DE2513786A1

DE2513786A1 - Verfahren zur herstellung von aluminiumhydroxychloriden

Info

Publication number: DE2513786A1
Application number: DE19752513786
Authority: DE
Inventors: Bruno Dr Notari; Luigi Dr Rivola
Original assignee: SnamProgetti SpA
Current assignee: SnamProgetti SpA
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1975-10-02
Also published as: ATA236275A; AR208191A1; DD117207A5; YU39209B; ZA751637B; YU70175A; AU7932175A; IE42740L; JPS50137897A; ZM3675A1; NL7503653A; FR2274561A2; DK123175A; CA1046238A; CH605412A5; KR800000972B1; IT1048280B; BE827261R; TR18137A; RO65919A

Description

SNAI1PR0GETTI S.p.A., Mailand/Italien

"Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydr oxy Chloriden"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Aluminiumhydroxychloriden.

Aus der DT-OS 2 310 014

ist ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumhydroxychloriden der allgemeinen Formel

Alp (OH) Cl

"bekannt, worin χ und y von 1 "bis 3,5 "bzw. von 5 bis 2,5
variieren können. Nach diesem Verfahren wird ein Aluminiumoxid oder Wasser enthaltendes-oxid mit Chlorwasserstoffsäure umgesetzt, wobei die Aluminiumoxidmenge wesentlich höher liegt als die zur Herstellung von Aluminiumtrichlorid notwendige stöchiometrische Menge.

Die Reaktion erfolgt bei Temperaturen von 100 bis 160⁰C und das verwendete Ausgangsmaterial kann unter Bayer-Aluminium-

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oxid, Bauxit, Gibbsit, Hydrargillit und Böhmit ausgewählt werden. Wie bereits erwähnt, wird von einem großen Überschuß davon im Vergleich zur stöchiometrisch benötigten Menge, um das Trichloridderivat zu erhalten, Gebrauch gemacht, genauer gesagt betragen die Mengen das 2-, 4- oder 5-fs-che der stöchiometrischen Menge.

Es wurde nunmehr gefunden, daß, wenn die Reaktion bei höheren Temperaturen durchgeführt wird, von einer Menge des Aluminiumoxids oder Wasser enthaltenden-Oxids im stochiometrisehen Verhältnis "zur oder in geringem Überschuß, bezogen auf die zur Bildung des Chlorids notwendige Menge, Gebrauch gemacht werden kann, wobei Aluminiumhydroxychloride erhalten werden, die die vorstehende Formel aufweisen, worin jedoch χ im Bereich von 1 bis 4- und y im Bereich von 5 "bis 2 liegen.

Das Ausgangsmaterial kann auch hier unter Bayer-Aluminiumoxid, Bauxit, Gibbsit, HydrargLllit, Diaspor, Böhmit ausgewählt werden, wobei besonders hervorgehoben sei, daß durch Verwendung von Bayer-Aluminiumoxid (cc -AIpCU . 3HpO) die Reaktion in kürzeren Zeiten durchgeführt xrerden kann und basischere Aluminiumhydroxychloride erhalten werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man das Ausgangsmaterial mit einer wäßrigen 30- bis 37 %-igen Chlorwasserstoff säurelösung behandelt, wobei stöchiometrisehe Verhältnisse der Reaktionsteilnehmer oder ein geringer Aluminiumoxidüberschuß bis auf höchstens 50 % verwendet werden.

Die Reaktion wird bei Temperaturen von 160 bis 270⁰C und bei

Drücken von 0,1 bis 50 kg/cm durchgeführt.

Am Ende des Angriffs bzw. der Reaktion ist ein Feststoff vorhanden, der im wesentlichen aus unreagiertem Aluminiumoxid besteht, das abgetrennt und erneut in das Reaktionsgefäß zurück-

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geführt werden kann. Die von der Verwendung von Bayer-Aluminiumoxid gegenüber der Verwendung anderer Al-Verbindungen abgeleiteten Vorteile können hervorgehoben verdent Z.B. bewirkt die Verwendung von Bauxit in der einleitenden Ätzreaktion die Bildung eines Feststoffes, das Siliciumdioxid und Aluminiumoxid in einem Verhältnis enthält, das von den besonderen Reaktionsbedingungen und vom Bauxittyp abhängt. Die unterschiedlichen kristallographischen Strukturen und die unterschiedliche Granulometrie von Bauxit und den anderen genannten Mineralien bewirken eine niedrigere Reaktionsgeschwindigkeit, was bedeutet, daß bei derselben Temperatur längere Reaktionszeiten in der Größenordnung vom 2- bis 5-fachen benötigt werden.

Die Arbeitsumstände und die möglichen Verwendungen der erhaltenen Hydroxychloride sind dieselben wie in der vorstehenden DT-OS angegeben, worauf bezüglich nähere Einzelheiten hingewiesen wird.
Beispiel 1

Es wurde Bayer-Aluminiumoxid mit Teilchen mit einem Durchmesser von 40 bis 70 μ verwendet. Die Reaktion bzw. der Angriff erfolgte wie folgt:

50 kg trockenes Aluminiumoxid (a -AIpO,, . 3HoO) wurden mit 110 kg einer 33 Gew.-%-igen wäßrigen Chlorwasserstoffsäurelösung umgesetzt. Die Reaktion wurde in einem glasierten bzw. emaillierten Reaktor aus rostfreiem Stahl mit einem Inhalt von 160 1 durchgeführt, der mit einem Ankerrührer, der mit 80 Umdrehungen/Minute rotierte, versehen war, wobei der Reaktor mit einem Stickstoff druck bis zu 0,5 kg/cm versehen wurde. Die Temperatur wurde innerhalb 30 Minuten von Raumtemperatur auf 180°0 erhöht und die Reaktion wurde 4- Stunden bei 180⁰C fortgesetzt, wobei der Enddruck 8 kg/cm betrug. Am Ende war ein Niederschlag vorhanden, der aus unreagiertem Aluminiumoxid (a -AIoO, . 3HoO) bestand, der 1 % des eingebrachten Aluminiumoxids entsprach. Daher mußte das Endprodukt nicht filtriert werden und wies eine AloO^-Menge von 19»5 % und eine

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Dichte, bestimmt bei 20⁰C, von 1,40 auf. Die chemische Analyse bestätigte, daß das Produkt ein Hydroxychlorid der Formel AIp(OH)₃Cl₃ war. Die gesamte chemische Analyse des nach der Abtrennung des Niederschlags erhaltenen Produkts war wie folgt:

Al₂O₅	19,5 Gew.-
Cl	21,0 Gew.-
JTe	45 ppm
Na	0,12 %
Ti	10 ppm
Si	10 ppm
PH	0,9
Beispiel 2

Es wurde dasselbe Material wie im vorangegangenen Beispiel verwendet, wobei 800 g trockenes Aluminiumoxid (a -AIpO,, . 3HpO) mit 1000 g einer 37 Gew.-%-igen wäßrigen Chlorwasserstoffsäurelösung umgesetzt wurden.

Die A'tzreaktion wurde in einem mit einem magnetischen Schlepprührer (dragging stirrer), der sich mit 200 Umdrehungen/Minute bewegte, versehenen Reaktor aus Hastelloy B durchgeführt.

Vor Beginn der Reaktion wurde die Luft des Reaktors durch

Stickstoff auf einen verbliebenen Druck von 0,5 kg/cm ersetzt.

Die Temperatur wurde dann von Raumtemperatur innerhalb 30 Minuten auf 23O°C erhöht,und es wurde 6 Std.bei dieser Temperatur

weiterreagiert,wobei der Enddruck 25 kg/cm betrug.

Am Ende wurde die Temperatur auf 8O⁰C erniedrigt und es wurden 700 g destilliertes Wasser zugegeben.

Die chemische Analyse ergab einen Niederschlag, der aus unreagiertem Aluminiumoxid (a -AIpO, . 3HpO) bestand, entsprechend 2 % des eingebrachten Aluminiumoxids.

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Daher mußte das Endprodukt nicht filtriert werden und besaß einen ΑΙρΟ,-Gehalt von 19,5 % und eine Dichte bei 20⁰C von 1,4-1.

Die chemische Analyse ergab ein Aluminiumhydroxychlorid der Formel

Die ganze chemische Analyse des nach der Abtrennung des Niederschlages erhaltenen Produktes war wie folgt:

Al₀O_x	19	,5	%
Cl	14	,4	%
Fe	45		ppm
Na	0	,12	%
Ti	10		ppm
Si	10		ppm
pH	1	,7
Beispiel 3

Das Ausgangsmaterial war Bauxit, welches auf eine Teilchengröße von 0,125 bis 0,083 mm (120 bis 180 Mesh) gesiebt wurde und das folgende Zusammensetzung (bezogen auf das Gewicht) aufwies:

Al₂O₅ 65 %

₂₅ 4 %

SiO₀ 12 %

TiO₂ 2 %

Der Angriff erfolgte durch Reaktion von 145 kg Bauxit mit kg einer 37 Gew.-%-igen wäßrigen HCl-Lösung.

Bezüglich der Ätzreaktion und das verwendeten Reaktors wird auf Beispiel 1 hingewiesen.

Nach der Einleitung von N₂ (auf 0,5 kg/cm ) in den Reaktor

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wurde die Temperatur innerhalb 30 Minuten auf 180⁰C erhöht und es wurde 4-5 Stunden bei dieser (Temperatur weiter zur Reaktion gebracht.

Am Ende des Säureangriffs "wurde festgestellt, daß nur 25 % des eingebrachten Bauxits sich gelöst hatten und daß der Eest als unreagierter Niederschlag vorlag.

Die chemische Analyse der Suspension nach Abtrennung des Niederschlags ergab folgende Zusammensetzung:

Al₂	,0	3 13,	5	%	9	%
Cl		20,	7	%	%
Fe		1,	5	%	%
Die		chemische Analyse des Niederschlags war wie folgt
Al₂	0	3 5*
SiO	2	10
Fe		o,

Das so erhaltene Hydroxychlorid besaß die Formel

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung von. Aluminiumhydroxychloriden der Formel Al₂(OH) Gl , worin χ und y im Bereich von Λ "bis 4- bzw. 5 Ms 2 liegen, dadurch gekennzeichnet, daß man Aluminiumoxide oder Wasser enthaltende -oxide in einer Menge, die gleich hoch oder geringfügig höher als die stöchiometrisch notwendige Menge, um das Trichloridderivat zu erhalten, ist, mit Chlorwasserstoffsäure "bei einer Temperatur von 160 bis 270⁰C umsetzt.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion unter Verwendung einer Lösung von Chlorwasserstoff säure mit einer Konzentration von JO bis 37 % durchgeführt wird.

$. Verfahren gemäß einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumverbindung vorzugsweise Bayer-Aluminiumoxid ist.

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