Verfahren zur Herstellung von wasserfreiem Aluminiumehlorid. Im Hauptpatent 121106 ist ein Verfah ren zur Gewinnung von wasserfreiem Chlor magnesium aus oxydischen Magnesiumver- bindungen beschrieben, nach welchem oxydi- sche Magnesiumverbindungen in stückige Form gebracht werden unter Zumischung solcher Stoffe, die im Verlauf der Erhitzung Poren erzeugen, derart,
da.ss bei der durch die Mischung gegebenen Verteilung die oxy- dischen Verbindungen durch die Poren hin reichend freien Raum für den Gasdurchgang und für die Volumen-Vergrösserung beim Übergang in das feste Chlormagnesium er halten.
Es hat sich nun in weiterer Bearbeitung der Erfindung gezeigt, dass die hier geschil derte Arbeitsweise auch auf oxydische Ver bindungen des Aluminiums übertragen wer den kann.
Obwohl bekanntlich diese Überführung der oxydischen Aluminiumverbindungen in die entsprechenden Chloride in Anwesenheit von Kohle als Reduktionsmittel exotherm verläuft, ist es doch bisher in technischem Massstab trotz mancher Versuche nicht ge lungen, diese Überführung mit jedem belie bigen natürlichen Ausgangsstoff lediglich unter Ausnützung der Reaktionswärme fort laufend zu gestalten. Für die Ursache dieses Misserfolges gilt der gleiche Grund, der im Hauptpatent 121106 für die unvollständige Überführung von Magnesia in festes Magne- siumchlorid aufgeführt worden ist.
Die Be hinderung des raschen Fortschreitens der Reaktion vom Äussern ins Innere der stücki- gen Reaktionsmasse liegt in den räumlichen Verhältnissen; die oxydischen Verbindungen benötigen für die Umwandlung in Chloride einen bedeutend grösseren als den von ihnen eingenommenen Raum; so bedarf zum Bei spiel 1 Mol. A103 etwa das Vierfache seines eigenen Volumens, um in 2 Mol. AICh über gehen zu können. Solange dieser Raum nicht zur Verfügung ist, steht der Umwandlung das Endprodukt selbst im Wege und es kommt nur zu Teilumsetzungen.
Es hat sich nun gezeigt, dass man den gewünschten Erfolg erzielt, wenn man nach den Grundsätzen des Hauptpatentes oxydische Aluminiumverbindungen in stük- kige Form bringt unter Zumischung solcher Stoffe, die im Verlauf der Erhitzung Poren erzeugen, derart, dass bei der durch die Mi schung gegebenen Verteilung die oxydischen Verbindungen durch die Poren hinreichend freien. Raum für den Gasdurchgang und für die Volumenvergrösserung beim Übergang in das Aluminiumchlorid erhalten.
Man kann zum Beispiel so verfahren, dass man aus oxy- dischen Aluminiumverbindungen Formlinge, wie zum Beispiel Kugeln, Stangen und der gleichen, herstellt, indem man sie mit einer zur Reduktion mindestens ausreichenden Menge eines viel Raum beanspruchenden kohlenstoffhaltigen Stoffes, wie Torf, Säge mehl oder dergleichen, als Reduktionsmittel mischt und die Formlinge bei einer entspre chenden Temperatur trocknet und verkokt.
Werden derart hergestellte hochporöse Form linge (deren Einzelgewicht nach Belieben eingestellt sein kann) auf etwa 100-200' vorgewärmt und in einem Schacht einem Chlorstrom ausgesetzt, so ist dem Chlor die grösste Angriffsfläche geboten, und es kann gleichzeitig aussen und im Innern des Form lings die Reaktion einsetzen. Die Wärmeent wicklung der exothermen Reaktion erhöht die Temperatur des Formlings, wodurch wieder die Reaktionsgeschwindigkeit sich steigert, jedoch .soll die Schmelztemperatur nicht erreicht werden.
Die Reaktionsfähig keit der so hergestellten Formlinge ist so gross, dass das Chlor begierig absorbiert wird. Die Chlorierung kann nun fortlaufend und schnell durchgeführt werden, und zwar im Gleich- und Gegenstrom, ohne dass Chlor mit den, Abgasen verloren geht.
Der technische Fortschritt dieses Verfah rens liegt darin, dass die Herstellung von wasserfreiem Aluminiumchlorid nun in gro ssen Schachtöfen mit wärmeisolierender Aus mauerung ohne jede Aussenheizung, anstatt in den wenig leistungsfähigen, kostspieligen Retorten, bei grosser Geschwindigkeit der Chlorzufuhr und unter restloser Ausnutzung der Ausgangsstoffe durchgeführt werden kann. Entsteht infolge Anwendung gewisser Ausgangsmaterialien, wie zum Beispiel Ton oder Beryllerde bei der Chlorierung ein Ge misch von Chloriden,
so kann das Alumi niumchlorid aus dem in Dampfform den Ofen verlassenden Gemisch in an sich be kannter Weise auf Grund der verschiedenen Sublimations- beziehungsweise Siedepunkte von den anderen Chloriden getrennt nieder geschlagen werden, gegebenenfalls unter Mitwirkung der bekannten Verfahren zur elektrischen Entstaubung. <I>Beispiel:</I> 100 Teile Ton und 50 Teile Torfmull werden mit Wasser angefeuchtet, innig ver mischt, getrocknet und verkokt und noch warm in einen Schachtofen eingebracht. Die Chlorierung setzt sofort ein. Aluminium-, Eisen- und Titanchlorid sublimieren und werden in getrennten Kammern niederge schlagen.
Die Chlorierung kann in Gleich- oder Gegenstrom fortlaufend erfolgen. Po röse Kieselsäure verbleibt als Rückstand der Formlinge, der aus dem Schachtofen von Zeit zu Zeit oder fortlaufend ausgetragen wird.
Process for the production of anhydrous aluminum chloride. The main patent 121106 describes a process for the production of anhydrous magnesium chlorine from oxidic magnesium compounds, according to which oxidic magnesium compounds are brought into lump form with the addition of substances that create pores in the course of heating, such as:
that with the distribution given by the mixture, the oxidic compounds retain sufficient free space through the pores for the passage of gas and for the increase in volume during the transition into the solid chlorine magnesium.
It has now been shown in further processing of the invention that the method of operation described here can also be applied to oxidic compounds of aluminum.
Although this conversion of the oxidic aluminum compounds into the corresponding chlorides is known to be exothermic in the presence of coal as a reducing agent, it has so far not been successful on an industrial scale, despite some attempts, to continuously carry out this conversion with any natural starting material simply by utilizing the heat of reaction shape. The reason for this failure is the same as that given in main patent 121106 for the incomplete conversion of magnesia into solid magnesium chloride.
The hindrance of the rapid progression of the reaction from the outside to the inside of the lump reaction mass lies in the spatial conditions; For the conversion into chlorides, the oxidic compounds require a considerably larger space than the space they occupy; For example, 1 mole of A103 needs about four times its own volume in order to be able to convert into 2 mole of AICh. As long as this space is not available, the end product itself stands in the way of the conversion and only partial conversions occur.
It has now been shown that the desired success is achieved if, according to the principles of the main patent, oxidic aluminum compounds are brought into lump form with the admixture of substances that generate pores during the course of heating, in such a way that the mixture Given the distribution, the oxidic compounds are sufficiently free through the pores. Preserved space for the gas passage and for the volume increase in the transition to the aluminum chloride.
For example, one can proceed in such a way that moldings, such as balls, rods and the like, are produced from oxidic aluminum compounds by adding at least a sufficient amount of a space-consuming carbonaceous substance such as peat, sawdust to reduce them or the like, mixed as a reducing agent and the moldings are dried and coked at a corresponding temperature.
If highly porous moldings produced in this way (the individual weight of which can be adjusted at will) are preheated to about 100-200 'and exposed to a stream of chlorine in a shaft, the chlorine has the largest attack surface, and it can be outside and inside the molding at the same time the reaction set in. The heat generated by the exothermic reaction increases the temperature of the molding, which again increases the reaction rate, but the melting temperature should not be reached.
The reactivity of the moldings produced in this way is so great that the chlorine is eagerly absorbed. The chlorination can now be carried out continuously and quickly, in cocurrent and countercurrent, without chlorine being lost with the exhaust gases.
The technical progress of this process lies in the fact that the production of anhydrous aluminum chloride is now carried out in large shaft furnaces with heat-insulating brickwork without any external heating, instead of in the inefficient, costly retorts, with a high rate of chlorine supply and with complete utilization of the starting materials can. If certain starting materials are used, such as clay or beryl alumina, a mixture of chlorides is created during chlorination,
the aluminum chloride can be precipitated separately from the mixture leaving the furnace in vapor form in a manner known per se due to the different sublimation or boiling points of the other chlorides, optionally with the help of known methods for electrical dedusting. <I> Example: </I> 100 parts of clay and 50 parts of peat waste are moistened with water, mixed intimately, dried and coked and placed in a shaft furnace while still warm. The chlorination starts immediately. Aluminum, iron and titanium chloride sublime and are hit in separate chambers.
The chlorination can be carried out continuously in cocurrent or countercurrent. Porous silica remains as a residue of the moldings, which is discharged from the shaft furnace from time to time or continuously.