DE2525929A1 - PROCESS FOR PRODUCING PURE ALUMINUM OXYDE - Google Patents
PROCESS FOR PRODUCING PURE ALUMINUM OXYDEInfo
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Description
DlPL-IMa R. MSRTENS 6 Sranxfurt/M, den 9.6.1975DlPL-IMa R. MSRTENS 6 Sranxfurt / M, 9.6.1975
DIPL-PiIVS. Dl. R. KEL K 83 P 52DIPL-PiIVS. Dl.R. KEL K 83 P 52
6 Frankfurt,'?! I, Ar.:., ei urgsir. 34 ? ζ 9 ζ Q O Q6 Frankfurt, '?! I, Ar.:., Ei urgsir. 34? ζ 9 ζ Q O Q
,vUTHNEi'i Industrieanlagen-Aktiengesellschaft in ,vien, vUTHNEi'i Industrieanlagen-Aktiengesellschaft in, vien
Aichholzgasse 51-53Aichholzgasse 51-53
Verfahren zur Herstellung reinen AluminiumoxydsProcess for the production of pure aluminum oxide
Jis ist bekannt, zwecks Herstellung reinen Alpha- oder Gamma-Aluminiumoxyds Keinstaluminium in Salzsäure besonderer Reinheit aufzulösen und diese Lösung thermisch zu zersetzen· Dieses Herstellungsverfahren ist entsprechend aufwendig und kostspielig.Jis is known for the purpose of producing pure alpha or Gamma alumina non-alumina in hydrochloric acid particular Dissolve purity and thermally decompose this solution · This manufacturing process is correspondingly complex and expensive.
zeigt sich jedoch, daß es durchaus möglich ist, aus einer Abfallösung, wie sie beim Ätzen von Aluminiumfolien mit /Salzsäure anfällt, Aluminiumoxyd mit einem Genalt von mindestens 99,5 vorzugsweise 99,8 % AIpO, durch thermische Zersetzung herzustellen, wenn man erfindungsgemäß verfährt: shows, however, that it is quite possible to produce from a waste solution, such as is obtained in the etching of aluminum foil / aluminum oxide with a hydrochloric acid Genalt of at least 99.5, preferably 99.8% AIPO, by thermal decomposition, when one proceeds according to the invention :
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxyd durch Herstellen einer Aluminiumchloridlösung, thermische Zersetzung derselben und Verwendung des bei der Spaltung erhaltenen Chlorwasserstoff zur Herstellung der Aluminiumchloridlösung, dadurch gekennzeichnet, daßAccordingly, the present invention relates to a method for the production of aluminum oxide by producing an aluminum chloride solution, thermal decomposition of the same and using the hydrogen chloride obtained in the cleavage to produce the aluminum chloride solution, thereby marked that
a) von einer Lösung ausgegangen wird, die beim Benandeln von Aluminiumfolien einer Reinheit von mindestens 99,9, vorzugsweise 99,99 % Al mit regenerierter Salzsäure anfällt;a) a solution is assumed which is obtained when aluminum foils are treated with a purity of at least 99.9, preferably 99.99 % Al with regenerated hydrochloric acid;
b) die genannte Lösung - vorzugsweise nach Kontaktierung mit den Ofenabgasen - in direktem Kontakt mit 7üO bis 1300, vorzugsweise 750 bis 9500C heißen, durch Verbrennen aus-b) the solution mentioned - preferably after contacting the furnace exhaust gases - in direct contact with 7üO to 1300, preferably 750 to 950 0 C hot, by burning
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schließlich gasförmiger Heizmittel mit max. 0,01 Gew.>o S in Form von S-Verbindungen entstandenen Gasen, in einem Arbeitsgang eingedampft und pyrohydrolytisch zu einer chlorwasserstoffhaltigen Gasphase und Aluminiumoxid zersetzt; Finally, gaseous heating medium with a maximum of 0.01 wt.> o S gases created in the form of S-compounds, evaporated and pyrohydrolytically to one in one operation Hydrogen chloride-containing gas phase and aluminum oxide decomposed;
c) das Aluminiumoxid mit einem Gehalt von mindestens 99»5 vorzugsweise 99,8 % AIpO^ von der Gasphase über deren Taupunkt abgetrennt;c) the aluminum oxide with a content of at least 99 »5, preferably 99.8 % AlpO ^, is separated from the gas phase above its dew point;
d) der Chlorwasserstoff aus der Gasphase in wasser mit einer elektrischen Leitfähigkeit von max. 10, vorzugsweise 2 MikroSiemens pro Zentimeter bzw. einer Lösung von max. 5 J& Aluminiumchiorid und max. 5 % Chlorwasserstoff in eben diesem wasser, wie sie beim Spülen anfällt, vorzugsweise adiabatisch, absorbiert, undd) the hydrogen chloride from the gas phase in water with an electrical conductivity of max. 10, preferably 2 microSiemens per centimeter or a solution of max. 5 J & aluminum chloride and max. 5 % hydrogen chloride in this same water, as is obtained during rinsing, preferably adiabatic, absorbed, and
e) die so erhaltene, regenerierte Salzsäure in ütufe a) rückgeführt wird.e) the regenerated hydrochloric acid obtained in this way in stage a) is returned.
Durch dieses Verfahren ist es möglich, hochreines Aluminiumoxyd zu erzeugen, ohne daß dafür sehr reine Aluminium gekauft und verbraucht werden müßte. Vielmehr wird Aluminiumfolie veredelt zu einem Produkt großer Oberfläche besonderer Struktur, wie man es z.B. zur Herstellung elektrischer Kondensatoren benötigt. Auch die teure, praktisch quecksilber— freie, zum Ätzen der Folie geeignete Salzsäure muß nur noch gemäß den geringen Verlusten ergänzt werden. Diese betragen in der Lösungs-Aufbereitungsanlage nur etwa 0,5 % des Durchsatzes an Chlorid-Ionen. Auch wenn man den gesamten Kreislauf einschließlich der Folien-Ätzanlage mit einbezieht, können die zu ergänzenden Verluste an Chlorid-Ionen bzw. Kreislauf-Salzsäure unter 8, vorzugsweise 3 % gehalten werden, wenn die beim Ätzen anfallenden Spülwässer bei sparsamer Gegenstromführung so gering gehalten werden, daß manThis process makes it possible to produce high-purity aluminum oxide without having to buy and use very pure aluminum. Rather, aluminum foil is refined into a product with a large surface area with a special structure, as is required, for example, for the production of electrical capacitors. Even the expensive, practically mercury-free hydrochloric acid, which is suitable for etching the foil, only has to be topped up in accordance with the low losses. In the solution preparation plant, these are only about 0.5 % of the throughput of chloride ions. Even if the entire circuit including the foil etching system is included, the additional losses of chloride ions or circuit hydrochloric acid can be kept below 8, preferably 3 % , if the rinsing water that occurs during etching is kept as low as possible with economical countercurrent flow , that he
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sie zur Gänze als Absorptionsmittel für den Chlorwasserstoff in den Kreislaufprozeß einbinden kann. In diesem Fall ist ein weiterer Vorteil des Verfahrens darin gelegen, daß die den strengen Abwassergesetzen entsprechende aufwendige Aufarbeitung der Abwasser nicht nur beträchtlich reduziert, sondern völlig vermieden werden kann,they can fully incorporate into the circulatory process as an absorbent for the hydrogen chloride. In this case it is Another advantage of the process is that the laborious work-up, which complies with the strict waste water laws the wastewater can not only be reduced considerably, but also completely avoided,
selbstredend müssen die mit den stoffströmen in Berührung kommenden Apparateteile nicht nur im üblichen 3inne korrosionsfest sondern darüberhinausgehend so ausgewählt sein, daß durch Korrosion und Erosion von denselben nicht untolerierbar große Anteile an Verunreinigungen in das produzierte AluminiumoKyd gelangen. Keramische Auskleidungen kamen daher zum Einsatz, die weniger als k % TiO2, 2 % Fe2O-, und je 1 ft CaO bzw. Na2O + KpO enthielten. Wo die Temperatur es erlaubte, wurden säurefeste üartgummiauskleidungen gewählt. Ein säurefestes Porzellan bewehrte sich als Material für die Füllkörper der Chlorwasserstoff-Absorptionskolonne.It goes without saying that the parts of the apparatus that come into contact with the material flows must not only be corrosion-resistant in the usual sense, but also be selected in such a way that, as a result of corrosion and erosion, large proportions of impurities that cannot be tolerated get into the aluminum oKyd produced. Ceramic linings were therefore used which contained less than k% TiO 2 , 2% Fe 2 O-, and 1 ft CaO or Na 2 O + KpO each. Where the temperature allowed it, acid-proof rubber linings were chosen. An acid-proof porcelain proved itself as the material for the packing of the hydrogen chloride absorption column.
Nach dem beschriebenen Verfahren ist es möglich, Aluminiumoxyd zu erzeugen, das weniger als folgende Maximalmengen an Verunreinigungen enthält : je 50 ppm Fe, Si und Ca; 20 ppm Zn; 10 ppm Ti, Mn und Mg; 5 ppm Cu und B; 3 ppm Mo, Ga und Co. Beim Nachweis von Na, K und V versagen bereits die meisten Methoden. Man hat es, vor allem durch die wahl der Zersetzungstemperatur im Ofen, in der nand, die Anteile an Alpha- und Gamma-Aluminiumoxyd auf ein Verhältnis einzustellen, das im Bereich von etwa 15 : 85 bis 85 : 15 frei wählbar ist. Je größer die Verweilzeit und je höher die Temperatur im Ofen sind, desto größer ist der Anteil an Alpha-Oxyd.According to the method described, it is possible to produce aluminum oxide that has less than the following maximum amounts of impurities contains: 50 ppm each of Fe, Si and Ca; 20 ppm Zn; 10 ppm Ti, Mn and Mg; 5 ppm Cu and B; 3 ppm Mo, Ga and Co. Most methods fail when it comes to the detection of Na, K and V. You have it, mainly through the choice of the decomposition temperature in the furnace, in the nand, the proportions of alpha and Adjust gamma aluminum oxide to a ratio that can be freely selected in the range from about 15:85 to 85:15. Ever The longer the dwell time and the higher the temperature in the furnace, the greater the proportion of alpha oxide.
Es ist auch nicht schwer, den Restgehalt des als Chlorid vorliegenden Chlors unter 0,2 % im Oxyd zu senken. Durch eine thermische Nachbehandlung ist es außerdem möglich, diesen Restgehalt und parallel dazu auch jenen Teil des Oxyds, der in Gamma-u'orm vorliegt, noch weiter zu verringern.It is also not difficult to determine the residual content as chloride to reduce the presence of chlorine below 0.2% in the oxide. By a thermal aftertreatment, it is also possible to remove this residual content and, in parallel, that part of the Oxyds, which is present in gamma-u'orm, to reduce even further.
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Man kommt so unschwer aui j>0 ppm riestchlor als Chlorid und darunter, bzw. zu praktisch hundertprozentigem Alpha-Aluminiumoxyd. It is not difficult to find> 0 ppm residual chlorine as chloride and underneath, or to practically one hundred percent alpha aluminum oxide.
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