DE1592099C - Verfahren zur Ausfällung von Aluminium fluond aus dessen übersättigten Losungen - Google Patents

Description

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zu Beginn der Fällungsreaktion zur Gänze zugegeben Hierbei wurde der Gehalt an gelöstem AlF₃ auf etwa

wird oder indem das Aluminiumoxid zu einem Teil 1 kg reduziert.

zur Hauptfällung und zum anderen Teil zur Rest- Nach dem Filtrieren, Trocknen und Calcinieren

fällung zugegeben wird. wurden 319 kg eines Produktes erhalten, das 69 kg*

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann 5 AlF₃ und 250 kg Al₂O₃ enthielt. Dieses Produkt

das Verfahren aber auch zweistufig durchgeführt wurde als Rohmaterial für die schmelzelektrolytische

werden, indem die Ausfällung in zwei Stufen vor- Herstellung von Aluminium verwendet,

genommen wird, indem in erster Stufe in an sich be- Die Erfindung gestattet die Ausnutzung von Roh-

kannter Weise als die Kristallisation förderndes Mit- stoffen mit geringem HF-Gehalt Man kann infolge-

tel Alumimumfluoridtrihydrat und in zweiter Stufe io dessen mit Vorteil die HF-Lösung verwenden, die

Aluminiumoxid angewendet wird. Der Niederschlag beim Waschen von Abgasen aus Aluminiumelektro-

aus der ersten Stufe kann vor der Fällung in der lyseöfen mit Wasser anfallen. Diese Lösungen, die

zweiten Stufe, z. B. durch Abfiltrierung, entfernt die Bezeichnung Turmsäuren führen, enthalten etwa

werden. Man kann aber auch den Filtriervorgang 3 bis 5% HF.

auslassen und die Lösung der ersten Stufe mit dem 15 Die Erfindung bietet auch die Möglichkeit zur

gebildeten-Niederschlag direkt zur Fällung in die Rückgewinnung des Fluors in Abgasen aus AIu-

zweite Stufe überführen. miniumelektrolyseöfen. Es können aber auch andere

. HF-haltige Lösungen Verwendung finden, z. B. Lö-

ßeispiel sungen, die sich durch pyrohydrolytische Spaltung

1000 kg 5%ige Flußsäure wurden mit Al(OH)₃ 20 von kohlenstoffhaltigen Abfallmaterialien der Aluvollständig umgesetzt Hierdurch entstand eine Lö- miniumindustrie ergeben. Die Erfindung kann in Versung, die 70 kg AlF₃ enthielt. Dieser Lösung wurden bindung mit jeglicher niederkonzentrierter Lösung 250 kg Al₂O₃ zugefügt Die Reaktion wurde 4 Stun- von HF zur Erzielung besserer Fällungsausbeuten den lang unter heftigem Rühren in Gang gehalten. Verwendung finden.

Claims (2)

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tionskeim wurde eine Restkonzentration von etwa 15 g AIF₃/I erzielt. Dies entspricht einer Ausfällung

Patentansprüche: _{VQn knapp 8Q0/o des F}i_uorgehaltes der Ausgangs

lösung.

1, Verfahren zur Ausfällung von Aluminium- 5 Es wurde nun gefunden, daß es möglich ist, die fluorid aus übersättigten A1F.,-Lösungen unter Ausfallgesch.win.digk.eit _von„Aluminiumfiuorid zu erAnwendung eines die Kristallisation fördernden höhen .und.,.dessen Restkonzentration zu vermindern Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß und demgemäß .reichere Ausbeuten zu erzielen, wenn die Ausfällung in Gegenwart von Aluminiumoxid als die Kristallisation-"-förderndes Mittel nicht vorgenommen wird, indem bei Einsatz von han- io AlF₃-SH₂O, sondern Al₂O₃ angewendet wird,
delsüblicher Tonerde diese in einem ziemlich gro- Auf dem Gebiet der Herstellung von AlF₃ · AI₄O₃ ßen Überschüß.anzuwenden ist und bei Einsatz ist es aus der USA.-Patentschrift 3006724 bekannt, von niedercalcinierten, reaktiveren Aluminium- AlCl₃ und CaF₂ miteinander umzusetzen und in oxidtypen diese in erheblich geringerem Über- erster Verfahrensstufe AlF₂Cl und CaCI₂ herzustelschuß bis herunter zur stöchiometrischen Menge 15 len und das AlF₂Cl mit Al(OH)₃ zu 3 AlF₂OH und angewendet werden. AlCl₃ umzusetzen. Es handelt sich hierbei um eine

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- chemische Umsetzung unter Einsatz von Al(OH)₃ kennzeichnet, daß die Ausfällung in zwei Stufen und nicht um die physikalische Anwendung von vorgenommen wird, indem in erster Stufe in an Al(OH)₃ zum Zwecke der Fällung. Dieses bekannte sich bekannter Weise Aluminiumfluorid-Trihydrat 20 Verfahren unterscheidet sich außerdem von dem Ver- und in zweiter Stufe Aluminiumoxid angewendet fahren der Erfindung dadurch, daß AI(OH)₃ nicht werden. auf AIF₃, sondern auf AIF..C1 zur Einwirkung gebracht wird. Auch muß bei dem bekannten Verfahren der zweiten Verfahrensstufe streng darauf geach-

'- 25 tet werden, daß die Umsetzung zwischen AlF₂OH

und AlCI₃ in dem bestimmten pH-Bereich von" 1,2 bis 4 ausgeführt wird. Ein weiterer Unterschied zwischen den bekannten Verfahren und dem der Erfin-

Die Erfindung betrifft die Ausfällung von Alumi- dung liegt darin, daß erst in der dritten Verfahrens-

niumfluorid aus dessen übersättigten Lösungen. 30 stufe aus A1F..OH in einem Calcinierofen AlF₃ und

Aluminiumfluorid wird im allgemeinen dadurch Al₂O₃ entsteht". Schließlich lehrt die genannte USA.-

hergestellt, daß aus einer übersättigten Lösung von Patentschrift auch noch, daß Aluminiumhydroxid

Aluminiumfluorid AIF₃-3 H₂O ausgefällt und dieses und Aluminiumchlorofluorid entweder in stöchio-

Hydrat getrocknet und calciniert wird. metrischen Verhältnissen oder mit einem Überschuß

Die übersättigte Lösung von Aluminiumfluorid 35 an Aluminiumchlorofluorid gegenüber Aluminiumwird im allgemeinen durch Umsetzung von Stoffen hydroxid anzuwenden sind.

wie Aluminiumhydroxyd, Bauxit oder Aluminium- Der Klarheit wegen sei auch noch hervorgehoben,-metall mit fluorhaltigen Rohstoffen wie HF, H₂SiF₆ daß bei dem bekannten Verfahren Aluminiumhergestellt. Die· Fluorkonzentration in den fluorhalti- hydroxid, bei dem Verfahren der Erfindung hingegen gen Rohstoffen liegt bei den bekannten Methoden 40 Aluminiumoxid eingesetzt wird,
verhältnismäßig hoch und ist von einer Größenord- Das Verfahren der Erfindung zur Ausfällung von nung, die etwa 15 % HF entspricht. Wenn eine Säure, Aluminiumfluorid aus übersättigten A1F₃-Lösungen die 15% HF enthält, mit AI(OH)₃ reagiert, enthält unter Anwendung eines die Kristallisation fördernden die resultierende Lösung etwa 220 g AlF₃/!. Beim Mittels ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfäl-Ausfälleri von Aluminiumfluorid aus einer übersät- 45 lung in Gegenwart von Aluminiumoxid vorgenommen tigten Lösung bilden sich Produkte mit unterschied- wird, indem bei Einsatz von handelsüblicher Tonerde lichem Gehalt an Kristallwasser. Zur Erzielung der diese in einem ziemlich großen Überschuß anzuwenbestmöglichen Fällung wird die 'Fällung im allgemei- den ist und bei Einsatz von niedercalcinierten reaktinen im Temperaturbereich von 7.5.bis 10O⁰C durch- veren Aluminiumoxidtypen diese in erheblich geringeführt. 50 gerem Überschuß bis herunter zur stöchiometrischen

Es ist bekannt, daß die Ausfällgeschwindigkeit bei Menge angewendet werden.

Zugabe von Kristallisationskeimen von AlF₃-3 H₂O Bei der Anwendung von handelsüblicher Tonerde

steigt. muß man einen ziemlich großen Überschuß an Ton-

Im Temperaturgebiet von 75 bis 100° C beträgt erde gegenüber Aluminiumfluorid anwenden. Jedoch

die Löslichkeit des Aluminiumfluorids etwa 10 bis 55 bei der Anwendung von niedercalcinierten reaktive-

15 g A1F₃/1. Es hat sich jedoch in der Praxis erwie- ren Oxidtypen ist der Überschuß erheblich geringer

sen, daß die Fällungsreaktion aufhört oder eine sehr und kann bei einigen Qualitäten auf stöchiometrische

geringe Geschwindigkeit annimmt, wenn eine Kon- Mengen zurückgehen, wobei trotzdem praktisch eine

zentration von etwa 20 bis 30 g A1F₃/I erreicht ist. quantitative Fällung des Aluminiumfluorids erzicl-

Dies besagt, daß man bei der Anwendung einer Aus- 60 bar ist.

gangslösung mit etwa 200 g A1F₃/1 einen Füllungs- Wenn der Zusatz an Al₂O₃ groß genug ist, ver-

grad bis zu 90 % erzielen kann. Bei einer Ausgangs- läuft die Fällungsreaktion mit zufriedenstellender

lösung mit niedrigerem Fluorgehalt liegt der Fäl- Geschwindigkeit bis auf etwa 1 g A1F₃/I. Legt man

lungsgrad niedriger. Bei Anwendung von 5%iger z. B. 5°/oiges HF entsprechend einer übersättigten

Flußsäure als fluorhaltigem Rohstoff können über- 65 Lösung mit etwa 70 g A1F₃/1 zugrunde, so kann man

sättigte Lösungen hergestellt werden, die etwa 70 g auf diese Weise 99% des Fiuorgehaltes gewinnen.

A1F₃/I enthalten. Durch Fällung dieser Lösung bei Das Verfahren der Erfindung kann einstufig durch-

90'' C unter Zusatz von AlF₃ · 3 H₂O als Kristallisa- geführt werden, indem das Aluminiumoxid entweder