DE2113632C3

DE2113632C3 - Verfahren zur Herstellung von Aluminiumfluorid

Info

Publication number: DE2113632C3
Application number: DE19712113632
Authority: DE
Inventors: Milan 7791 Schwandorf Belsky
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1971-03-20
Filing date: 1971-03-20
Publication date: 1980-11-20
Also published as: DE2113632A1; DE2113632B2

Description

Die Verwendung von Kieselfluorwasserstoffsäure, H₂SiF₆, und deren Salzen zur Gewinnung von Fluoriden ist in der chemischen Technologie bekannt. Die Säure oder die Salze derselben werden dabei durch Hydroxide neutralisiert und durch Zugabe von weiteren Mengen des Hydroxids alkalisch gespalten, wobei Kieselsäure neben dem entsprechenden Fluorid entsteht. Der Reinheitsgrad dci so hergestellten Fluoride hängt von einer möglichst vollständigen Abtrennung der Kieselsäure ab. In der Regel ist diese mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Der hohe pH-Wert der entstehenden Lösungen vergrößert die Gefahr einer unvollkommenen Ausscheidung der Kieselsäure und begünstigt ihre erneute Auflösung. Als Beispiel sei die Herstellung von Aluminiumfluorid erwähnt, die sich der Reaktion der Kieselfluorwasserstoffsäure mit Aluminiumhydroxid, AI(OH)₃, bedient:

2 AI(OH)₃H-H₂SiF₆- 2 AlF₃ + Si0₂+4 K₂O

Aus der DE-AS 10 62 681 ist ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumfluorid bekannt, bei dem man aluminiumhaltiges Material mit Kieselfluorwasserstoffsäure bei einer Temperatur von 38 bis 88⁰C umsetzt, die Acidität des Gemisches mit einer starken Mineralsäure erhöht und die ausfallenden Festkörper, in diesem Fall vor allen Dingen Kieselsäure, abtrennt.

Es ist weiterhin bekannt, daß man die Kieselsäure dann in gut filtrierbarer Form gewinnt, wenn die Lösung auf eine Temperatur von 100 bis 102° C erhitzt worden ist.

Es zeigte sich nun bei Versuchen der Anmelderin, daß Aluminiumchloridlösungen, wie sie z. B. bei dem sauren Aufschlug von Kaolin, Ton oder Rotschlamm anfallen, zur Umsetzung mit H2S1F6 befähigt sind.

Es stellte sich nämlich heraus, daß die Lösungen des Aiuminiumchlorids in der Siedehitze die Kieselfluorwasserstoffsäure vollständig zu zei setzen in der Lage sind. Dabei entsteht die Kieselsäure in einer Oberaus gut filtrierbaren, kieselgurartigen Form.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumfluorid, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine wäßrige, saure Lösung von Aluminiumchlorid, entsprechend einer Konzentration von 10 g Al₂O₃Zl oder ansteigend bis zur Sättigunj, mit der stöchiometrisch benötigten Menge an Kieseifluorwasserstoffsäure bei 100—105⁰C versetzt und aus der filtrierten Lösung das Aluminiumfluorid durch Einengen der Lösung abscheidet oder nach bekannten Methoden als komplexes Natrium-Aluminiumfluorid gewinnt. Vorteilhaft erfolgt das Filtrieren der ausgeschiedenen Kieselsäure nach ca. 15—30 Minuten in der Siedehitze.

Die Reaktion folgt der Gleichung

2 AICI3+ H₂SiF„ + 2 H₂O - S1O2+2 AIF₃ + 6 HCl

ist also mit der Bildung von Salzsäure verbunden, so daß die letztere mit Vorteil im Kreislauf zur Herstellung des benötigten Aluminiumchlorids verwendet werden kann.

Aus der heißen, erfindungsgemäß entstandenen

Lösung kann durch Einengen AlF₃ oder nach dem Fachmann geläufigen Methoden nach Abkühlung auf ca.

20—30⁰C durch die Zugabe von z. B. Natriumfluorid in fester oder gelöster Form ein komplexes Natriumaluminiumfluorid gefällt werden, dessen Zusammensetzung von dem Verhältnis Na/Al abhängig ist. Bei einem Verhältnis Na/Al = 3 bildet sich Kryolith, 3 NaF · AlF₃.

Dabei soll die Flüssigkeit intensiv gerührt werden, um eine gleichmäßige Korngröße des gefällten Fluorids zu erreichen.

Beispiel

100 Liter einer weitgehend enteisenten salzsauren Lösung mit einer Konzentration von 16,2 g/l AI₂O₃ werden auf 100°C in einem salz- und flußsäurebeständigen Gefäß erhitzt und dann mit 60 1 einer 30%igcn Kieselfluorwasserstoffsäure versetzt. Nach 15 bis 30 Minuten Reaktionszeit bei Siedehitze filtriert man die abgeschiedene Kieselsäure ab; sie wird mit verdünnter Salzsäure und Wasser nachgewaschen. Die Lösung wird dann in der Kälte mit 4,0 kg Natriumfluorid versetzt. Der gebildete Kryolith wird abfiltriert und säure- und chloridfrei gewaschen, getrocknet und bei 600°C kalziniert. Bei 5,9 kg erhaltenem Kryolith ergibt sich eine Ausbeute von 88%, der Gehalt an Eisen und Kieselsäure liegt unter 0,01 °/o.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Aluminiumfluorid durch Umsetzen von c'.umiiniumhaltigem Material mit Kieselfluorwasserstoffsäure in Gegenwart einer starken Mineralsäure bei erhöhter Temperatur und Abtrennen der ausfallenden Kieselsäure, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige, saure Lösung von Aluminiumchlorid, entsprechend einer Konzentration von 10 g Al₂O₃/! oder ansteigend bis zur Sättigung, mit der stöchiometrisch benötigten Menge an Kieselfluorwasserstoffsäure bei 100—105⁰C versetzt und aus der filtrierten Lösung das Aluminiumfluorid durch Einengen der Lösung abscheidet oder nach bekannten Methoden als komplexes Natrium-Aluminiumfluorid gewinnt.