DE1592064A1

DE1592064A1 - Verfahren zur Gewinnung von Aluminiumchlorid

Info

Publication number: DE1592064A1
Application number: DE19661592064
Authority: DE
Inventors: Sullivan Robert Emmett; Holderreed Francis Louis
Original assignee: Anaconda Co
Current assignee: Anaconda Co
Priority date: 1965-09-08
Filing date: 1966-09-06
Publication date: 1970-12-17
Also published as: DE1592064B2; GB1104088A; US3406010A; CS152267B2; IL26370A; DE1592064C3; ES330958A1

Description

159206*

Anmelderini Stuttgart« den 2° September 1966 Anaoonda Company P 1476 S/kg

25 Broadway

New York, NoYo₉ USA Verfahren zur Gewinnung von Aluroiniumohlorid

Die Erfindung bezieht sich auf die Abtrennung und Gewinnung von verhältnismäßig reinen Metallsalzen aus unreinen wässrigen Lösungen dieser Salze und betrifft speziell die Gewinnung verhältnismäßig reiner Kristalle von Alumlniumchlorid aus einer wässrigen Lösung, die das Aluminiumchlorid und erhebliche Mengen anderer Metallchloride enthält«

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Dae konventionelle elektrolytisohe Verfahren zur Produktion ▼on metallischem Aluminium aue Aluminiumoxyd erfordert, daß das sur Speisung der elektrolytischen Zellen oder Wannenreihen in diesem Verfahren verwendete Aluminiumoxyd im wesentlichen von Eisen, Chrom und anderen sohädlichen Verunreinigungen frei sein soll. Aluminiumoxyd mit einer für elektrolytieohe Zwecke geeigneten (Jute kann aus Bauxit guter Qualität naob einigen wohlbekannten Verfahren hergestellt werden. Jedoob ' stößt man bei der Herstellung hoohreinen Aluminiumoxydβ auf Schwierigkeiten, wenn das Material, aus dem das Aluminiumoxyd gewonnen werden soll, bedeutende Anteile an Kieselerde, Eisen oder anderen schädlichen Stoffen enthält. Zum Beispiel wurde bereits vorgeschlagen, Ton, den es reichlich gibt, der relativ billig ist und hauptsächlich aus hydrierten Aluminiumsilikaten und verschiedenen anderen Stoffen besteht, als Quelle für Aluminium bei der Herstellung von Aluminiumoxyd, das für elektrolytlache Zwecke geeignet ist, zu verwenden. Aluminium kann aus Ton leicht extrahiert werden, indem der gebrannte Ton mit einer Säure, zum Beispiel mit Salzsäure, ausgelaugt wird, um wasserlösliche Aluminiumsalze zu erhalten, die dann behandelt werden, um ihren Aluminiumgehalt in Aluminiumoxyd zu verwandeinο Jedoch werden bei der Auslaugung auch andere Metalle außer Aluminium gelöst, die in dem Ton enthalten sind»

ÖAD ORIGINAL

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Deshalb ist die so gewonnene saure lauge Bit entsprechenden Anteilen unerwünschter Metallealse, so cum Beispiel mit Elsen-, Chrom-, Kaliium-, HagnesluB-, Titan-, Kaliumchlorid und den Chloriden anderer Metalle verunreinigt, τοη denen dae gewünschte Alumlnlumsals in relatlr reiner Form getrennt werden mufl, wenn daraus ein für elektrolytieohe Wannen geeignetes Aluminiumoxyd hergestellt werden soll. Obgleich beträohtliohe Anstrengungen bei der Entwicklung τοη kommeniell ausführbaren Verfahren sur Trennung und Gewinnung τοη rerhältnism&eig reinen Aluminlumsalsen aus der TerhältnismaJig unreinen eauren auslaugenden Flüssigkeit gemacht wurden· haben sich die meisten der bisher Torgeechlagenen Verfahren aus dem einen oder anderen Grunde als ungeeignet, unwirtschaftlich und unausführbar erwiesen.

Die alumlniumhaltlge saure lauge, die duroh das Behandeln des Tons mit einer Mineralsäure erhalten wurde, kann sum Beispiel eine Menge τοη 10 g pro Liter (g/1) oder sogar mehr Fe₂O₅ enthalten, dae in der auslaugenden Plüsslgkelt in form βineβ wasserlöslichen Eieenealzee, gewöhnlich als Eisen(IIX)-chlorid, vorhanden ist* Biese Eisenmenge übersteigt weit diejenige, die zugelassen werden kann, wenn Aluminiumoxyd für elektrolytische Zwecke_s das im wesentlichen frei τοη Fe₂O,

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sein soll, aue dem Aluminiumgehalt der Flüssigkeit hergestellt werden sollο Ein wesentlicher Teil der unerwünschten Eisensalze kann aus der aluminiumhaltigen sauren Lauge duroh Extrahieren des Eisens mit einem selektiven, wasserunlöslichen organischen Reagens oder Sequestierungsmittel entfernt werden, das für das in der Flüssigkeit vorhandene Eiseneals spesifisoh ist. Obwohl der größte Teil, wenn auch keinesfalls die gesamte Menge des Eisens duroh dieses Extraktioneverfahren aus der lauge entfernt werden kann, bleiben in der aluminiumhaltigen Lauge auch nooh geringe, aber schädliche Mengen anderer Metallsalze, sum Beispiel Chromchlorid, die aus der Flüssigkeit duroh das zuvor erwähnte Extraktionsverfahren nicht entfernt werden können· Sementsprechend ist es notwendig, die aluminium-* haltige Lösung in mancher Weise weiter zu behandeln, um daraus ein relativ reines Aluminiumsalz zu gewinnen, das von anderen Metallsalzen im wesentlichen frei ist und das deshalb vorteilhaft erweise direkt in für elektrolytisohe Zwecke geeignetes Aluminiumoxyd umgewandelt werden kann.

Ein bekanntes Verfahren zur Gewinnung eines relativ reinen, kristallinen Salzproduktes aus einer Lösung, die eine Mischung von Metallsalzen enthält, ist die fraktionierte Kristallisation des gewünschten Salzbestandteiles der Lösung«, Bei diesem bekannten Verfahren wird die salzhaltige Lösung durch Verdampfen

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dee Wassergehaltes der Lösung konzentriert, um aus ihr
Kristalle des gewünschten Salzes, gewöhnlich des in der
Lösung vorherrechenden Salzes, zu fällen» Der so gewonnene kristalline Niederschlag enthält einen verhältnismäßig
kleineren Anteil an den anderen, unerwünschten oder verunreinigenden, in dem System vorhandenen Salze ale die ursprüngliche salzhaltige Lösungο Sie so erhaltenen relativ reinen Salzkristalle werden wieder aufgelöst und ein oder mehrere Male wieder kristallisiert, um das Salzprodukt weiter tu
reinigen« Die Mutterlauge, aus der die zunehmend reineren Salzkristalle gefällt wurden, wird in jedem Falle weggeschüttet, weil sie Ubermässige Mengen der unerwünschten Metallsalze enthältο Obwohl dieses konventionelle fraktionierte Krietallisationsverfahren die Herstellung eines verhältnismäßig reinen Aluminiumsalzes aus einer aluminiumhaltigen, sauren Lauge ermöglicht, ist es jedooh für eine kommerzielle Herstellung von Aluminiumoxyd für elektrolytische Zweoke in
großem Umfange nicht wirtschaftlich, well wiederholte Rekristallisationen des Aluminiumealzes erforderlich sind, die in jedes Falle die Verdampfung oder Wiederverdampfung einer großen Wassermenge verlangen, und well wertvolle Aluminiumsalze verloren gehen, die in der Mutterlauge bleiben, die nach jeden Rekristallisationsschritt fortgeschüttet wird.

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Dae erfindungsgemäße Verfahren zur Trennung und Gewinnung relativ reiner kristalliner Aluminiumsalze aus wäeerlgen Lösungen, die Aluminium und geringe, aber bedeutende Anteile anderer Metallsalze enthalten, ist verwandt mit dem zuvor erwähnten konventionellen Verfahren der fraktionierten Kristallisation, diesem aber sowohl hinsichtlich dee verfahrene· massigen Wirkungsgrades als auoh der Wirtschaftlichkeit der Arbeitsweise bedeutend überlegen. Bei dem erfindungegemäßen Verfahren zur Trennung und Gewinnung hochreiner Aiuminiumealze, insbesondere hoohreinen Aluminiumchloride, aus einer wässrigen Lösung, die Aluminium- und andere Metalleale* enthält, wird die lösung, z.B» eine saure Lauge, die Aluminium und andere Metallchloride enthält, durch Verdampfen von Wasser konzentriert, um eine erste Mutterlauge herzustellen, aus der relativ reine Kristalle von Aluminiumchlorid-Hexahydrat ausfallen» Diese relativ reinen Kristalle werden von der Mutterlauge getrennt und vor der folgenden Behandlung gewonnene Weitere aluminiumohloridhaltige wässrige Speiselösung wird im wesentlichen kontinuierlich der ersten Mutterlauge hinzugefügt, um das daraus ausgeschiedene Aluminiumchlorid-Hexahydrat zu ersetzen, während das Wasser kontinuierlich aus der ersten Mutterlauge verdampft wird, um die Konzentration des Aluminiumchlorids in dieser Lauge in oder leicht über der Konzentration zu halten, bei der die erste Mutterlauge mit Aluminiumchlorid gesättigt ist» Ein Teil der ersten

o/.

0098S1/16U SADORlGfNAt.

Mutterlauge wird zuglelob im wesentlichen kontinuierlich ▼on der Hauptmenge der ersten Mutterlauge abgeführt, so daß die Konzentration der anderen Metallohloride in der Hauptmenge der ersten Mutterlauge unter der Konzentration gehalten wird, bei der ein bedeutender Anteil der anderen Metallohloride kristallisiert und zusammen mit dem Aluainiumohlorid-Hexahydrat, das aus der Hauptmenge der ersten Mutterlaugt ausfällt, abgeschieden wird oder das Aluminiumohlorid-Hexabydrat auf andere Weise verunreinigt.

Der Teil der ersten Mutterlauge, der im wesentlichen kontinuierlich von der Hauptmenge dieser Flüssigkeit abgeführt wird, enthält einen etwas größeren relativen Anteil an unerwünschten oder verunreinigenden Metallchloriden als die ursprüngliche aluminiumchloridhaltige SpeiselOsung. Dieser Teil wird weiter durch Verdampfen einer zusätzlichen Waasermenge behandelt, um eine zweite Mutterlauge zu gewinnen, aus der Kristalle von Aluminiumchlorid-Hexahydrat ausgefällt werden, die mit kleinen, aber bedeutenden Mengen dieser anderen unerwünschten Metallchloride verunreinigt sind. Die verunreinigten, so ausgeschiedenen Kristalle von Aluminiumchlorid-Hexahydrat werden von der zweiten Mutterlauge getrennt und dann mit der aluminiumehloridh,altigen wässrigen iipeiselösung vermischt, die zu der ersten Mutterlauge hinzugefügt wird. Der Teil der ersten Mutterlauge, der im wesentlichen kontinuierlich von der

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Hauptmenge dieser Flüssigkeit abgeführt wird, wird im wesentlichen kontinuierlich eu der «weiten Mutterlauge hinzugefügt, und es wird kontinuierlich aus der zweiten Mutterlauge Wasser verdampft, um die Konzentration des Aluminiumchlorids in dieser Flüssigkeit auf oder leicht über der Konzentration zu halten, bei der die zweite Mutterlauge mit Aluminiumchlorid gesättigt ist. Eine ausreichende Menge der zweiten Mutterlauge wird im wesentlichen kontinuierlich von der Hauptmenge der zweiten Mutterlauge abgeführt, so daß die Konzentration der anderen Metallohloride in der zweiten Mutterlauge unter der Konzentration gehalten wird, bei der das daraus ausgeschiedene Alumlniumchlorid-Hexahydrat einen relativen Anteil an unerwünschten Metallchloriden erhält, der den relativen Anteil dieser Metallohloride in der ursprünglichen aluminiumohlorldhaltigen Speiselösung Überschreitet.

Der Seil der zweiten Mutterlauge, der von ihrem Hauptteil abgeführt wird, kann weggesohUttet werden, zur Rückgewinnung ihres Chlorgehaltes behandelt oder, wenn gewünscht, einer dritten Yerdampfungs- und Kriställlsationsstufe unterworfen werden, die der zweiten Verdampfungs- und Krletalliaatlonsstufe dieses Verfahrens ähnlich 1st. Im letzten Fall ist die Flüsslgkeitsmenge, die von der Hauptmenge der dritten Mutterlauge abgeführt wird, dazu ausreichend, um die Konzentration

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der anderen Metallchloride in der dritten Mutterlauge unter der Konzentration au halten» bei welcher der relative Anteil dieser anderen Metallchloride in dem Kristallsalzprodukt der dritten Verdunstungs- und Rekristallieations-Stufe den relativen Anteil dieser Metallchloride in der ersten Mutterlauge übersteigt» die von der Hauptmenge der ersten Verdunstungs- und Kristallisations-Stufe abgeführt und der zweiten Mutterlauge der zweiten Verdampfungs- und Rekristallisations-Stufe " hinzugefügt wird. Wie zuvor kann der Teil der dritten Mutterlauge, der von dem Hauptteil dieser Mutterlauge in der dritten Verdampfungen und Rekristallisations-Stufe abgeführt wird» fortgeschüttet, zur Rückgewinnung des Chlorwasserstoff- oder Chlorgehaltes behandelt oder in seltenen Fällen noch einer weiteren Verdampfungs- und Kristalliaations-Stufe, die den vorhergehenden Stufen des Verfahrens ähnlich ist» unterworfen wardenο

Es ist ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrene ' zum Abscheiden und Gewinnen eines relativ reinen Aluminiumchlorid-Hexahydratee aus verunreinigten wässrigen Lösungen j dieses Salzes, daß das gewünschte relativ reine Aluminiumsalz

in der ersten Verdampfungen und Krletallisations-Stufe des <

ι Verfahrens ausgeschieden und gewonnen wird anstatt in der j

letzten Kristallisations-Stufe» wie ·■ bei den konventionellen ,

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- ίο ~

fraktionierten Kristallisationsverfahren der Fall ist. Dae bo gewonnene relativ reine Aluminiumealz wird dann vorteilhaft z.B. durch Brennen in Aluminiumoxyd genügender Reinheit umgewandelt; das für die Verwendung bei der elektrolytisches Herstellung von Aluminium geeignet isto Die relativ unreinen Aluminiumsalze, die bei den aufeinanderfolgenden Verdampfungsund Kristallisations-Stufen des Verfahrens ausgefällt und gewonnen werden« werden jeweils wieder an der Stelle in das Verfahren eingeleitet, an der der relative Anteil der verunreinigenden Metallsalze, die in dem Niederschlag vorhanden sind, nicht größer ist als der relative Anteil dieser verunreinigenden Salze in der Salzlösung, die an der genannten Stelle des Verfahrens vorhanden ist. Die aufeinanderfolgenden Verdampfunga- und Kristallisations-Stufen sind in dem erfin™ dungsgemäßen Verfahren in erster Hinsicht zu dem Zwecke vorgesehen, zu gewährleisten, daß eine ausreichende Menge des Aluminiums, das in der ursprünglichen Speiselösung vorhanden ist, letztlich in Form eines relativ reinen Aluminiunsalzes gewonnen wird; um das Verfahren wirtschaftlich und kommerziell ausführbar zu machen₀ Die aufeinanderfolgenden Verdampfungsund Kristallisations-Stufen können mit zunehmend unreineren Salzlösungen durchgeführt werden, bis die Menge der Mutterlauge, die von der Hauptmenge der Mutterlauge in irgend einer der Verdampfungen und Kristalliaations-Stufen abgeführt werden

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OfO

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-11. 159206Λ

muß, um EU verhindern, daß aus der Mutterlauge ein kristallite Produkt abgeschieden wird, dae mehr ale eine gewünschte oder annehmbare Menge von verunreinigenden Salzen enthält, die Menge der verunreinigten aluminiumchloridhaltigen Lösung erreicht, die der Mutterlauge dieser Verdampfungs- und Kristallisationsstufe augeführt wird. Natürlich kann das Verfahren bei einer früheren Kristallisations-Stufe beendet werden, wenn es gewünscht wird.

In diesem Zusammenhang ist es für das erfindungegemäße Verfahren von fundamentaler Bedeutung, daß das Wasser, das In der ursprünglichen aluminiumohloridhaltigen Speiselösung vorhanden ist, nur einmal verdampft wird, obwohl das Verfahren mehrere aufeinanderfolgende Verdampfungs- und Kristallisations-Stufen umfaßt. Anders dargestellt, braucht die gesamte Menge des Wassers, die im Laufe aller Verdampfungs- und Kristallisations-Stufen des vorliegenden Verfahrens verdampft wird, den Anteil des Wassers nicht su überschreiten, der in der anfänglichen Speiee-lösung vorhanden ist. Dieses wichtige Kennet lohen des erfindungegemäßen Verfahrene beruht auf der Tatsache, daß das relativ reine Salsprodukt des ersten Verdampfungs- und Kristallisatione-Stufe nicht wieder in Wasser aufgelöst und dann erneut kristallisiert wird, und auoh auf der Tatsache, daß die relativ unreinen Salzprodukte der nachfolgenden

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Verdampfungs« und Krlstallisations-Stufen in der zu behandelnden, verunreinigten Salzlösung wieder aufgelöst werden., So vermeidet das erflndungsgemäße Verfahren die teuren Verfahrenssohritte und den hohen Brennstoffverbrauch, der dem konventionellen fraktionierten Kristallisation- und Rekrietallisatlonsverfahren eigen 1st, bei dem die Waesermenge, die im Laufe der verschiedenen Verdampfungs-, Rekristallisatlons- und Wiederauflösungsschritte verdampft werden muß, die in der anfänglichen Speiselösung gegenwärtige Wassermenge erheblich, und zwar um das Mehrfache übersteigt» Weiterhin ist ; die Menge des Aluminiumchloridss, das in der konzentrierten • unreinen Mutterlauge vorhanden ist, die von der letzten Vordampfungs- und Kristallisations-Stufe des erfindungsgemäSen Verfahrens* abgeführt und dann fortgeschüttet wird, wesentlich kleiner als die Gesamtmenge an Aluminiumohlorid, die Bit den verschiedenen Mutterlaugen verloren gehen würde, die im Laufe des vergleichbaren konventionellen fraktionierten Rekrietallisationsverfahrens weggeschüttet werden.

Ein weiterer wichtiger Vorteil des vorliegenden Verfahrene besteht darin, daß das Aluminiumsale, das in der ersten Verdampfungs- und Kristallisations-Stufe des Verfahrene gewonnen wird, von jedem gewünschten Reinheitsgrad la Bereich von chemischer Reinheit (CP or reagent grade purity) bis eu einer Reinheit des Aluminiumchloride (oder Aluminiumoxyds) sein kann,

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bei der das Aluminiumchlorid (oder Aluminlumoxyd) nur etwa· weniger mit fremden Salzen verunreinigt ist als das Aluminiunohlorid der ursprünglichen Speiselösung» Dementsprechend wird bei einer wichtigen Abwandlung tee erfindungsgemäßen Verfahrene eine kleine Menge oder ein kleiner Seitenetrom der ursprüngliohen aluminiumchloridhaltigen Speiaelöaung von den Hauptstrcn der Speieelösung abgelenkt und dieser Seitenstrom einer voraus- , gehenden Verdampfungs- und Krietallisations-Stufe unterworfene in deren Verlauf im wesentlichen vollständig reines Aluminiumehlorid-Hexabydrat ausgefällt und gewonnen wird, aus welchen Niederschlag dann chemisch reines Aluminiumoxyd gewonnen werden kann» Es ist offensichtlich, daß eine große Menge an Flüssigkeit von der Hauptmenge der Seitenstrom-Mutterlauge während der vorausgehenden Verdampfunga- und Kristallisations-Stufe abgeführt werden muß, um ein derart hochreines SaIs su erhalten, Diese relativ große Menge an abgeleiteter Flüssigkeit Wird direkt der Vorrichtung sur Ausführung der ersten Verdampf ungs- und Krlstallisations-Stufe des Verfahrene gleichzeitig mit dem Best des Hauptstrome der aluminiumchloridhaltigen Speiselösung zugeführt.

Obwohl das neue erfindungsgemäße Verfahren speziell dafür entwiskelt wurde, relativ reines Alunlniunohlorid aus wässrigen Lösungen ab&uschelden und su gewinnen« dit Aluainiuae.-blorid und andere Metallchloride enthält, wie Eisenchlorid,

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-H-

Cbromohlorid Uodgl., let ββ offensichtlich, daß dee Verfahren dazu Terwendet werden kann, in kristalliner Fora ein relativ reines Salz aue einer beliebigen wässrigen Löeung abzuscheiden und zu gewinnen, die Mischungen von Salzen enthält, die durch eine konventionelle fraktionierte Kristallisation getrennt werden können_o Wenn Überdies die

. wässrige Lösung eine Mischung von drei oder mehr Salzen umfaßt, die ein Anion gemeinsam haben, und aus der Lösung eines der Salze, gewöhnlich das in der Mischung vorherrschende Salz, im wesentlichen frei von den anderen in der Lösung enthaltenen Metallsalzen gewonnen werden eoll_s wird eins der unerwünschten Metalle, gewöhnlich aber nicht notwendigerweise das Metall, dessen Gegenwart in dem gereinigten Salz am wenigsten erwünscht ist, als die Verunreinigung ausgewählt, deren Konzentration in der MutterflUssigkeit die Menge der Flüssigkeit steuert, die von ihr in der ersten

' (und folgenden) Verdampf ungs- und Kristallieations-Stufe kontinuierlich abgeführt werden muß, um den Aufbau einer Konzentration der zur Steuerung dienenden Verunreinigung in der Mutterlauge zu verhindern, die über den Maximum liegt, das die Gewinnung eines im wesentlichen reinen kristallinen Salzproduktes der Lauge erlaubt. Wenn es zum Beispiel gewünscht ist, im wesentlichen reine Kristalle aus Aluminiumchlorld-Hexahydrat aus einer wässrigen Löeung

boiiei/ieu

su gewinnen, die Aluminiumohlorld und geringe Anteile an Eleen(IXI)- und Chrom(III)chlorid enthält, kann entweder die Konsentration der Mutterlauge an Eieen(III)Chlorid oder ihre Konsentration an Chroa(III)Chlorid ale Steuerfaktor bei der BeStimmung der Menge an Mutterlauge verwendet werden, die kontinuierlich abgeführt werden nuß, um die Konzentration der verunreinigenden Metallealse in der Mutterlauge unter des Maximum su halten, das die Gewinnung dee gewünschten reinen Aluminiumohlorld-Hexahydrat bewirkt. Weil das Chrom möglicherweise das störsndere der beiden unerwünschten Metallealse in dem gegebenen hypothetischen Beispiel ist, sollte vorsugsweise das Chrom als die steuernde Verunreinigung bei der Bestimmung der von der Mutterlauge absufUhranden Plüsslgkeitsmenge verwendet wordene

Als Beispiel für Jie Verwendung von Chrom als steuernde Verunreinigung bei der Produktion von Aluminiumoxyd für elektrolytisohe Zwecke nach dem erfindungsgemäfien Verfahren kann eine typieche saure Lauge, die durch Auflösen gebrannten Georgia-Tone in Salzsäure erhalten wird, ungefähr 80,0 g/l an Al₂O₅ und ungefähr 0,02 g/l an Cr₂O,, die in der lösung in Form von Aluminiumchlorid und Chrom(III)chlorld vorliegen, zusammen mit einer Vielzahl von anderen Metallchloriden enthalten ο Wenn die Menge an Mutterlauge, die in der ersten

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Verdampfunga- und Krietallisatione-Stufe dee Verfahrens abgeführt wird, eo groß iet, daß die Konzentration an Cr₂O,, dae in der Form von Chrom(III)chlorid vorliegt, in der ersten Mutterlauge etwa 0,25 g/\ nicht übersteigt₉ wird daa Aluminiumchlorid, dae bei dieser Verdampfungs- und Kristallisations-Stufe ausfällt und gewonnen wird, nicht mehr als etwa 0,002 Gew.^ an Or₂O, enthalten. Auch alle anderen Metallverunreftnigungen, die in dem SaIs vorhanden sind, werden unter dem maximal zulässigen Anteil an diesen Metallen liegen, der vorhanden sein darf, wenn Aluminiumoxyd in elektrolytischer Güte aus dem Salz hergestellt werden soll. Dieses Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die folgende Tabelle veranschaulicht, in der die Analyse einer typischen sauren Lauge mit der Analyse des Aluminiumoxyde fUr elektrolytische Zwecke verglichen wird, das letztlich aus der Lauge unter Steuerung ihres Chromgehaltes naoh dem erfindungsgemäßen hergestellt wurde.

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	- 17 -	1592064	Analyse	99,5+
		Saure Mutterlauge Gebranntes Produkt (λ/1) (Gewotf)	0,0023
Bestandteil.	80,0	0,005
Al₂O₃	0,019	0,001
Cr₂O₃	0,04	0,030
Pe₂O₃	0,024	0,05
TiO₂	0,28	0,014
CaO	0,036	0,01
MgO	0,031	0,01
SiO₂	0,46	0,015
Na₂O	0,21	0,008
κ₂ο	0,017	0,0028
P₂O₅	0,041	0,0023
V₂O₅	0,006	0,0016
NiO	0,015	0,0008
MnO	0,012	0,002
B₂O₃	0,009	0,002
CuO	0,09
ZnO	0,021

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BAD ORIGINAL

Die in der Tabelle genannten Beatandteile waren in der Flüssigkeit in Form ibrer entsprechenden Chloride vorhanden; Jedoch wird in allen Versuchen ihre äquivalente Oxydaenge angegeben.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen das erfindungegenäßen Verfahrens ergeben sich.aus der folgenden Beschreibung von Beispielen in Verbindung mit der Zeichnung.'

Es zeigen:

Figo 1 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der grundsät ellchen Sobritte und Stufen dee orfindungsgemäßen Verfahrens,

Figo 2 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung einer

Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens« bei der ein kleiner Teil der Speiselösung, der in den ersten Verdanpfungs-Kristallieator eingeführt wird, zuvor in einer vorausgehenden Verdampfungen und Krietalliaations-Stufe behandelt wird,

Pig. 3 eine graphische Sarstellung der Gleichgewiohteverhältnlsse zwischen dem Eisengehalt der Mutterlauge And den Eisengehalt des daraus ausgeschiedenen Salats und

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~ 19 -

Fig. 4 eine graphische Darstellung der Gleichgewichts«

Verhältnisse zwischen dem Chromgehalt der Mutterlauge und den Chromgehalt des daraus ausgeschiedenen SalBea.

Der Einfachheit halber wird die Ausführung dee erfindungsgemäßen Verfahrebs suerst in Verbindung mit der Abscheidung und Gewinnung relativ reiner Kristalle von Aluminiumchlorid-Hexahydrat aus einer Lösung beschrieben, die einen erhebliohen Anteil an gelösten Aluminiumehlorid und einen geringeren Anteil an gelöetem Eieen(III)Chlorid enthält, obwohl es «ich vereteht, daß das, was in Hinsicht auf die Abtrennung von Aluminiumehlorid aus dieser Lösung gesagt wird, in gleioher Weise für die Abtrennung und Gewinnung irgend eines Salses gilt, das einer Gewinnung in reiner Form durch fraktionierte Kristallisation von verunreinigten Lösungen dieses Salses zugänglich ist und insbesondere für die Abtrennung von Aluminiumchlorid-Hexahydrat aus sauren Laugen, di» einen relativ großen Anteil von Aluminiumehlorid neben kleineren Anteilen einer Vielzahl anderer Metallchloride enthält.

Die Menge oder der relatire Anteil an Eieen(III)Chlorid, das in dem Aluminiumchlorid-Hexahydrat enthalten ist, das aus einer gesättigten wässrigen Lösung oder Mutterlauge

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BAD ORIGINAL

von Aluminiumohlorid auefällt, hängt in weitem Maße von der Menge oder dem relativen Anteil an Eisen(lll)chlorld ab, die bzw. der in der Mutterflüssigkeit vorhanden ieto Diese Beziehung zwischen der Menge an Eieen(III)ohlorid in der Mutterlauge und der Menge an Eiaen(III)chlorid in dem daraue gewonnenen Salz let in Figo 3 der Zeichnung graphisch dargestellt» Wenn es beispielsweise erwünscht ist, daß das Aluminium-Hexahydrat, das aue der Mutterlauge ausgeschieden wird, nicht mehr als 0,03 Oew.jt an Fe₂O, enthält, so sollte nicht erlaubt werden, daß die Konzentration an Eieen(III)Chlorid in der Mutterlauge 5 g/l an Fe₂O₅ übersteigt. Wenn ähnlich gewünscht wird, daß das Alumlnlumchlorid-Hexahydrat nicht mehr als etwa 0,3 Gew,£ an Fe₂O, enthält, eollte die Mutterlauge, aus der das Salz abgeschieden wird, nicht mehr ale ungefähr 48 g/l an Fe₂O, enthalten. Wenn weiterhin zum Zwecke der vorliegenden Diskussion angenommen _; wird, daß die Speiselösung, die in die erste Verdampfungs- ) und Krlstallisatlons-Stufe des erfindungsgemäfien Verfahrens eingeführt wird, ungefähr 80 g/l an Aluminiumoxyd, das in der Lusung als Aluminiumchlorid vorliegt und ungefähr 0,4 g/l an Eleen(III)-oxyd, das in der Lösung als Eisen(III)-chlorld vorliegt und in der ersten Verdampfungs- und Krietallieations-Stufe des Verfahrens ein hochreines kristallines

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Salz hergestellt werden soll,, das wenigstens 99» 5 Gew_o?» Aluminiumehlorid-Hexahydrat und niobt mehr als ungefähr 0,06 (Jewο56 an Eieen(IIl)-chlorid enthält, so sollte naoh unseren Feststellungen die Konzentration an Eisen in der Mutterlauge der ersten Verdampfungs- und Kristallisations-Stufe ₉ die von einer gesättigten Lösung von Aluminiumchlorid gebildet wird, die ungefähr 160 g/l an AlgOj in Form von AlCl, enthält, nioht höher sein als etwa 5 g/l an Pe₂O,, das als Eisen(III)-chlorid gegenwärtig ist. Wenn die Konzentration von Eisen in dem ersten Verdampfungs-Kristallisator auf oder unter 5 g/l an Fe₂O, in Form von FeCl, gehalten werden soll, müssen auf je 100 Liter frischer, zugeführter Speiselösung etwa 8,5 Liter der Mutterflüssigkeit aus dem ersten Verdampfungs-Kristallisator abgeführt werden« Wenn die Speiselösung, die ungefähr 80 g/l an Al₂O, enthält, mehr als die zuvor erwähnten 0,4 g/l an Fe₂O, in Form von FeCl, enthalten sollte, müßte eine entsprechend größere Menge von Mutterlauge von dem ereten Verdampfungs-Kristallisator abgeführt werden, um die Konzentration des Eisens in der ersten Mutterlauge unter den zuerst erwähnten 5 g/l an Fe₂O, in Form von PeCl₅ Eu halten. Wenn die Konzentration von Eisen in der zuvor erwähnten Speiseflüssigkeit etwa 2,5 g/l an Fe₂O, erreicht, nähert eich die Menge an Mutterflüssigkeit, die

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cd -

abgeführt werden muß, 10054, und das Verfahren ist nunmehr unter den gegebenen Bedingungen für die Zusammensetzung der Speiselösung und für die Produktreinheit offensichtlich unausführbar geworden«

Wie aus dem Diagramm nach Figo 1 ersichtlich, wird die wässrige Speiselösung, die die oben genannte Mischung von Aluminium-Chlorid an Eisen(III)~chlorid enthält, in einem Kessel 10 aufbewahrt, aus dem die Speiselösung im wesentlichen kontinuierlich in einer im wesentlichen gleichbleibenden Menge in den ersten Verdampfungs-Kristallisator 11 eingeführt wirdο Sie Speiselösung wird in dem ersten Verdampfungs-Kristallisator durch Verdampfen des Wassere konzentriert, um eine erste Mutterlauge zu bilden, die aus einer gesättigten Lösung von Aluminiumchlorid besteht, aus der die gewünschten und relativ reinen Kristalle von Aluminiumchlorid-Hexahydrat ausgefällt werden. Die relativ reinen Kristalle von Aluminiumohlorid-Hexahydrat werden aus dem ersten Verdampfungs-Kristallisator in Fora eines Breies entfernt und von der sie begleitenden Mutterlauge in einem geeigneten Abscheider 12, z.B. einer Zentrifuge, einem Filter od.dgl. abgetrennt. Me Mutterlauge, die aus dem ersten kristallinen Salzprodukt getrennt wurde, wird su dem ersten Verdampfungs-Krlatallisator 11 zurückgeführt. Die hochreinen Kristalle von Aluainiumchlorid-Hexahydrat werden gewaschen und für den weiteren Gebrauch aufbewahrt.

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FrlBOhe alumlniumchloridhaltige Speiselösung wird im weeentlichen kontinuierlich au der Mutterlauge in de» Verdampfungs-Kristallisator 11 hinzugefügt, um das auegefüllte und entfernte Aluminiumchlorid-Hexahydrat wieder zu ersetzen. Weil daa Wasser der Mutterlauge kontinuierlich verdampft wird, um die Konsentration des Aluminiumchloride in der Flüssigkeit auf oder leicht über der Konzentration su halten, bei der die Mutterlauge mit Aluminiumchlorid gesättigt iet_t wird die Konsentration des Eieen(III)-chloride in der Mutterlauge auf einen anannehmbar hohen Wert ansteigen; wenn nicht eine beträchtliche Menge an Mutterlauge vr>n der in dem ersten Verdampfungs-Krietallieator 11 enthaltenen Hauptmenge der Flüssigkeit im wesentlichen kontinuierlich abgeführt wird. Wie zuvor beschrieben» ist der Anteil an Mutterlauge, der von dem ersten Verdampfungs-Kristallisator 11 abgeführt wird, so groß, daß die Konzentration des Eieen(lII)-chlorids in dem ersten &rietallisator unter der Konzentration gehalten wird, bei der ein wesentlicher Anteil dee £isen(IIX)-chlorid susammen mit dem gewünschten hochreinen Aluminiumchlorid dieser ersten Verdampfungsund Kristallisations-Stufe ausfällt, physikalisch davon eingefangen wird oder das hochreine Produkt in anderer Weise verunreinigte Es wurde beispielsweise gefunden, daß ungefähr

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8,5 Liter konzentrierter Mutterlauge von dem ersten Verdampf unga-Krietallieator 11 auf je 100 Liter frisch zugeführt er Speiselusung abgeführt werden müssen, wenn die Speiselusung ungefähr 80 g/l von Al₂O^ (gegenwärtig als AlCl,) und ungefähr 0,4 g/l von Fe₂O, (gegenwärtig als enthält, um die Zunahme von Eisen(III)-chlorid in der ersten Mutterlauge über die Konzentration zu verhindern, bei der noch ein kristallines Aluminiumchlorid-Hexahydrat mit der gewünschten hohen Reinheit erzielt werden kann, d.h. über ungefähr 5 g/l an Pe₂O,, das als Eisen(III)-ohlorid vorhanden ist.

Die Mutterlauge, die von den ersten Verdampfungs-Kristallisator 11 abgeführt wird, wird gefiltert, zentrifugiert oder auf andere Weise behandelt, ua ausgefallenes AlCl,·6H₂O und andere feste Stoffe abzuscheiden, und es wird die geklärte Flüssigkeit dann in einen zweiten Verdampfungs-Kristallisator 14 eingeführt, in dem eine weitere Wassermenge verdampft und eine weitere Menge von Aluminiumchlorid-Hexahydrat ausgefällt wird. Da das Wasser ständig aus der Mutterlauge des zweiten Verdampfungs-Krietallisators 14 verdampft wird, ist es offensichtlich, daß das kristalline Produkt der zweiten Verdampfungs- und Kristallisations-Stufe des erfindungpgeaäflen

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Verfahrens mit einer kleinen, aber trotzdem wesentlich größeren Menge, an Elsen(lII)-ohlorld verunreinigt ist als das kristalline Produkt der ersten Verdampfung- und Kristallisations-Stufe ο Es 1st jedooh bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung von fundamentaler Bedeutung, daß der relative Anteil von Eisen(IIl)-chlorid zu Aluminium-Chlorid in dem kristallinen Produkt der zweiten Verdampfungsund Kristallisations-Stufe nicht größer und vorzugsweise kleiner als der relative Anteil an Eisen(III)-ohlorid su Aluminiumchlorid in der aluminiumobloridbaltigen Speiselösung ist, die in den ersten Verdampfungs-Xristallisator eingeführt wirdo Dementsprechend ist es wie im Falle der ersten Verdampfungs- und Kristallisations-Stufe des Verfahrens wieder notwendig, daß eine erhebliche Menge von der in dem zweiten Verdampfungs-Kristallisator 14 enthaltenen Mutterlauge im wesentlichen kontinuierlich abgeführt wird, um zu verhindern, daß der Gehalt an Eisen(lll)-ohlorid in der Mutterlauge auf einen solchen Wert ansteigt, daß das kristalline Salzprodukt mit einem Anteil an Eisen(III)-chlorid verunreinigt wird, der über dem Anteil an Eisen(III)-ohlorid in der ursprünglichen Spelselösung liegt. In den vorliegenden Pail wurde beispielsweise festgestellt, daß dann, wenn die Mutterlauge in dem zweiten Verdampfunge-Irietallieator 14 nicht mehr ala etwa 65 g/l an

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(gegenwärtig als PeCl,) enthält, das kristalline Salzprodukt, das daraus ausfällt, noch etwas weniger Eisen(IIl)-Chlorid enthalten wird als anteilmäßig in der Speiselösung vorhanden ist, die zu dem ersten Verdampfungs-Krietalliaator 11 zugeführt wirdo Es wurde weiterhin festgestellt, daß die Konzentration des Eisen(IIl)-chlorids in der Mutterlauge des zweiten Verdampfungs-Kristallisators unter der maximal zulässigen Konzentration gehalten wird ^ die zu einem Kristallprodukt mit einem annehmbaren Gehalt an Eisen(III)-chlorid führt, wenn für je 100 1 aluminiumchloridhaltige Speiselösung, die dem ersten Verdampfungs-Kristallisator 11 zugeführt werden, ungefähr 2,5 Liter der konzentrierten Mutterlauge von dem zweiten Verdampfungs-Kristallisator 14 abgeführt werden«

Weil das kristalline Produkt, das in der zweiten Verdampfungsund Kristallisations-Stufe gewonnen wird, keinen größeren Anteil an Verunreinigungen enthält als die ursprüngliche Speiselösung, die dem ersten Verdampfungs-Kristallisator 11 zugeführt wird, kann dieses verunreinigte Aluminiuacbloridprodukt am Anfang des Verfahrene wieder eingesetzt werden, wo es direkt mit der wässrigen Speiselöeung gemischt werden

kann, ohne die gewünscht hohe Reinheit des Aluminiumchloride der ersten Verdampfungs- und Kristallisations-Stufe nachteilig

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beeinflussen, Dementsprechend wird dae unreine kristalline Produkt, das dem zweiten Verdampfungs-Krlstallisator entnommen wird, von der begleitenden Mutterlauge in einem geeigneten Abscheider 1$ getrennt und es wird dann die abgetrennte Mutterlauge zu dem zweiten Verdampfungs-Kristallieator 14 zurückgeführt, während das unreine, Aluminlumohlorid-Hexahydrat enthaltende kristalline Produkt gewaschen und dann zu dem Anfang des Verfahrens zurückgeführt wird, wie es in Flg. 1 der Zeichnung dargestellt ist.

Der Anteil der konzentrierten Mutterlauge, der τοη des swtittn Verdampfungs-KriBtallieator 14 abgeführt wird, kann fortgeworfen werden, wenn der darin noch enthaltene Anteil an Alumlniumohlorld nicht ao groß ist, daß der dadurch bedingt· Verlust an Aluminium den Prozeß unwirtschaftlich macht. lach Wunsch kann der abgeführte Anteil aber auch noch in einer weiteren Verdampfungs- und Kristalllsatlons-Stufe behandelt werden, um der Lauge eine zusätzliche Menge ihres Alualnlumgehaltes zu entziehen. Vorteilhaft wird die von dem zweiten V«rdampfunge-Kristallieator abgeführte Mutterflüssigkeit, wenn sie nicht wie im folgenden beschrieben,· in einen dritten Verdampfungs-Kristalliaator eingeführt wird, zur Gewinnung ihres Chlorgehaltes, insbesondere in Form von Salzsäure, behandelt» Das übrig bleibende Material wird dann fortge<r worfen.

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Andernfalls wird die von dem zweiten Verdampfungs-Kristallisator H abgeführte Mutterlauge einem weiteren Verdampfungsaohritt in einem dritten Verdampftnge-Kristallisator 17 unterworfen. Wenn die aluminiumchloridhaltige Lösung einem dritten Verdampfunge-Kristallisationsschritt unterworfen wird» sollte die Konzentration der Verunreinigungen der so erhaltenen dritten Mutterlauge in der zuvor beschriebenen Art und Weise ^ derart gesteuert werden? daß das kristalline Salzprodukt, das dem dritten Verdampfungs-Kriatallisator 17 entnommen wird, keinen größeren Anteil an Eieen(III)-chlorid oder anderen verunreinigenden Salzen im Verhältnis zum Aluminiumchlorid aufweisen als derjenige Teil der Lauge, der aus dem ersten Verdampfunga-Kristallisator 11 abgeführt und in den : zweiten Verdampfungs-Kristallisator H eingeführt wird. Das j kristalline Salzprodukt wird dem dritten Verdampfungs-Kristal-

lisator in Form eines Breies entnommene Die festen Bestand» j
j teile dieses Breies werden von der flüssigen Phase in einem

* Abscheider 18 in der zuvor beschriebenen Weise getrennt. Die flüssige Phase wird zu dem dritten Yerdampfungs-Kristallisator 17 zurUokgeführt, während die verunreinigten AlCl,°6H₂O j Kristalle gewaschen und dann dem zweiten Verdampfunge-Kristallisator 14 zugeführt werden$ wie es durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Mutterlauge, die von dem

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dritten Verdampfungs-Kristallisator abgeführt wird, wird entweder fortgeschüttet, vorzugsweise nachdem sie zur Gewinnung ihres Chlorwasserstoffgehaltes behandelt wurde, oder wie im Falle der vorhergehenden abgeführten Flüssigkeiten einer vierten Verdampfungs- und Kristallisations-Stufe unterworfene

Die Mutterlauge in jedem der Verdampfungs-Kristallisatoren bildet eine gesättigte Lösung von Aluminiumchlorid, in der sich eine beachtliche Menge kristallinen Aluminiumchlorid-Hexahydrats in Suspension befindete Die Mutterlauge, die aus jedem der Verdampfungs-Kristallisatoren abgeführt wird, muß daher behandelt werden, um sie durch Filtrieren ododgl. Maßnahmen von kristallinen Ausscheidungen und anderen darin suspendierten festen Stoffen im wesentlichen frei zu machen, bevor sie in den folgenden Verdampfungs-Kristallisator des Verfahrens eingeführt wird. Nach Fig. 1 der Zeichnung wird der Teil der Mutterlauge, die von jedem der Verdampfungs-Kristallisatoren erfindungsgemäß abgeführt wird, direkt in den folgenden Verdampfungs-Kristallisator eingeführt» Deshalb muß das Rohr oder die Leitung, die zwei Verdampfungs-Kristallisatoren verbindet, in an sich bekannter Weise mit Filternder Siebmitteln versehen sein« Bei einer weiteren Ausfifjätingeart der Erfindung, die in Fig. 2 veranschaulicht ist,

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wird ein Teil der geklärten, aus den Abscheidern 12 und 15 stammenden Mutterlauge, die normalerweise in den Verdampfungs-Kristallisator zurückgeführt wird, dem der Abscheider zugeordnet let, statt dessen dem folgenden Verdampfungs-Kristallisator zugeführt und stellt die Speiselösung für diese Stufe des Verfahrens dar.

Bei der in Figo 2 veranschaulichten Modifikation des erfin-" dungsgemäßen Verfahrehe wird ein kleiner Teil der Speiselösung, die in den ersten Verdampfungs-Kristallisator 11 eingeführt wird» von dem Hauptstrom der Speiselösung abgezweigt und einer vorausgehenden Verdampfungs- und Krietallieations-Stufe in einem vorgesetzten Verdaapfunge-Kristallisator 20 unterworfen, um eine kleine Menge von Aluminiumohlorid-Hexahydrat zu erzeugen, aus dem chemisch reines, als Eeagenz geeignetes Aluminiumoxyd produziert werden kann. , Die vorausgehende Verdampfungs- und Kriatallisations-Stufe ) dieser Ausführungsart des Verfahrens wird im wesentlichen in derselben Weise ausgeführt wie die Verdampfungs- und Kristalliaations-Stufen, die zuvor beschrieben wurden. Um das gewünschte, extrem reine Salz zu erzeugen, wird jedoch , die Konzentration der verunreinigenden Metallsalze, d.h. der anderen Metallsalze ausser Aluniniumchlorid, in der Mutterlauge auf einem möglichst kleinen Wert gehalten und In d<t&

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Verdampfungs-Krlstallieator 20 dieser Vorstufe nur ein kleiner Anteil von dem Aluminiumohloridgehalt aus der Mutterlauge abgeschieden, so daß als Folge dieser Maßnahmen praktisch keines der Terunreinigenden Metallsalse, die in der Flüssigkeit vorhanden sind, susammen mit dem Aluminiumchlorid-Kexahydrat ausfallen. Um die Zunahme der verunreinigenden Metallsalze in der Mutterlauge auf einen Wert iu verhindern; der eine Verunreinigung des ausgefallenen Aluminiumohlorld-Hexahydrates bewirken würde, ist die Menge der Mutterlauge, die von dem Verdampf ungs-Krlstallisator der Vorstufe abgeleitet wird, relativ hoch. Es ist auch ratsam, die Gesamtmenge der aus dem Verdunstungs-Krlstallisator der Vorstufe abgeführten Flüssigkeit dem Abscheider 21 «umführen, in dem der reine Viederschlag aus Aluminlumohlorid-Hexahydrat abgetrennt wird. Das hochreine Aluainlumchlorid-Hexahydrat, das aus dem Abscheider 21 gewonnen wurde, wird sorgfältig gewaschen, um alle mitgeschleppte Mutterlauge su entfernen. Dann wird das resultierende kristalline Salsprodukt getrocknet I { und vorteilhaft in chemisch reines Aluminiumoxyd umgesetst. Die von festen Stoffen freie, aus der Vorstufe abgeleitete j Flüssigkeit wird von dem Absoheider21 su dem Hauptstrom der Speieelb'eung zurückgeführt, der in den ersten Verdampfungs-Krlstallieator 11 des vorher beschriebenen Systems eingeführt j wird. Die wiedervereinigte Speiselusung wird nun der Verdampfung und Kristallisation unterworfen, mm ein relativ

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reines Aluminiumsalζ zu gewinnen, das in Aluminiumoxyd mit einer für elektrolytische Zwecke ausreichenden Güte umsetzbar ist.

Das folgende weitere Beispiel für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht die Herstellung eines relativ reinen Aluminiumohlorid-Hexahydrats, das sich für die Umsetzung in Aluminiumoxyd mit der für elektrolytisohe Zwecke geforderten Qualität eignet, auf der Basis einer Steuerung des Chromgehaltes (ausgedrückt als Cr₂O,) der Mutterlauge in der ersten und der zweiten Stufe dee Verfahrens .

Wie zuvor beschrieben} hängt der Chromgehalt des Aluminium-

chlorid-HexahydrateSf das aus der gesättigten Lösung von Aluminiumohlorid ausfällt, in hohem Maße von dem Chromgehalt der Lösung ab. Die Gleichgewichtszustände zwischen dem Gehalt ) der Mutterlauge an Chromoxyd, das als Chrom(III)-chlorid vorhanden 1st, und dem Gehalt an Chrom(lll)-oxyd des Endproduktes ist in Fig. 4 graphisch dargestellte Bei dem vorliegenden Beispiel fur die Ausführung des Verfahrens, bei dem der Anteil der Verunreinigungen in dem Aluminiumohlorid-Hexahydrat durch die in Pig. 4 gezeigten Gleichgewichtszustände gesteuert wird, wurde eine Speiselösung, die 80 g/l

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Aluminiumoxyd (gegenwärtig ale Aluminiumchlorid) und 0,020 g/l Ghrom(III)-oxyd (gegenwärtig ale Chromchlorid) entbleit, in einer Menge von 100 1 der Lösung pro Stunde in einen ersten Verdampfungs-Kristallisator eingeführtο Die Spelselösung wurde in dem ersten Verdampfungs-Kristallisator durch Verdampfen von Wasser konzentriert und ergab eine Mutterflüssigkeit mit einem Gehalt an 160 g/l Aluminiumoxyd (als Aluminiumchlorid) und O₉25 g/l Chrom(III)-oxyd (als Chroraohlorid) und einem spezifischen Gewicht von 1,35 hato

Sas weitere Verdampfen vor. Wasser aus der Mutterlauge bewirkte das Ausfällen von Aluminium-Hexahydrat-Krietallen. Ein Kristallbrei, der im wesentlichen Aluminium.ohlorid-Hexahydrat und Mutterlauge enthielt, wurde aus dem ersten Verdampfungs-Kristalliaato:.' abgeführte Das kristalline Produkt wurde zentrifugiert, um d.^J.e Mutterlauge abzutrennen, und dann mit dem Kondensat des Verdampfers gewaschen· Das kristalline Produkt wurde gebrannt, um das Kristallwasser und Chlorkomponenten in Form von Chlorwasserstoff anzutreiben» Das gebrannte Produkt enthielt ungefähr 99»β Gew.# Al₂O, und nur 0,002 Gew.£ von Cr₂O₅₀ Der Chromgehalt erfüllte also gut die Bedingungen, die an Aluminiumo.xyd für elektrolytische Zwecke gestellt werden. Es wurden 7,825 £ des gebrannten Produktes aus je 100 1 der in den ersten Vardampfungs-Krietalliaator ei/igeführten Speiselösung hergestellt.

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Von der in dem ersten Verdampfungs-Kristallleator enthaltenen konzentrierten Mutterlauge mußte erfindungsgemäß ein Teil abgeführt werden» Ea war notwendig, 8,172 1 der konzentrierten Mutterlauge aus dem ersten Verdampfungs-Kristallisator pro 100 1 neu zugeführter Speiselöeung abzuführen, um den Chromgehalt der Mutterlauge auf einem Wert zu halten, der unter demjenigen liegt, bei dem ein übermäßiger Anteil des Chroms aus der Lösung ausfallen und das produzierte Aluminiumohlorid verunreinigen würde. Die Mutterlauge, die von dem ersten Verdampfungs-Kristalliaator abgeführt wurde, enthielt 16,34 Gew.^C Aluminium»

Sie Mutterlauge, die von dem ersten Verdampfungs-Kristallisator abgeführt wurde, wurde in einen zweiten Verdampfungs-Kristallisator eingeführt, in dem weiteres Wasser aus der Flüssigkeit verdampft wurde, um eine zweite Mutterlauge herzustellen, die 145 g/l Aluminiumoxyd (als Aluminiumchlorid) und 1,25 g/l von Chrom(III)-oxyd (als Chromohlorid) enthielt. Diese zweite Mutterlauge hatte ein spezifisches Gewicht von 1,38. Um die Konzentration des Chrom(lll)-chlorids in dem zweiten Verdampfungs-Kristalliaator auf einem Wert zu halten, bei dem das letztlich daraus gewonnene Aluminiumoxyd nicht mehr als . 0,020 i> an Cr₃O₅ enthält, mußten von der zweiten Mutterlauge in den zweiten Verdampfungs-Kristallieator auf je 100 1 der dem ersten Verdampfungs-Kristallisator zugeführten Speiselösung 1,476 1 Lauge abgeführt werden.

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Dae Aluminiumchlorid-Hexahydrat, das aus der Mutterlauge des zweiten Verdampfunga-Krietallieatore auefällt, würde nach entsprechender Umsetzung ein Oxydprodukt ergeben» das ungefähr 99:5 Gew.<fc Aluminiumoxyd und 0,018 Gew.jt Chromoxyd enthielte. Dies wäre ein unbefriedigendes Endprodukte Deshalb wurde das kristalline Produkt der zweiten Stufe mit der frischen Speiselösung gemischt und mit ihr zusammen in den ersten Verdampfungs-Kristallisator eingeführt.

Aus der vorstehenden Beschreibung dee erfindungsgemäßen Verfahrens ist ersichtlich, daß durch die Erfindung ein erheblicher Beitrag zur Fortentwicklung der einschlägigen Technik geleistet wurde.

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Claims

Patentansprüche

1) Verfahren sum Abtrennen und Gewinnen von Aluminiumohlorid, das verhältnismäßig frei von anderen'Metallchloriden ist, aus einer wässrigen Lösung, die Aluminiumohlorid und wesentliche Mengen anderer Metallchloride enthält, bei dem ein Teil der Aluminiumchlorid enthaltenden wässrigen

w Lösung duroh Verdampfen von Wasser zu einer Mutterlauge, die mit Aluminiumchlorid gesättigt ist, konzentriert wird und aus der Mutterlauge Kristalle von Aluminiumchlorid-Hexahydrat ausgefällt, von ihr abgetrennt und gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß frisohe, Aluminiumchlorid enthaltende wässrige Speiselöeung im wesentlichen kontinuierlich der Mutterlauge hinzugefügt wird, um deren Gehalt an Aluminiumchlorid in der erforderlichen Höhe zu halten, und daß von der Mutterlauge im wesentlichen kontinuierlich ein genügend großer Anteil abgeführt wird, üb die Konzentration der anderen Metallchloride in dem verbleibenden Hauptteil der Mutterlauge unter der Konzentration zu halten, bei der diese anderen Metallchloride duroh gemeinsame Kristallisation mit dem Aluminiumchlorid-Hexahydrat dessen Reinheit so stark verringern würde, daß sie unterhalb der gewünschten hohen Reinheit läge.

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2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Hauptteil abgeführte Teil der Mutterlauge durch Verdampfen von Wasser weiter konzentriert wird, um eine zweite Mutterlauge zu bilden, aus der unreines Aluminiumchlorid-Hexahydrat ausfällt, daß der aus der ersten Mutterlauge abgeführte Teil im wesentlichen kontinuierlich der zweiten Mutterlauge hinzugefügt wird, um den Gehalt der zweiten Mutterlage an Aluminiumchlorid in der , " erforderlichen Höhe zu halten, daß von der zweiten Mutterlauge im wesentlichen kontinuierlich ein genügend großer Anteil abgeführt wird, um die Konzentration der anderen Metallchloride in dem verbleibenden Hauptteil der zweiten Mutterlauge unter dem Werl; zu halten» bei dem die anderen Metallchloride durch gemeinsame Kristallisation mit dem unreinen Aluminiumchlorid-Hexahydrat dessen Reinheit unter diejenige ,der Aluminiumchlorid enthaltenden wässrigen Speise= lösung für die erste Mutterlauge vermindern würde, daß die ( unreinen, aus der zweiten Mutterlauge ausgefällten Aluminiumchlorid-Hexahydrat-Kristalle abgetrennt und gewonnen und diese Kristalle der aluminiumohloridhaltigen wässrigen Speiselösung für die erste Mutterlauge im Kreislauf wieder zugeführt werden»

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3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in der ereten Verdampfung- Kristallisatione-Stufe gewonnene, relativ reine Aluminiumchlorid-Hexahydrat gebrannt wird, um Chlorwasserstoff auszutreiben und ein Aluminiumoxyd-Produkt zu bilden, das zur Verwendung bei der elektrolytischen Herstellung von metallischem Aluminium geeignet ist.

4) Verfahren nach Anspruch 2 oder 3? dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an freiem Wasser in dem von der zweiten Mutterlauge abgeführten Teil verdampft wird und dadurch unreine Metallchloride erzeugt werden, daß dann die Metallchloride gebrannt werden, um daraus Chlorwasserstoff auszutreiben, und daß der Chlorwasserstoff für einen weiteren Gebrauch aufgefangen wird.

5) Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurob gekennzeichnet, daß der von der zweiten Mutterlauge abgeführte Teil einer dritten Verdampfungs-Kristallisations-Stufe unterworfen wird, die der zweiten Verdampfungs-Kristallisationsstufe im wesentlichen gleich ist, und bei der das unreine Aluminiumchlorid-Hexahydrat, das aus der Mutterlauge der dritten Stufe ausfällt und aus ihr gewonnen wird, keinen größeren Anteil an verunreinigenden Salzen enthält

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als der von der ersten Mutterlauge abgeführte Teil, der in die zweite Verdaupfungs-Kristallisationa-Stufe des Verfahrens eingeführt wird, und daß die Meng· des von der dritten Mutterlauge abgeführten Teiles genügend hooh ist, um die Konzentration der anderen Metallchloride in der dritten Mutterlauge unter derjenigen Konzentration zu halten, bei der die Reinheit des ausfallenden und gewonnenen Aluminiumchlorid-Hexahydrate unter diejenige dee von der ersten Mutterlauge abgeführten Teils absinken würde, der in die zweite Verdampfungs-Kristallisatione-Stufe des Verfahrens eingeführt wirdο

6) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an freiem Wasser des von der Mutterlauge der letzten Verdampfungs-Kristallisations-Stufe abgeführten Teiles zur Herstellung von unreinen Metallchloriden verdampft wird, daß die Metallohloride dann gebrannt werden und dadurch Chlorwasserstoff ausgetrieben wird und endlich der ausgetriebene Chlorwasserstoff für eine nachfolgende Verwendung aufgefangen wird.

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7) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet» daß ein kleiner Teil der ursprünglichen Speiselueung in einer vorbereitenden Verdunstungs=* Kristallisations-Stufe behandelt wird; worin die produzierte Menge an kristallinem Aluminiumchlorid-Hexahydrat im Verhältnis zum Volumen der behandelten Speiselösung klein genug ist, um abgesehen von Spuren im wesentlichen

* von allen Verunreinigungen frei zu sein, so daß daraus ein der Güte "chemisch rein" genügendes Aluminiumoxyd hergestellt werden kann, und daß die aus der vorbereitenden Verdunstungs-Kristallisations-Stufe hervorgehende Mutterlauge in die erste Verdtnstungs-Kristallieatione-Stufe des Verfahrene eingeführt wird.

8) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Laugenteiles, der von der Mutterlauge in irgend einem oder in mehreren der

' Verdampfungs-Kristallisations-Stufen abgeführt wird, anhand des Gleichgewichtszustandes bestimmt wird, der zwischen der Konzentration eines ausgewählten, in der Mutterlauge als Salz vorhandenen Verunreinigungsmetalles und der zulässigen Konzentration dieses Metalles in dem kristallinen Niederschlag, der aus der Mutterlauge gewonnen wird, vorhanden ist.

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9) Verfahren nach Anspruch 8? dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewählte Metall dreiwertiges Eisen istο

10) Verfahren nach Anspruch Θ, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewählte Metall dreiwertiges Chrom ist.

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