eine metastabile Modifikation vor, die in der folgenden Tabelle als AlFg-II bezeichnet wird und die sich von der stabilen Modifikation - in der Tabelle als AlFg-I bezeichnet-durch ihr spezifi- sches Gewicht von etwa 2, 43 gegenüber etwa 3, 19 und durch ihr Röntgenbeugungsdiagramm (d-Wert) unterscheidet.
Die Werte für AlFg-I sind Anal. Chem. 29 (1957), S. 984, entnommen ; die Werte für AIF3 -II wur- den experimentell ermittelt.
EMI4.1
<tb>
<tb>
Vergleich <SEP> der <SEP> Röntgenbeugungsdiagramme <SEP> von <SEP> AlF-I <SEP> und <SEP> A1F-II
<tb> AIF3 <SEP> -I <SEP> AIF3 <SEP> - <SEP> II <SEP>
<tb> Anal. <SEP> Chem. <SEP> 29 <SEP> (1957) <SEP> S. <SEP> 984
<tb> d <SEP> 1 <SEP> d <SEP> 1 <SEP>
<tb> Goniometer
<tb> 6,02 <SEP> 82
<tb> 3, <SEP> 52 <SEP> 100 <SEP> 3, <SEP> 558 <SEP> 100 <SEP>
<tb> 3, <SEP> 465 <SEP> 8
<tb> 3, <SEP> 006 <SEP> 44
<tb> 2, <SEP> 512 <SEP> 2 <SEP> 2, <SEP> 480 <SEP> 2
<tb> 2. <SEP> 29 <SEP> 3
<tb> 2.
<SEP> 27 <SEP> 4
<tb> 2, <SEP> 195 <SEP> 4
<tb> 2, <SEP> 165 <SEP> 4
<tb> 2,119 <SEP> 19 <SEP> 2, <SEP> 120 <SEP> 3
<tb> 2, <SEP> 074 <SEP> 2 <SEP> 2, <SEP> 000 <SEP> 12
<tb> 2, <SEP> 019 <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 913 <SEP> 12
<tb> 1, <SEP> 778 <SEP> 22
<tb> 1,759 <SEP> 24 <SEP> 1, <SEP> 735 <SEP> 21
<tb> 1, <SEP> 708 <SEP> 5
<tb> 1, <SEP> 600 <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 667 <SEP> 8
<tb> 1, <SEP> 587 <SEP> 14 <SEP> 1, <SEP> 584 <SEP> 5
<tb> 1, <SEP> 560 <SEP> 7 <SEP> 1, <SEP> 557 <SEP> 5
<tb> 1, <SEP> 531 <SEP> 12
<tb> 1, <SEP> 460 <SEP> 1 <SEP> 1,504 <SEP> 11
<tb> 1, <SEP> 381 <SEP> 5
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1.
Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Aluminiumfluorid, gegebenenfalls im Gemisch mit Aluminiumoxyd, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässerige, Ammoniumfluorid enthaltende Lösung bei einer Temperatur von 65 bis 1250C mit mindestens der doppelten Menge Aluminiumoxyd oder Aluminiumoxydhydrat behandelt, die zur Bildung von Triammoniumhexafluoroaluminat erforderlich ist, worauf man das erhaltene Gemisch von Triammoniumhexafluoroaluminat und nicht umgesetztem Aluminiumoxyd oder Aluminiumoxydhydrat von der Mutterlauge abtrennt, trocknet und auf eine Temperatur zwischen 400 C und dem Schmelzpunkt des Gemisches erhitzt.