CS216156B2 - Způsob výroby chloridu hlinitého a zařízení k jeho prováděn - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu, výroby chloridu hlinitého z plynu, obsahujícího plynný chlorid hlinitý a majícího teplotu 110 až 250 °C a zařízení k provádění uvedeného· způsobu. Vynález řeší problém jak dosáhnout ekonomické výroby chloridu hlinitého o· vysoké čistotě. Způsob podle vynálezu záleží v tom, že se desublimuje plynný chlorid hlinitý na samostatně se doplňujícím fluidovaném loži částeček chloridu hlinitého, udržovaného na teplotě pod obvyklou desubiimační teplotou chloridu hlinitého v rozmezí 30 až ÍOO °C a volně pohyblivé částečky chloridu hlinitého se z fluidovaného lože odstraní. Zařízení podle vynálezu sestává z kondenzační komory (4), která obsahuje lože (17) částeček chloridu hlinitého a je pod tímto ložem (17) opatřena vstupem (12), spojeným se zdrojem fluidačního plynu a uvnitř lože (17) je umístěn chladič (26), v loži (17) je vstup (30), spojený se zdrojem plynného chloridu hlinitého· a horní část kondenzační komory (4) je opatřena výstupem (29) pro plyn a její dolní část je opatřena výpustí (24) pro pevné částečky.

Description

Vynález se týká způsobu výroby chloridu hlinitého a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Vynález se zejména týká přípravy chloridu hlinitého z plynu, obsahujícího plynný chlorid hlinitý a majícího teplotu 110 až 250 °C.

Ačkoliv potenciální výhody při použití chloridu hlinitého· jako zdroje pro elektrolytickou výrobu kovového hliníku jsou již dlouho známé, obchodní využití bylo znemožněno· neznalostí způsobu přípravy chloridu hlinitého o dostatečně vysoké čistotě a takového druhu, aby se dala tato látka k danému účelu vůbec použít, jakož i způsobu, jak připravit chlorid hlinitý v jakémkoli značném požadovaném množství ekonomicky únosným způsobem. Dlouhostávající naléhavá nutnost výroby chloridu hlinitého o vysoké čistotě za ekonomické výroby vyústila v nákladném experimentálním výzkumu a vyhodnocování četných navržených postupů pro dosažení uvedených dlouho potřebných výsledků. Avšak dosud žádný z navržených postupů nevyhovuje dlouho žádnému účelu, totiž dosáhnout ekonomické výroby chloridu hlinitého o vysoké čistotě.

Obecně řečeno, je redukce materiálů, obsahujících kysličník hlinitý, chlorem za přítomnosti redukujícího uhlí v nějaké formě za vzniku chloridu hlinitého starou a obecně známou reakcí. Taková reakce probíhá prudce a výsledkem je obvykle vytvoření chloridu hlinitého v plynné formě, obsaženého· v plynném vývodu o vysoké teplotě.

Jedním z četných problémů řešených na tomto úseku bylo účinné a ekonomické oddělení a zpětné získání podílu chloridu hlinitého· z plynného vývodu z reakční směsi, a vlastní oddělení a zpětné získání vzniklého plynného· chloridu hlinitého ve snadno použitelné formě kondenzačním postupem se ukázalo zvláště obtížným se zřetelem k vlastnímu chování chloridu hlinitého při kondenzačních postupech, zvláště potom se zřetelem na vliv tlaku par chloridu hlinitého na stupeň kondenzace za okolních podmínek.

Účelem vynálezu je nalézt způsob a zařízení pro účinné a ekonomické získávání chloridu hlinitého o částečkách se selektivní velikostí a obrysy z plynného, a podstatně znečišťujícího volného vývodu, obsahujícího v podstatě chlorid hlinitý, chlor, fosgen a kysličník uhelnatý z chlorování kysličníku hlinitého, a to přímou desublimací řečeného plynného· chloridu hlinitého v samostatně se doplňujícím fluidovaném loži, udržovaném na předem stanovené teplotě, která je v podstatě nižší, než je horní obvyklá teplota okolí při tuhnutí chloridu hlinitého.

Způsob podle vynálezu záleží v tom, že se desublimujo plynný chlorid hlinitý na samostatně se doplňujícím fluidovaném loži částeček chloridu hlinitého, udržovaném na teplotě pod obvyklou desublimační teplotou Chloridu hlinitého v rozmezí 30 až 100 °C a volně pohyblivé částečky chloridu hlinitého se z fluidovaného lože odstraní například tíhou.

Výhodně se fluidované lože udržuje na teplotě mezi 50 až 70 °C.

Vynález se také týká zařízení k provádění způsobu podle vynálezu.

Toto zařízení podle vynálezu sestává z kondenzační komory, která obsahuje lože částeček chloridu hlinitého a je pod tímto ložem opatřena vstupem, spojeným se zdrojem fluidačního plynu a uvnitř lože je umístěn chladič, v loži je vstup, spojený se zdrojem plynného· chloridu hlinitého a horní část kondenzační komory je opatřena výstupem pro plyn a její dolní část je opatřena výpustí pro· pevné částečky.

Podle výhodného provedení vynálezu je na vstup, spojený se zdrojem plynného chloridu hlinitého, uvnitř lože napojen ohřívač.

Podle dalšího· provedení vynálezu je mezi výstup pro plyn a mezi vstup, spojený se zdrojem fluidačního plynu, zařazeno vedení.

Podle ještě jiného provedení vynálezu je u výpusti pro pevné částečky uvnitř kondenzační komory upravena přepážka, svažující se směrem k této· výpusti.

Bauxit je materiálem 5 obsahem kysličníku hlinitého, který byl navržen jako výchozí materiál pro výrobu chloridu hlinitého. Bauxid obvykle obsahuje četné nečistoty, kam patří kysličníky železa, křemíku a titanu. A protože tyto nečistoty reagují snadno s chlorem za přítomnosti uhlíku za tvorby chloridu, železa, křemíku a titanu, bylo dosud oddělování a získávání podílu chloridu hlinitého· z horkého vývodu z reakční směsi po chlorování bauxitu mimořádně nesnadným problémem právě se zřetelem na četné v něm obsažené nečistoty a se zřetelem na charakteristické chování se vlastního chloridu hlinitého během tako*vých postupů oddělování, a zvláště se zřetelem na vliv tlaku par chloridu hlinitého na stupeň jeho kondenzování za obvykých podmínek.

Podobně ačkoliv vlhkost nebo jiná forma vodíku se často nachází na uhlí, smíšeném s bauxitem a je používána pro uvedenou chlorační reakci, nepokládalo se právě toto dosud za škodlivý jev, protože vodík přechází na chlorovodík, který může reagovat s přítomnými nečistotami povahy železa. Protože takto získaná plynná reakční směs s obsahem chloridu hlinitého vyžadovala nezbytně nutně dodatečného čištění, přítomnost podobných vedlejších produktů v reakční směsi byla nejen velmi povážlivá, ale použití vzniklého chlorovodíku k redukci nečistot povahy železa, přítomných v bauxiťu, bylo považováno za jeden ze způsobů, jak odstranit uvedené nečistoty a převést je do formy, usnadňující jejich oddělení.

Vynález je však zvláště použitelný při výrobě chloridu hlinitého, který používá jako výchozí surovinu kysličník hlinitý z Baye216156 rova postupu, který se zřetelem na úpravu působením hydroxidu sodného je obvykle znečištěn nečistotami, obsahujícími sodík, například kysličníkem sodným (NažOJ, což vede ke vzniku chloridu hlinitosodného a dalších nečistot na podkladu sodíku během chlorování kysličníku hlinitého.

Vynález se dá krátce popsat s přihlédnutím k jednomu zvláště použitelnému rysu jako zlepšený, výkonný a ekonomický způsob výroby pevného chloridu hlinitého o vysoké čistotě a selektivně tvarovaného' selektivním oddělením kondenzovatelných a dalších nečistot z horkého plynného vývodu po· chlorování kysličníku hlinitého, znečištěného sodíkem, jako· je kysličník hlinitý z Bayerova postupu, který je v podstatě prostý železa, a prostý křemíku a titanu jako nečisto i, a to snížení m jeho teploty pod teplotu chlorační reakce a nad kondenzační teplotou chloridu hlinitého za podmínek ckolí, a dále jako hospodárné získávání velkého množství chloridu hlinitého o vysoké čistotě a selektivně tvarovaného, přímou desublimací zbytkového plynného· vývodu. Z užšího· hlediska znamená vynález získávání chloridu hlinitého v plynné formě, prostého v podstatě nečistot, a to plynném nosiči počátečním ochlazením takového plynného vývodu na prvé, předem určené teplotní rozmezí pod teplotou chlorování a značně nad teplotou kondenzování chloridu hlinitého za okolních podmínek, a t.ím se kondenzuje zvolený podíl jeho kondenzovatelných složek, počítaje v to podíl chloridu hlinitosodného, a umožňuje oddělením unášených pevných podílů i kapalných částeček, stržených s sebou, jakož i zprvu kondenzovaných těkavých složek, počítaje v to reakční produkty, obsahující sodík, načež následuje s výhodou druhé ochlazení zbývajícího plynného vývodu na předem určenou druhou a nižší teplotu v rozsahu nad okolní teplotou kondenzování chloridu hlinitého, pro selektivní kondenzaci zbývajících kondenzovatelných složek jiných než chlorid hlinitý, tam obsažený, což umožňuje druhý stupeň oddělování jakýchkoli zbývajících unášených částeček a dalších kondenzovaných složek za vzniku zbývajícího· ochlazeného· plynného vývodu s obsahem chloru, fosgenu a kysličníku uhelnatého a zvláště plynného chloridu hlinitého, prostého nečistot jako kondenzovatelné složky; odtud se získává podíl chloridu hlinitého o· vysoké čistotě a v selektivitě tvarovaných částečkách přímou desublimací v samočinně se doplňujícím pohyblivém loži částeček chloridu hlinitého, udržovaném na předem stanovené teplotě v podstatě pod horní .mezí teploty tuhnutí chloridu hlinitého.

Mezi výhodami předmětu vynálezu je tedy účinná a hospodárná velkovýroba chloridu hlinitého o vysoké čistotě a se selektivně tvarovanými částečkami charakteru výtečně vhodného pro výrobu kovového hliníku elektrolytickou redukcí chloridu hlinitého.

Způsob podle vynálezu bu.de nyní popsán v souvislosti s výkresem, který znázorňuje schéma vhodného uspořádání zařízení, použitelného v praxi při postupu podle vynálezu. a ve shodě s jeho zásadami. Týká se to zařízení, použitelného· při zvláštní aplikaci vynálezu na plynný vývod z chlorování kysličníku hlinitého, znečištěného sodíkem.

Ve shodě se zásadami vynálezu bude nejdříve popsán způsob účinné a ekonomické velkovýroby pevného chloridu hlinitého s výhodnými fyzikálními vlastnostmi z plynného· nosiče, obsahujícího· chlorid hlinitý, jako je zbývající horký plynný vývod po chlorování kysličníku hlinitého. Je zde zahrnuta selektivní desublimace plynného chloridu hlinitého ve fluidovaném loži částeček chloridu hlinitého, udržovaném na teplotě v podstatě pod horní teplotou tuhnutí chloridu hlinitého. Žádoucí teplota fluidovaného lože bude kolísat v rozmezí 30 až 103 °C, výhodněji v rozmezí 60 až 90 °C a nejvýhodněji v rozmezí asi 50 až 70 °C. „Desublimace“, jak se tento výraz používá zde, se týká přímé tvorby pevného chloridu hlinitého z plynné fáze bez jakékoli znatelné tvorby kapalné mezifóze.

Popisované desublimování chloridu hlinitého se může provádět ve vakuu, tj. například ve vakuu až asi do 10 k.Pa, jakož i za tlaku normálního i zvýšeného až do tlaku, kdy by chlorid hlinitý kondenzoval jako· kapalina za okolních podmínek a to· za předpoklaadu částečného tlaku chloridu hlinitého, který je; přítomný za podmínek okolí. Výhodný tlak při postupu činí asi 151 kPa.

V praxi se podle vynálezu může použít jako· zdroj materiálu jakýkoli poměrně čistý plynný nosič čistého plynného chloridu hlinitého. S výhodou se používá jako zdroj plynný vývod typu, jak se získá z předchozího chlorování kysličníku hlinitého, znečištěného sodíkem, za přítomnosti uhlíku, z něhož byly dříve odstraněny stržené částečky pevných látek a kapalin, jakož i kondenzovatelné těkavé složky nebo nečistoty, kondenzující za vyšší teploty, než je horní teplota kondenzace chloridu hlinitého za okolních podmínek.

Zdroj, tj. vývod, obsahující chlorid hlinitý, a sestávající vhodně ze zbývajícího horkého plynného vývodu z chlorování kysličníku hlinitého, znečištěného sodíkem·, může obsahovat rovněž chlor, fosgen, kysličník uhelnatý a kysličník uhličitý, má takovou povahu, že se za teploty mezi asi 150 až 250 °C uvádí do přímého styku s pevnými částečkami fluidovaného lože chloridu hlinitého, kde dochází k přímé desublimaci, čímž lože dostává charakter samočinně se doplňujícího lože, jakož i dochází k získání chloridu hlinitého selektivní velikosti a tvaru, což zajišťuje výhodnou .možnost manipulace s touto látkou, jakož i její proudění. Zde popisovaný způsob kondenzování nebo desublimování ve fluidovaném loži vede k přijatelně jemnému pevnému chloridu hlinitému jako produktu za nízké energie chlazení, .který je zvláště vhodný, obzvláště se zřetelem na velikost částeček, tvarů a čistoty, pro přímé využití při elektrolytické výrobě kovového hliníku.

S výhodou se zbylá plynná směs, zbývající po přímé desublimaci podílu chloridu hlinitého, s kterou obvykle tvoří hlavně kysličník uhelnatý a kysličník uhličitý spolu s malými .množstvími chlorovodíku, chloridu uhličitého, fosgenu a chloru, získá jako vývod z fluidovaného lože, a podíly této plynné směsi se mohou recyklovat, jak je to žádoucí, jako fluidující plyn do lože částeček chloridu hlinitého. Jinak se může použít jakýkoli vhodný a v podstatě suchý a nereaktivní plyn, jako je dusík, metan, vzduch, kysličník uhličitý a/nebo kysličník uhelnatý k fluidování lože.

Použití zřetelně nízké okolní desublimační nebo kondenzační teploty ve srovnání s teplotou tuhnutí chloridu hlinitého, například 30 až 100 °C, ve srovnání s teplotou 180 °C, jakož i potřásání částeček chloridu hlinitého', nastávající ve fluidovaném loži, má neočekávaně za následek vznik částeček v oblasti výhodné velikosti ve srovnání s oněmi, které vzniknou desublimaci za podstatně vyšší teploty v blízkosti skutečných okolních podmínek teploty tuhnutí chloridu hlinitého, jakož i vznik selektivně tvarovaných částeček s obecně laločnatými tvary, přičemž se tyto částečky vyznačují v podstatě nepřítomností obecně plenárních vnějších povrchů. Protože uvedené tvarování a rozsah velikosti částeček přispívá ke snadné manipulaci pro následující elektrochemické převedení chloridu hlinitého na kovový hliník, je použití desublimačních teplot pod horní hranicí okolních teplot podle zásad vynálezu vysoce výhodné. Takto při prudkém ochla>zení plynného chloridu hlinitého ve fluidovaném loži s teploty asi 150 až 250 °C na teplotu pod 100 °C, a s výhodou na asi 60 °C v jediném stupni nebo kroku se nedal očekávat vznik pohyblivých částeček snadno manipulovatelných, jakož i majících selektivní velikosti a tvarování.

Takto· pečlivou volbou a kontrolou teploty desublimování a za použití fluidovaného lože částeček chloridu hlinitého v kondenzačním pásmu bylo zjištěno, že vznikající částečky selektivních tvarů, a že se velikost částeček ztuženého’ chloridu hlintého dá selektivně kontrolovat. Za nižších teplot v rozmezí specifického rozsahu asi 30 až 100 °C je průměrná velikost částeček desublimovaného produktu obecně menší, než jak je tomu v případě částeček, které se získávají za vyšších teplot v uvedeném rozsahu. V závislosti na zvolené určité teplotě mají získané částečky chloridu hlinitého průměrnou velikost asi od 0,42 do 0,044 mm a hlavně asi 0,140 až 0,044 mm. Pracovní teploty fluidovaného lože pod asi 30 °C jsou neliospodárné a nežádoucí, protože je třeba vynaložit na chladicí prostředky nadbytečné náklady, a nadbytečné množství chloridu titaničitého — pokud je tato látka přítomná, kondenzuje z vývodní ho plynu spolu se zvýšeným množstvím jemného chloridu hlinitého, zatímco· výsledkem použití teplot nad asi 100 °C za uvažovaných pracovních podmínek je nežádoucí stupeň nedokonalé desublimace plynného chloridu hlinitého, a tím i tedy nežádoucí ztráta této látky v plynném vývodu dále, uváží-li se, že část takového plynného vývodu se odděluje, obvykle nepřerušovaným způsobem, ze soustavy k odstranění obtěžujících a/nebo toxických látek, tam obsažených.

Například i za teploty poměrně nízké, asi 90 °C, ve srovnání s teplotou tuhnutí chloridu hlinitého asi 180 °C za tlaku 101 kPa, a 150 °C ve vakuu 50 kPa nedesublimuje určitý podíl plynného chloridu hlinitého, protože podmínky tlaku par ve fluidovaném loži podporují zadržení určitého podílu chloridu hlinitého· v plynném stavu. Z tohoto hlediska vzato, činí tlak par chloridu hlinitého za podmínek okolí ve vakuu asi 50 kPa 1 mm při 100 °C, 0.32 mm při 90 °C a 0,004 mm při Θ0 °C, což potvrzuje nutnost použití kondenzační teploty na spodním konci uvedeného rozmezí 30 až 100 °C, zvláště tehdy, používá-li se nižšího okolního tlaku. Pochopitelně přítomnost dalších těkavých nebo plynných složek, smíšených s chloridem hlinitým, může poněkud modifikovat parciální tlak chloridu hlinitého v systému, a tím i tedy jako kondenzační teplotu.

Podle jednoho· provedení způsobu podle vynálezu se plynný vývod s obsahem plynného chloridu hlinitého zavádí do prostoru s fluidovaným ložem přívodem, udržovaným na teplotě nad kondenzační teplotou chloridu hlinitého za podmínek místnosti, a s výhodou v rozmezí asi 180 až 250 °C. Uvedený přívod je rovněž umístěn tak, že plynný chlorid hlinitý se zavádí do· lože v místě vzdáleném od jakéhokoliv styčného povrchu v jímací nádobě nebo· jímací nádoby, jako by tomu bylo například na chladicích površích apod., aby se tím zabránilo nežádoucí nebo předčasné kondenzaci plynného chloridu hlinitého na fázi kapalnou nebo· pevnou v tomto přívodu a na jakékoli styčné ploše. Taková předčasná kondenzace by vedla brzy ke zhoubné tvorbě okují, a vytvoření vrstveného tvrdého povlaku z pevného chloridu hlinitého na stěnách nádoby, jakož i na jakémkoli chladicím povrchu nádoby, a dokonce i ve vyústění přívodu. Nejen že by to znamenalo ztrátu cenného produktu, ale rovněž by to vedlo k poměrně rychlému ucpání vyústění přívodu, k zatarasení užitečného prostoru nádoby, jakož i k zhoršení izolačních vlastností nutných chladicích povrchů. Podobný nežádoucí nános by se nesnadno odstraňoval, ale bez odstranění takových nánosů by se brzy proje216156 vila nedostatečná výměna tepla, při chlazení, snížil by se užitečný prostor v nádobě, a pravděpodobně by posléze došlo k ucpání vyústění přívodní trubice.

Výše uvedené problémy spojené s prováděním kondenzace poměrně čistého plynného chloridu hlinitého přímo v pevné formě v jediném stupni, se obvykle nevyskytují při kondenzováni jiných materiálů ve fluidovaném loži. Například materiály, jako je anhydrid kyseliny fialové, které se kondenzují ve fiuidovaném loži, jsou podstatně měkké, aby pohybující se částečky fluidovaného leže jun znemožnily jakýkoli styk se stěnami kondenzační nádoby. To znamená, že v daném případu se musí kontrolovat teplota, tlak par a místo desublimace, -aby nedošlo k předčasné a škodlivé kondenzaci plynného chloridu hlinitého do kapalné formy, a aby i na jiných místech, než byly právě popsány, bylo účinně zabráněno aglomeraci částeček lože a jeho případnému selhání, ucpání vyústění přívodu a nános na chladných površích komory. Podobně plynný vývod má obsahovat poměrně čistý chlorid hlinitý, protože pochopitelně jakýkoli podstatnější obsah nečistot, jako je například chlorid hlinitosodný ve fonmě komplexní směsi s chloridem hlinitým, pokud se neodstraní z přiváděné plynné směsi dříve, než se tato dostane k vyústění přívodu, by rychle vedl k ucpání vyústění ve formě nashromážděného· kapalného kondenzátu v důsledku jeho poměrně vyšší kondenzační teploty ve srovnání s poměrně chladným okolím komory.

Ačkoliv normálně nosný plyn s obsahem chloridu hlinitého, který je veden ks kondenzování ve fiuidovaném loži podle vynálezu, je plynným vývodem z chlorační reakce právě popisovaného typu, může být takový nosný plyn plynným vývodem z chloračního postupu jiného typu nebo jiné reakce, nebo se může jednat o nosný plyn s obsahem plynného chloridu hlinitého, pocházející z jakéhokoliv vhodného zdroje, pokud je daný nosný plyn v podstatě prost nežádoucích nečistot, které by ztěžovaly provádění zamýšleného desublimačního stupně.

Jak je to uvedeno na výkresu, plynný vývod s obsahem chloridu hlinitého z chloračního zařízení 1 se vede z výstupu 3 nejprve výměníkem S tepla a čisticím zařízením (zvláště použitelný typ bude popsán ještě dále], a prvním separátorem 7, kde se odstraní unášené částečky a kondenzovatelné těkavé složky, kondenzující nad horní mezí teploty tuhnutí chloridu hlinitého za podmínek okolí.

Separátor 7 prvého stupně může být, je-li to vhodné, svislá filtrační komora, zahrnující dolů směřující vývod 7a v horní části pro odvádění zbývajícího ochlazeného plynného vývodu z této komory, dále hladkou neperforovanou obvodovou postranní stěnu 7b, zakončenou ve sběracím zásobníku 7c, a sloužící pro odstranění oddělených kon10 denzátů. Ve vlastní skříni separátoru 7 je větší počet propustných filtračních členů 13, vhodně z kaménkového nebo· leštěného keramického materiálu.

Zbývající plyn, který má dostatečně vysokou teplotu·, aby nedocházelo ke kondenzování tam obsaženého· chloridu hlinitého za podmínek místnosti, se zavádí přívodním potrubím 16 do fluidovaného lože částeček chloridu hlinitého uvnitř kondenzační komory 4. Kondenzační komora 4 fluidovaného lože 17 obsahuje vstup 12 pro distribuci fluidačniho plynu na dolním konci, přičemž tento plyn se přivádí potrubím 11. Separační podíl 21 obsahuje vhodně propustné filtrační prostředí 23 a výstup 29 pro zbývající plynný podíl na horním konci napojen na výstupní vedení 22 v jeho horní části. Do separačního oddílu 21 je rovněž zahrnuta výpust 24 pro· chlorid hlinitý na skloněné straně nakloněné přepážky 25 pro· rozvádění fluidačniho plynu s perforacemi 20 umístěnými v části, sousedící se dnem kondenzační komory 4 k usměrnění těžších částeček směrem k výstupu, čímž se uskuteční odstranění pevných částeček kondenzovaného chloridu hlinitého. V horních částech znázorněného fluidovanného lože je například umístěn chladič 26 ve formě žebrových hadů pro chlazení vnitřního obsahu a pro udržování teploty v loži v předem stanoveném rozmezí. Vyčištěný zbylý plyn, který se vypouští z předchozího· čisticího zařízení, například z druhého stupně separátoru 13 a obsahující plynný chlorid hlinitý se zavádí do fluidovaného lože v místě, které je vzdáleno od jakýchkoli chlazených žeber a je mimo jakýkoli styk s nějakým povrchem.

Vedení 27 pro· recyklování zbytkového plynného vývodu je zapojeno mezi výstupní vedení 22 tohoto vývodu a mezi vstup 12 pro rozvádění fluidačniho plynu, což dovoluje recyklování a využití části zbývajícího plynného vývodu jako fluidačniho plynu. K tomu účelu je kompresor nebo čerpadlo 19 výhodně vestavěno do výstupního· vedení 22. Jinak se dá nezávislý zdroj fluidačniho· plynu přivádět pomocí přívodního vedení 28 pro fluidačnídože. místo zbylého vývodového plynu, recyklovaného· recyklačním vedením 27,. nebo navíc , k tomuto. Kdekoli se recyklačního vedení 27 používá k dodávání řluidačního plynu do soustavy, takový plyn bude obsahovat hlavně kysličník uhličitý a kysličník uhelnatý, a snad některá zbývající množství . nebo stopy nezreagovaného chloru, chlorovodíku, fosgenu nebo chloridu uhličitého·, pretože to představuje konečný zbytek odpadního plynu z chlorační reakce.. Část. tohoto odpadního· plynu se odvádí potrubím 40 k vymývání, čímž se odstraní škodliviny před vlastním znehodnocením. Používá-li se nezávislý zdroj fluidačního plynu, potom se veškerý podíl odpadního plynu obvykle: odstraňuje vypouštěcím potrubím 40.

Přesněji řečeno·, odpadní plyn, odstraňovaný z uzavřené soustavy vypouštěcím potrubím 40 a obsahující převážně chlor, chlorovodík a fosgen jako škodliviny a toxické složky, se musí čistit, dříve než se takový plyn může vůbec vypustit do atmosféry. Odpadní plyn se může zbavit těchto složek žíravinami, například hydroxidem nebo· uhličitanem sodným atd., a to za použití obvyklých postupů, načež se vypustí do atmosféry. Dále se plyn může spálit v peci s vodíkem, nebo některým jeho zdrojem, jako je methan, za vzniku chlorovodíku z chloru a fosgenu s následujícím promytím takto upraveného plynu dříve než se vypustí ven, nebo se dá využít jakýkoli jiný běžný způsob odstraňování těchto škodlivin a toxických složek z odpadního plynu.

Podle dalšího provedení vynálezu se vstup 30 plynu, obsahujícího plynný chlorid hlinitý, vybaví ohřívačem 31, jimiž se vpouštěný plyn udržuje na zvýšené teplotě, přičemž se v tamto případě může jednat o jakékoli pomocné vyhřívací zařízení, jako je vyhřívání elektrickým odporem, nebo může u jeho vstupu obsahovat tepelně izolující materiál, jako je řemen, kysličník hlinitý, grafit, azbest apod , aby se minimalizovalo, nebo dokonce vůbec odstranilo- předčasné ochlazení a ztekucení nebo ztuhnutí plynného chloridu hlinitého, který tudy prochází, což by vedlo k ucpání přívodu, a to by dále vadilo, nebo jinak škodlivě ovlivňovalo žádaný postup kondenzace nebo desublimace. Tímto způsobem uvažované prostředky pro řízení teploty přívodu plynu mají takov-ou funkci, že dovolují zavádění toku tekutiny, obsahující plynný chlorid hlinitý, v podstatě beze ztráty tepla do vnitřku fluidovaného lože.

Se zřetelem na nutnost vyhnout se předčasnému kondenzování plynného chloridu hlinitého v jiném místě, než je vlastní fluidované lože, za respektování podmínek okolí, zasahuje vyústění vstupu 33 značně do vlastního- fluidovaného lože a je zakončeno v místě vzdáleném od jakýchkoli styčných povrchů, počítaje v to· stěny kondenzační komory a chladič 26. Tímto způsobem, jelikož přiváděný nosič, obsahující plynný chlorid hlinitý, vstupuje do kondenzační komory 4 tak, že se bezprostředně dostává do styku s částečkami vlastního fluidovaného lože, se obsažený chlorid hlinitý tam kondenzuje, aniž má jakoukoli možnost přijít do styku se sousedními povrchy zařízení. V době, kdy směs zbývajícího plynného vývodu a fluidačního plynu vychází z nejvyšší části lože, je obsažený chlorid hlinitý dostatečně přeměněn na pevnou fází v podobě pevných částeček, které nejsou podstatněji strhovány do odváděné plynné směsi a jsou těžké a dostatečně tvrdé, než aby mohly fungovat jako části-cové složky fluidovaného lože v sousedství stěn komory ochlazovacích ústrojí bez nebezpečí, že by se někde ukládaly.

Okolní podmínky v místě kondenzace mají být takové, že tlak par chloridu hlinitého je právě dostatečně nízký pro jeho desublimaci do pevného tvaru, aniž by to způsobovalo jakékoli ukládání zbylého chloridu hlinitého buď v pevné, nebo v kapalné formě na povrchu propustného filtračního prostředí 23 separatoračního oddílu 21.

Postupem podle vynálezu vznikají pevné a laločnaté částečky chloridu hlinitého obecně křivočarého obrysu, které v podstatě obsahují zaoblené laloky, které často -tvoří komplikované povrchové konfigurace.

Jak to nyní bude odborníkům na tomto úseku jasné, liší se obecně laločnatý -charakter tohoto- pro-duktu znatelně cd běžně vyráběného chloridu hlinitého, který je obchodně dostupný. Nejen že se tento n-ový materiál vyznačuje výhodou v tom směru, že se s ním dá jak snadno manipulovat, ale je také volně pohyblivý, avšak postup podle vynálezu činí zbytečným jakékoli drcení nebo rozmělňování, kteréžto postupy jsou vždy spojeny se zanesením nečistot z použitého zařízení, a navíc, cc-ž je ještě důležitější, jakémukoli vystavování vyrobeného chloridu hlinitého působení vzduchu se vždy souvisejícím nebezpečím znečištění produktu vlhkostí, přítomnou ve vzduchu.

No-vý výrobek získaný postupem podle vynálezu má sypnou hmotnost v rozsahu asi 120-0 až 1680 kg/m³, což platí pr-o částečky velikosti v rozsahu od 0,42 mm až 0,053 man. Bylo- nalezeno, že vzorky výrobku mají sypný úhel v rozmezí asi 35° až 4Γ s průměrem asi 38°, za měření v atmosféře suchého dusíku podle „International Standards O-rganization ISO/PC 47 (Secreta-riat 247] 424“ pro měření sypného úhlu kysličníku hlinitého. Při silnějším sferoídním charakteru výrobku se budou takové produkty vyznačovat obvykle nižšími sypnými úhly. Pro opatrnost je třeba konstatovat, že hodn-ota sypného úhlu do velké míry závisí na technice použitého měření, a je zde málo možnosti, pokud je vůbec, pro- standardizování takových technických měření obecně, a požadavek udržet právě tento produkt v okolí, prostém znečištění, dále komplikuje podrobné problémy měření.

Nyní bude popsána desublimace po vyčištění plynného- chloridu hlinitého, vzniklého chlorováním kysličníku hlinitého, znečištěného sodíkem.

Horký plynný vývod z chlorování kysličníku hlinitého, znečištěného sodíkem, z tzv. Mayerova postupu, za přítomnosti uhlíku a v podstatě za nepřítomnosti uhlovodíků, plynů, obsahujících volný vodík, plynu, obsahujícího volný kyslík, jakož i vlhkosti, bude obvykle obsahovat kromě plynného chloridu hlinitého- ještě podíly kysličníků uhlíku, s výhodou převážně kysličník uhličitý, stržené částečky jak pevných, tak i kapalných podílů a kondenzovatelné těkavé složky, počítaje v toru podíly chloridu hliní210156 to-sodného, přeměněné v páry, tj. odpovídající v podstatě obsahu sodných nečistot v kysličníku hlinitém, který byl chlorován.

Podle vynálezu se příkladem horký plynný vývod obecně popisovaného¹ typu po vypuštění z chloračního zařízení 1 výstupem 3 zpočátku ochladí v prvním výměníku 5 tepla na prvou předem stanovenou teplotu v rozmezí asi 200 až 60Ό °C, a s výhodou mezi 250 až 350 °C, což je dostatečně nízko· pod teplotou chlorační reakce, a dobře nad teplotou okolí, kdy obvykle kondenzuje chlorid hlinitý, což je obvykle asi 180 °C podle podmínek okolního tlaku par. Tím se účinně kondenzuje podstatný díl kondenzovatelných složek, počítaje v to· i odpovídající část vytékaného podílu chloridu hlinitosodnéhc·. Tento zpočátku kondenzovaný podíl složek, zahrnující podstatnou část z celkového podílu chloridu hlinito-sodného ve formě komplexní směsi s přítomným chloridem hlinitým spolu s většinou stržených pevných nebo· kapalných částeček se potom oddělí od plynné části v separátoru 7 prvého· stupně. Tato oddělená hmota může představovat podstatný podíl, například až 15 až 25 % hmotnostních chlorovaného kysličníku hlinitého.

Dalším chlazením zbývajícího· plynného· vývodu z oddělování v prvém stupni, například vedením druhým výměníkem 9 tepla se sníží teplota plynného· vývodu na druhou a ještě nižší předem stanovenou teplotu v rozmezí asi 150 až 250 °C. Rozmezí této druhé, předem stanovené teploty, které je stále nad okolní teplotou kondenzování chloridu hlinitého, způsobí kondenzování v podstatě všech zbývajících těkavých složek, které lze kondenzovat nad kondenzační teplotou chloridu hlinitého, tj. v podstatě se zahrnutím zbytku chloridu hlinito-sodného, jako zbývající kondenzovatelné a těkavé složky, a stále bez podstatnějšího kondenzování stále ještě plynného chloridu hlinitého tam obsaženého. Po oddělení produktů kondenzace ve druhém stupni, jakož i jakýchkoli zbývajících stržených částeček z vývodního plynu, nyní ochuzeného, průchodem separátorern ID druhého stupně se získá nyní nečistot zbavený plyn, obsahující v podstatě plynný chlorid hlinitý, který se zavádí do fluidovaného lože 17 částeček chloridu hlinitého·, udržovaného· na třetí a předem stanovené teplotě v rozsahu dobře pod okolní teplotou kondenzování chloridu hlinitého· asi v rozmezí 30° až 100 °C, výhodně v rozmezí asi 60 až 90 °C, a nejvýhodněji v rozsahu 50 až 70 °C; vede to k přímé desublimaci tam obsaženého podílu chloridu hlinitého za vzniku pevné formy, jak je to popsáno výše.

Počáteční a druhý vstupeň chlazení, a s tím související stupeň oddělování se účelně provádějí v podstatě za nepřítomnosti vlhkosti, s výhodou tak, že případně získaný chlorid hlinitý obsahuje celkově pod asi 0,3 procent, a zvláště pod asi 0,1 % hmotnostních sloučeného kyslíku.

Jak to bylo· uvedeno výše, snáze kondenzovatelné složky nebo nečistoty v horkém plynném vývodu z chloračního pásma obsahují podíly chloridu hlinito-sodného, případně ve sloučenině nebo ve formě komplexu s menším přítomným množstvím chloridu hlinitého, jakož i stržené částečky, zahrnující částečky kapalné, jako· je aluminiumoxychlorid a/nebo aluminiumhydroxy chlorid, dále pevné částečky, jako je kysličník hlinitý, uhlík a jejich vzájemné směsi. Podle toho, selektivní, avšak podstatná část z podílu chloridu hlinitosodného se kondenzuje po počátečním ochlazení a oddělí se v separátoru 7 prvého stupně ve tor mě komplexní směsi chloridu hlinito-sodného s chloridem hlinitým spolu s podstatnou částí aluminiumoxychloridu a/nebo aluminiumhydroxychloridu, jakož i s výše zmíněnými nevnými částečkami. V podstatě zDyreK Kondensovatelných těkavých složek ve zbytku zpočátku ochlazeného vývodu plynu se běžně zkondenzuje vlivem dalšího chlazení a tento druhý kondenzovaný zbytek, který může obsahovat zbývající komplexní směs chloridu hlinito-sodného s chloridem hlinitým, jakožto· i jakékoli zbytky pevných či kapalných částeček, jak to bylo uvedeno výše, se •může oddělit dříve, než se izoluje chlorid hlinitý, ze zbylého plynného vývodu.

Ačkoliv mechanismus celého postupu není prozatím zcela jasný, předpokládá se, že těkavý chlorid hlinito-sodný převážně kondenzuje v důsledku selektivního počátečního chlazení horké plynné vývodní směsi, která se získá z chloračního reaktoru tak, že za podmínek okolí se kondenzovaný chlorid hlinito-sodný, více či méně ve formě komplexu s přítomným chloridem hlinitým, jakožto i kapalný aluminiumoxyohlorid a/ /nebo aluminiumhydroxychlorid snadno ukládá na unášených pevných částečkách a do velké míry se usazuje ve formě větších kapek než jinak a lze jej odstranit i před dosažením prostoru pro operativně-fyzikální oddělení v separátoru 7 prvého stupně. Tedy místo toho, aby se usazovaly jako· malé kapičky na oddělovacím prostředí, ukládají se takto kondenzované těkavé kapalné složky a unášené kapalné částečky více či méně na unášených pevných podílech za vzniku větších kapek, které jsou snadno oddělitelné bez nežádoucího zatížení zařízení, použitého· k oddělování.

Zbytek těkavého chloridu hlinito-sodného a jakýchkoli zbytků aluminiumoxychloridu a/nebo aluminiumhydroxychloridu, které jsou ještě přítomny ve zbývajícím plynném vývodu ze separátoru 7 prvého stupně, se potom kondenzuje po ochlazení plynného vývodu ve druhém stupni.

Tyto složky kondenzované v druhém stupni, které budou z velké míry ve formě mlhy nebo zákalu, způsobeného kombinací chlo216156 ridu hlinitosodného, s chloridem hlinitým, s jakékoli zbývající stržené nebo· rozpuštěné pevné podíly, jako· je kysličník hlinitý nebo práškový uhlík, jakož i kapalné podíly, jako je alununiumoxychlorid a/nebo aluminiumhydroxychlorid, se mohou potom oddělit z dále ochlazeného plynného vývodu. Tyto složky mohou být účinně a nepřetržitě oddělovány zjednodušeným způsobem v separátoru IQ druhého· stupně, působícího v podstatě jako odmlžovač, například jako· typ filtru s jemnými póry, v množství, odpovídajícím zbývajícím přítomným nečistotám.

V souvislosti s předchozím je třeba si uvědomit, že podíl chloridu hlinito-sodného, který vykondenzuje a odstraňuje se v prvém a druhém stupni oddělování, obvykle kondenzuje v kapalné formě jako· komplexní směs s menším množstvím přítomného chloridu hlinitého, a taková směs obsahuje spolu, se strženými a v ní rozpuštěnými podíly nejen současně odstraňovaný aluminiumcxychlorid a aluminiumhydroxychlcrid, ale i stopy chloru, fosgenu apod., jakož i kysličník hlinitý, pocházející ze strženého, původně přítomného· práškového kysličníku hlinitého·, nebo vznikající reakcí chloridu hlinitého· s vlhkostí, případně tam přítomnou, přičemž současně vzniká i chlorovodík.

Jak to již bylo uvedeno výše, konečná izolace chloridu hlinitého z vyčištěného· plynného vývodu, obsahujícího ještě chlor, fosgen, kysličník uhelnatý a kysličník uhličitý, se provádí v jediném stupni přímou desublimací ve fluidovaném loži 17 chloridu hlinitého, udržovaném na teplotě v podstatě pod teplotou tuhnutí chloridu hlinitého, což je lože samočinně se doplňujícího typu, poskytující snadno· izolovatelný pevný chlorid hlinitý jako produkt pozoruhodně vysoké čistoty, jakož i ve formě, kdy se s tímto produktem, jinak snadno pohyblivým, dobře manipuluje. Specifičtěji se bude vyznačovat chlorid hlinitý jako· produkt čistotou nejméně 99,3 °/o, a kvantitativně, ekonomicky únosně vyrobený pevný chlorid hlinitý o čistotě nad 99,8 %, se dá snadno· získat použitím postupu podle vynálezu.

Ještě určitěji vyjádřeno dovoluje praktické provádění předmětu vynálezu ekonomickou velkovýrobu pevného chloridu hlinitého, přičemž produkt je v podstatě prost nečistot, jako· je sodík, železo, křemík a titan a vyznačuje se celkovým obsahem netěkavého, včetně vázaného kyslíku pod 0,3 °/o, s výhodou pod 0,1 % a nejvýhodnějí pod asi 0,03 °/o. Takový výrobek, pevný a o vysoké čistotě, se bude vyznačovat distribucí průměrné velikosti částeček v rozmezí asi 0,42 mm až 0,044 mm a převážně asi 0,149 až 0,044 mm, což je zvláště vhodné pro· bezprostřední využití elektrolyzéru na výrobu hliníku, a to pro účinnou elektrochemickou výrobu čistého, kovového hliníku.

Konečná kondenzace chloridu hlinitého se s výhodou provádí v podstatě za nepří16 tomnosti vlhkosti, takže vzniká pevná forma chloridu hlinitého s hmotnostním obsahem méně než 0,5 % volné vody a spojených reakčních produktů vody a chloridu hlinitého. Dále potom se kondenzace s výhodou provádí v podstatě za nepřítomnosti plynu, obsahujícího· volný vodík, plynu, obsahujícího volný kyslík, netěkavých nečistot, za okolních podmínek, dostačujících k tornu, aby pevný chlorid hlinitý, vzniklý kondenzací, obsahoval celkově pod asi 0,3 °/o, a s výhodou pod asi 0,1 % hmotnostních vázaného kyslíku a netěkavých nečistot.

V důsledku kaskádového čištění a postupného desublimačního získávání podle vynálezu se získá jako produkt pevný chlorid hlinitý, o· vysoké čistotě a snadno pohyblivý, obsahující celkem pod asi 0,3 % hmotnostních vázaného kyslíku a netěkavých nečistot, tj. výrobek, který je v podstatě prost nečistot, jako je sodík, železo, křemík a titan, přičemž s výhodou rovněž se vyznačuje distribucí průměrné velikosti částeček v rozmezí asi 0,149 až 0,044 mm.

A opět s odkazem na výkresy, které příkladem schematicky znázorňují provedení některých dnes výhodných zařízení vhodných při praktickém provádění postupu podle vynálezu, může celou sestavu chladicího výměníku 5 tepla vhodně tvořit obvyklý trubkový kotel, kam se zavádí chladicí kapalina, jako· je kapalina „Dowtherm coctant“. Jinak se počáteční chlazení horkého plynného vývohu může provádět zaváděním suchého inertního plynu nebo· pevných částeček chloridu hlinitého dc· přímého styku s horkým plynným vývodem nebo jakýmikoliv jinými vhodnými prostředky.

Filtrační člen 1.3 separátoru 7 prvého stupně a bezprostřední okolí se udržuje na dostatečně vysoké teplotě, například asi 200 až 500 °C, aby se minimalizovalo, ne-li účinně zamezilo kondenzování zbývajících těkavých podílů v plynném vývodu.

Zatíco postup za použití popisovaného systému normálně povede k dalšímu snížení teploty zbývajícího vývodního· plynu, odtud odváděného, lze takové snížení teploty doplnit průchodem zbývajícího vývodu výměníkem S tepla druhého stupně, aby se jeho teplota uvedla na žádanou druhou, předem stanovenou teplotu asi 150 až 250 °C.

Tento· dále ochlazený zbylý plynný vývod se vede do separátoru IQ druhého stupně, kde se další kondenzované podíly chloridu hlinito-sodnéhc· v komplexu s chloridem hlinitým spolu s jakýmikoli zbývajícími nebo rozpuštěnými něho· strženými pevnými látkami, jako je spékaný kysličník hlinitý nebo uhelný prach, a kapalinami, jako je aluminiumoxychlorid a/nebo aluminiumhydroxychlorid, plynule oddělují jako· další nečistoty ze zbylého a nikoli dále chlazeného plynného vývodu, obsahujícího chlorid hlinitý.

Zatímco teplota plynné směsi v separáto216156 ru 10 druhého stupně je dostatečně nízká, aby zajistila kondenzaci v podstatě zbývajících kondenzovatelných složek, a zejména chloridu hlinito-sodného a/nebo· komplexu chloridu hlinito-sodného· s chloridem sodným, například v rozmezí asi 150° až 250 °C, v podstatě se nekondenzuje chlorid hlinitý, protože teplota je stále nad kondenzační teplotou chloridu hlinitého za podmínek okolí. Plynný vývod z druhého· oddělovacího stupně tvoří takto- tedy v podstatě plynný chlorid hlinitý -o vysoké čistotě, v podstatě prostý všech nečistot, jako je chlorid hlinitosodný, aluminiumoxychlorid, aluminiumhydro-xychlorid, kysličník hlinitý a uhlík.

Separátor 10 druhého stupně může obsahovat, je to vhodné, permeabilní filtrační prostředí, jako je kamínkový filtr 15, podobný onomu, který je použit v separátoru 7 prvého stupně.

Výše popisovaný zbývající plynný vývod s obsahem plynného chloridu hlinitého se zavádí do komory s fluidovaným ložem v místě vzdáleném od jakéhokoliv styčného· povrchu v nádobě, aby se tím znemožnilo jakékoli nežádoucí nebo· předčasné kondenzování plynného· chloridu, hlinitého na kapalnou nebo· pevnou fázi ve vyústění přívodu, jakož i jakýchkoli styčných plochách s následujících zhoršením izolačních vlastností povrchů pro výměnu tepla, což by byl důsledek tvrdých částeček pevného chloridu hlinitého· a jeho odolnosti proti oděru.

Podobně se musí kontrolovat teplota, tlak par a místo· desublimace, aby nedošlo k předčasnému a škodlivému kondenzování plynného· chloridu hlinitého v jiném místě, než jak to bylo zde popsáno, aby se tím účinně znemožnilo ucpání vyústění zaváděcí trubice a usazování na chladných površích komory.

Příklad 1

Chlorují se ze zvýšené teploty částečky porézního kysličníku hlinitého, impregnovaného uhlíkem nebo spékaného a získaná plynná reakční směs se zpracovává tak, aby se odstranily unášené pevné i kapalné částečky, jakož i kondenzovatelné těkavé nečistoty, které se kondenzují za vyšší teploty, než je kondenzační teplota chloridu hlinitého za podmínek okolí, takže se tím získává poměrně čistý plynný vývod, obsahující v podstatě pouze chlorid hlinitý, kysličník uhličitý a kysličník uhelnatý, jakož i stopová množství dalších nečistot, například chloru, chlorovodíku, fosgenu, chloridu uhličitého· apc-d.

Tento poměrně čistý plynný vývod se za teploty asi 200 °C vede do desublimační nebo kondenzační komory 4, zakreslené na výkresu, a to pomocí tepelně izolovaného· vstupu 30 rychlostí asi. 24,950 dm³ za hodinu. Kondenzační komora 4 obsahuje přes celou šíři lože asi 40 kg poměrně čistého pevného chloridu hlinitého v částečkách o průměrné velikosti 0,42 mm až 0,149 mm, které jsou udržovány v pohybu průchodem fluidačního plynu, například suchého vzduchu, pomocí přívodního· vedení 28 vzhůru perforacemi 20.

Chladič 26 se chladil proháněním vody o teplotě asi 20 °C za použití chladicích hadů tak, že teplota plynu 200 °C, přiváděného přívodním potrubím 18, se prudce snížila asi na 60 °C na částečkách poměrně čistého chloridu hlinitého ve fluidovaném. loži.

Prudce ochlazený plynný chlorid hlinitý zřejmě tvoří pevná jádra, ze kterých vznikaly větší částečky, a/nebo které se ukládaly na jiných částečkách chloridu hlinitého·, které byly již v loži. Jak vzrůstá velikost částeček chloridu hlinitého·, odstraňují se nepřetržitě z lože pomocí potrubí 16, přičemž průměrná velikost částeček odpovídá výše uvedenému rozložení. Za specifikovaných podmínek nedochází k podstatnějšímu nebo· svízelnému ukládání kondenzovaného chloridu hlinitého buď v tepelně izolovaném vstupu, nebo na jakémkoli jiném styčném povrchu uvnitř kondenzační komory 4, například počítaje v to stěny a chladicí hady.

Odpadní plyn z fluidovaného· lože v kondenzační komoře 4 se vede separačním oddílem 21, a oddělené stržené pevné podíly chloridu hlinitého·, jakož i prach se ihned přímo vrací zpět do lože. Odpadní plyn obsahuje převážně kysličník uhličitý, kysličník uhelnatý a vzduch se stopovými množstvími nezreagovaného· chloru, chlorovodíku, fosgenu, chloridu uhličitého· apod.

Chlorid hlinitý, který se získává jako produkt v množství 33 kg za hodinu výpustí 24 je poměrně jemný, pevný produkt obecně laločnatého a sferoidního charakteru, jak bylo dříve uvedeno, a obsahuje pod asi 0,3 % hmotnostních celkově nečistot charekteru vázaného kyslíku, dále se vyznačuje nízkým obsahem adsorbovaného kysličníku uhličitého a stopovými množstvími fosgenu, a distribuce částeček průměrné velikosti je:

0,42 mm (zadržené) 8%

0,149 mm 22 % propadají 40 % a hustotou asi 1200 až 1680 kg/m³. Příklad 2

Plynný vývod z chlorování spékaného kysličníku hlinitého, znečištěného sodíkem, o teplotě asi 700 °C se vede do potrubí nepřímého výměníku 5 tepla, kam se jako chladicí prostředek vede chladicí činidlo „Dowtherm“ v množství dostačujícím k chlazení plynného vývodu asi na 250 °C. Tento· plynný vývod obsahuje plynný chlorid hlinitý, jakož i kysličník uhličitý a kysličník uhelnatý spolu se strženými prachovými látkami, počítaje v to uhlík i spékaný kysličník hlinitý, jakož i zbylé nečistoty, které byly v původní surovině. Specificky řečeno·, obsahuje plynný vývod celkově pod 0,3 % hmotnostních volného· kyslíku a celkově pod asi 0,5 % hmotnostních volné vody a vázané vody, obsažené v reakčních produktech vody a chloridu hlinitého.

Plynný vývod, ochlazený na 250 °C se poté oddělí od stržených pevných částeček prachu, jakož i tím kondenzovaných těkavých podílů v separátoru 7 prvého stupně. Tyto strhávané pevné a kapalné částečky a kondensované těkavé složky, které se takto oddělují, zahrnují eutektickou směs chloridu hlinito-sodného· a chloridu hlinitého, což je důsledek nečistot povahy sodíku přítomných ve výchozím kysličníku hlinitém, jakož i aluminiumoxychlorid, aluminiu,mydroxychlorid, kysličník hlinitý a uhlík, jakož i stepy chloru, chlorovodíku a fosgenu, přičemž všechny tyto složky se nepřetržitě získávají více či méně ve formě částečně rozpuštěné hmoty. Kondenzované těkavé složky zde jsou ty látky, které vykondenzují v důsledku ochlazení plynného vývodu s chlcrační teploty 250 °C.

Množství této takto získané hmoty může představovat až 17 % hmotnostních, přepočteno na průměrný obsah lože chloračního zařízení a z této hmoty asi 12 % hmotnostních představující sodné nečistoty, přepočteno na kysličník sodný, tj. ve formě eutektické směsi chloridu hlinito-sodného a chloridu hlinitého.

Zbývající vývodní plyn ze separátoru 7 prvního stupně se dále ochladí asi na 200 °C, a vede se do separátoru 10 druhého stupně, kde se odstraní zbývající podíl chloridu hlinito-sodného a chloridu, hlinitého ve formě komplexní směsi, aluminiumoxychlorid a aluminiumhydroxychlorid, a jakékoli případné další zbytky kysličníku hlinitého a uhlíkového prachu a případné stopy chloru, chlorovodíku a fosgenu, pokud jsou tyto látky předchozími okludovány a které se zatím kondenzovaly více čí méně ve formě mlhy. Tyto další nečistoty, přítomné v plynu, počítaje v to kondenzovatelné podíly s vyšší kondenzační teplotou, než jakou má chlorid hlinitý za okolních podmínek, se vhodně odstraní v tomto období tak, že se potrubím 16 vede poměrně čistý konečný plynný vývod, obsahující v podstatě pouze chlorid hlinitý, kysličník uhličitý a kysličník uhelnatý, jakož i stopová množství dalších nečistot, například chloru, chlorovodíku, fosgenu, chloridu uhličitého apod., od kterých se chlorid hlinitý snadno· oddělí.

Tento poměrně čistý plynný vývod o teplotě asi 200 °C se vede do kondenzační komory 4, obsahující fluidované lože 17 pevných částeček poměrně čistého chloridu hlinitého s rozložením průměrné velikosti částeček asi od 0,35 mm do 0,044 mm, viz ještě dále, přičemž lože 17 se udržuje ve fluidním •stavu nejdříve zaváděním fluidačního plynu směrem vzhůru pc· zavedení perforacemi 20.

Lože 17 se ochladí vedením vody chladičem 26, přičemž se zavedený plyn prudce ochladí asi na 60 °C na částečkách čistého chloridu hlinitého, které jsou ve fluidním loži.

Ačkoliv příslušný mechanismus není dnes ještě zcela jasný, prudce ochlazený plynný chlorid hlinitý zřejmě tvoří jádra pevné látky, která narůstají na větší částečky a/nebo se ukládají na jiné pevné částice chloridu hlinitého·, jsou již přítomny v loži. Jak narůstá velikost částeček chloridu hlinitého, odstraňují se nepřetržitě z lože výpustí 24 za distribuce velikosti částeček, jak je níže uvedeno. Poměrná doba prodlení chloridu hlinitého v kondenzačním loži činí asi 2,5 hodin.

Odpadní plyn z fluidovaného lože 17 se vede separačním oddílem 21, čímž se způsobí návrat pevných stržených částeček chloridu hlinitého, jakož i prachu přímo zpět do lože 17. Vyrobený chlorid hlinitý získaný z výpusti 24, je poměrně jemný a sypký pevný desublimační produkt o vysoké čistotě, který v zásadů je prost nečistot povahy sodíku, železa, křemíku a titanu, a který obsahuje celkem méně než asi 0,3 % hmotnostních vázaného kyslíku a netěkavých nečistot, vyznačuje se nízkým obsahem adsorbovaného kysličníku, uhličitého a fosgenu (stopová množství), přičemž distribuce průměrné velikosti částeček je:

+ 48 mesh (0,32 mm] (zadrženo) 1 % — 48 (0,32 mm) až + 80 (0,177 mmj mesh 2 % — 80 (0,177 mm) až + 100 (0,149 mm) mesh 10% — 100 (0,149 mm) až + 200 (0,074 mm) mesh 47 % — 325 mesh (0,044 mm) (prochází) 40% a hustota činí asi 1200 až 1680 kg/m³, což je zvláště vhodné pro použití k výrobě kovového hliníku bez jakékoli další úpravy v elektrolyzéru.

Značka znamená velikost síta, kterou částice procházejí, značka „—“ znamená velikost síta, kterým částice již neprojdou.

Cestou dalších příkladů bylo zjištěno složení dvou dalších vzorků dále uvedeného složení, přičemž kovy jsou nadále uváděny jako odpovídající chloridy:

A: Β:

S1C14	0,008 %	0,008 %
FeCb	0,041 %	0,055 %
TiClí	0,005 %	0,005 %
NaCl	0,02 %	0,03 %
CaCl2	0,000 %	0,004 %
MgCb	0,001 %	0,004 %
ZnCh	0,004 %	0,002 %
CuCl2	0,000	0,000
C0CI3	0,015 %	0,012 %
VCI3	0,0003 %	0,0006 %
MnCh	0,0003 %	0,0004 %
CrCh	0,0015 %	0,003(2) %
BC13	0,006 %	0,001 %
LiCl	0,002 %	0,009 %
NICI2	0,004 %	0,009 %

Netěkavé látky (hlavně kysličníky) ... pod0,035 % AlCb zbytek.

Claims (6)

1. Způsob výroby chloridu hlinitého z plynu, obsahujícího plynný chlorid hlinitý a majícího teplotu 110 až 250 °C, vyznačující se tím, že se desublimuje plynný chlorid hlinitý na samostatně se doplňujícím fluidovaném loži částeček chloridu hlinitého, udržovaném na teplotě pod obvyklou desublimační teplotou chloridu hlinitého v rozmezí 30 až 100 °C a volně pohyblivé částečky chloridu hlinitého se z fluidovaného lože odstraní.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se fluidované lo-že udržuje na teplotě mezi 50 až 70 °C.

3. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že sestává z kondenzační komory (4), která obsahuje lože (17J částeček chloridu hlinitého a je pod tímto ložem (17) opatřena vstupem (12), spojeným se zdrojem fluidačního plyvynálezu nu a uvnitř leže (17) je umístěn chladič (26), v loži (17) je vstup (30), spojený se zdrojem plynného chloridu hlinitého a horní část kondenzační komory (4) je opatřena výstupem (29) pro plyn a její dolní část je opatřena výpustí (24) pro· pevné částečky.

4. Zařízení podle bodu 3, vyznačující se tím, že na vstup (30), spojený se zdrojem plynného chloridu hlinitého, je uvnitř lože (17) napojen ohřívač (31j.

5. Zařízení podle bodu 3 nebo 4, vyznačující se tím, že mezi výstup (29) pro plyn a mezi vstup (12), spojený se zdrojem fluidačního plynu, je zařazeno vedení (27).

6. Zařízení podle kteréhokoliv z bodů 3 až 5, vyznačující se tím, že u výpusti (24) pro pevné částečky je uvnitř kondenzační komory (4) upravena přepážka (2-5), svažující se směrem k této výpusti (24).