DE2655835C3 - Verfahren zur Herstellung von AICI↓3↓ - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von AICI↓3↓

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DE2655835C3 DE2655835A DE2655835A DE2655835C3 DE 2655835 C3 DE2655835 C3 DE 2655835C3 DE 2655835 A DE2655835 A DE 2655835A DE 2655835 A DE2655835 A DE 2655835A DE 2655835 C3 DE2655835 C3 DE 2655835C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von AICI3 unter Kontaktieren eines Al2O3 liefernden Materials und eines CI2 liefernden Materials in Gegenwart eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels in einem Schmelzbad aus Alkali- oder Erdalkalihalogeniden und Aluminiumchlorid und Gewinnung des AICI3 durch Verdampfen aus dem Bad.
Seit vielen Jahren besteht an Aluminiumchlorid als Katalysator und der elektrolytischen Gewinnung von Aluminium aus Aluminiumchlorid Interesse. Es sind daher erhebliche Anstrengungen unternommen worden, Aluminiumchlorid in sehr wirtschaftlicher Weise gewinnen zu können. Die Herstellung von Aluminiumchlorid durch Reduktion aluminiumhaltiger Materialien mit einem CI2 liefernden Material in Gegenwart eines festen Reduktionsmittels, wie z. B. Kohle, oder eines gasförmigen Reduktionsmittels, wie z. B. Kohlenmonoxid, ist bekannt.
Zum Beispiel beschreiben Hille u. a. in The Production of Anhydrous Chloride from y-Alumina in a Fluidized Bed, Angew. Chem., internationale Ausgabe, Vol. 72, 1960, Seiten 73—79, die Umsetzung eines AI2O3 liefernden Materials, wie Bauxit oder Ton, mit Chlorgas in Gegenwart eines gasförmigen oder festen Reduktionsmittels in einem Schachtofen sowie auch die Umsetzung von y-Aluminiumoxid mit Chlorgas in Gegenwart von Kohlenmonoxid in einem Wirbelbett.
Es ist bekannt, daß sich Aluminiumoxid in Kryolith oder Alkalihalogenid löst. So wurde in der US-PS 14 05 115 vorgeschlagen, Aluminiumchlorid durch Leiten von Chlor- und Schwefelgasen durch ein solches Gemisch zu bilden. Ein solches Verfahren kann jedoch zu einer Kanalbildung der gasförmigen Reaktanten führen mit dem Ergebnis, daß jedes der Gase weder das Aluminiumoxid noch das andere Gas kontaktieren kann, was dann zu einer ziemlich geringen Aluminiumchloridausbeute führen kann.
Die US-PS 38 42 163 beschreibt die Herstellung von hochreinem Alurniniumchiorid, das für die elektrolytische Aluminiumgewinnung geeignet ist, indem mit Kohlenstoff überzogenes oder imprägniertes praktisch reines Aluminiumoxid mit Chlorgas in ein Wirbelbett eingetragen wird, wobei sich Aluminiumchlorid bildet. Dieses Verfahren erfordert jedoch einen vorausgehenden Verfahrensschritt, um das Aluminiumoxid mit Kohlenstoff zu überziehen oder zu imprägnieren.
Außerdem ist in der DE-PS 8 52 986 angegeben, daß eine Zugabe von Alkalichloriden einen vorteilhaften Effekt bei einem Verfahren ergibt, bei dem Aluminiumoxid mit Phosgen oder Chlor und Kohlenmonoxid kontaktiert wird.
Groshev u.a. beschreiben in The Chlorination of
5 Oxides of the Redisue from a Shaft Furnace which Produces Anhydrous Aluminum Chlorides the Oxides beeing Suspended in a Medium of Molten Chlorides, Tr. poKhim. iKhim. Technol.3, 344—351 (1960), das Chlorieren von Schachtofenansätzen bzw. -rückständen zur Bildung von Aluminiumchlorid und eisenfreiem Siliciumtetrachlorid unter Verwendung von Koksöl und Chlor. Eine Charge von dem Ansatz wird in einem Schmelzbad aus KCl, NaCl und AICl3 suspendiert Nach diesem Artikel werden jedoch nur 50% des zugegebenen Chlors umgesetzt, d. h, es wird demnach nur eine 5O°/oige Ausbeute erzielt Es ist dort angegeben, daß das in einem Anteil von 5% vorhandene Koksöl keinen Einfluß auf eine Erhöhung der Ausbeute hat In dem Artikel ist außerdem angegeben, daß das Fehlen oder das Vorhandensein von AlCl3 bis herauf zu 69,5% keinen Einfluß auf die Chlorierung hat. Nach diesem Artikel beeinflußt auch nicht die Teilchengröße der festen Phase die Chlorierung.
Solche Verfahren sind, obwohl sie hochreines Aluminiumchlorid, ergeben, das für eine Verwendung als Friedel-Crafts-Katalysator oder für die elektrolytische Gewinnung von Aluminium geeignet ist, häufig nicht sehr leistungsfähig und können einen Staubabstrom ei zeugen, der vor dem Kondensieren von AICI3 entfernt werden muß.
Aus der FR-PS 10 26 002 ist ferner bekannt Aluminiumchlorid durch Umsetzung von Aluminiumoxid mit Chlor und Kohlenoxid in Gegenwart von Alkalichlorid und Aluminiumchlorid in einem Schachtofen herzustellen, wobei bestimmte Mindestmengen von Aluminiumchlorid nicht erforderlich sind. Beim Arbeiten im Schachtofen muß das gewünschte Produkt von den übrigen im Abstrom enthaltenen Materialien abgetrennt werden, was mit Schwierigkeiten verbunden
Ullmann's Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band VII, Seite 339 ist schließlich zu entnehmen, daß eutektische Schmelzen von Aluminiumchlorid und Natriumchlorid für Chlorierungszwecke eingesetzt werden können.
Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von AICI3 in hoher Ausbeute unter Verwendung eines AI2O3 liefernden Materials und eines Cl2 liefernden Materials in einem Schmelzbad, wobei ein verwendetes kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel weitgehend zu CO2 umgesetzt werden und die Umsetzung des verwendeten Chlors praktisch 100%ig sein soll.
Zur Erreichung dieses Ziels schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von AICI3 unter Kontaktieren eines Al2O3 liefernden Materials und eines Cl2 liefernden Materials in Gegenwart eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels in einem Schmelzbad aus Alkali- oder Erdalkalihalogeniden und Aluminiumchlorid und Gewinnung von AlCl3 durch Verdampfen aus dem Bad vor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man zur Bildung von AlCIi Aluminiumoxid, das aus einem Erz desselben extrahiert worden ist, und das Reduktionsmittel mit dem Cl2 liefernden Material in einem Schmelzbad kontaktiert, das mindestens 30 Gew.-% AlCl3 enthält, wobei der Rest aus mindestens einem Alkali- oder Erdalkalihalogenid besteht
Das Verfahren der Erfindung gestattet eine sehr wirtschaftliche Herstellung von AlCl3 und ermöglicht,
daß der größte Teil des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels in Kohlendioxid und nicht Kohlenmonoxid umgewandelt wird, wodurch sich die einzusetzende Menge des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels verringert. Außerdem ist die Umsetzung bei dem Verfahren der Erfindung exotherm, so daß keine äußeren Heizvorrichtungen zur Aufrechterhaltung der Umsetzung erforderlich sind. Ferner ermöglicht der sehr hohe Chlorierungsgrad bei dem Verfahren der Erfindung die Verwendung der meisten Aluminiumoxidarten und brauchen kostspieligere Aluminiumoxidarten, wie z. B. gamma-Aluminiumoxid mit hohem Oberflächenbereich, nicht als Ausgangsmaterial verwendet zu werden.
In der Zeichnung isi ein Schema für ein System zur Herstellung von AICI3 dargestellt, bei dem ein aus Erz extrahiertes Aluminiumoxid 30, ein CI2 lieferndes Material 10 und ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel 40 in ein Schmelzbad 50 eingetragen werden, in dem diese Materialien Aluminiumchlorid bilden. Das CI2 liefernde Material, das z. B. als CI2 in flüssiger oder gasförmiger oder anderer Form vorliegen kann, wird durch eine hohle Schaufelradvorrichtung 54, welche ein Ausströmen durch das Ende 57 ermöglicht, schnell in das Bad 50 eingetragen. Laufradflügel 58 dienen zum Verteilen des Chlors durch das gesamte Bad. Das Aluminiumoxid und das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel können dem Bad mittels eines üblichen Schneckenbeschickers (nicht dargestellt) zugeführt werden. Aluminiumchlorid wird aus dem Bad 50 verdampft und dann von anderen mitgerissenen Materialien durch selektive Abtrennung (60) isolie-t Danach wird das Aluminiumchlorid kondensiert und abgezogen.
Ein bevorzugtes CI2 lieferndes Material, das für die Verwendung bei der Erfindung geeignet ist, ist CI2. Doch können auch andere CI2 liefernde Materialien, wie z. B. COCI2 und CCU oder Gemische davon, verwendet werden. Vorzugsweise liegt das CI2 liefernde Material in gasförmigem Zustand vor, doch kommt im Rahmen der Erfindung auch ein flüssiges oder festes Material in Betracht.
Das bevorzugte kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel ist fester Kohlenstoff. Das kohlenstoffhaltige Reduktionsmittel kann Kohle, Koks oder Petroleum sowie auch daraus erhaltener gereinigter Kohlenstoff sein. Der Kohlenstoff wird vorzugsweise zu einer Teilchengröße von 0,044 bis 0,295 mm zerkleinert oder vermählen, obwohl Teilchen mit kleinerer Größe verwendet werden können.
Zum Erhalt des Aluminiumoxidausgangsmaterials kann z. B. Bauxiterz mit Natronlauge extrahiert werden, so daß vorhandenes Aluminium als Natriumaluminat selektiv gelöst wird, während Verunreinigungen, wie Eisen, Silicium und Titan, zurückbleiben. Bei diesem Verfahren wird Aluminiumoxid als Bayerhydrat, d. h. als A1(OH)3, gewonnen, das anschließend kalziniert wird, um aus nachfolgend erörterten Gründen den größten Teil des Wassers zu entfernen.
Ein Vorteil der Erfindung ist die Möglichkeit, die meisten Aluminiumoxidarten zu chlorieren, wozu alpha-, gamma-, delta-, theta-, jota-, eta-, chi- und kappa-Aluminiumoxid gehören. Dieser Vorteil ist aufgrund der Tatsache besonders überraschend, daß diese verschiedenen Aluminiumoxidarten Oberflächenbereiche haben können, die von 0,5 m2/g oder kleiner bis 110 m2/g oder größer reichen. Bei den meisten früheren Umsetzungen, bei denen Aluminiumoxid verwendet wurde, konnte diese große Variation des Oberflächenbereichs zu relativ langsamen Reaktionsgeschwindigkeiten bei einem Material mit kleinem Oberflächenbereich und zu relativ hohen Reaktionsgeschwindigkeiten bei einem Material mit großem Oberflächenbereich führen. Zum Beispiel wird nach der oben erwähnten US-PS 38 42 163 Aluminiumoxid mit großem Oberflächenbereich bevorzugt, und zwar wegen der Schwierigkeit des Chlorieren^ von Material mit kleinem Oberflächenbereich. Überraschenderweise ist bei der Erfindung keine besondere Schwierigkeit bei der Chlrorierung der verschiedenen Aluminiumoxidarten gegeben. Zum Beispiel kann gemäß der Erfindung Aluminiumoxid mit kleinem Oberflächenbereich, wie z. B. alpha-Aluminiumoxid mit einem Oberflächenbereich von normalerweise 0,5 bis 1,0 m2/g, mit einem Wirkungsgrad chloriert werden, der dem entspricht, der bei Verwendung von sogenanntem gamma-Aluminiumoxid mit einem Oberflächenbereich von 70 bis 110 m2/g zu erwarten ist Nach der Erfindung können dementsprechend in hochwirksamer Weise nicht nur die verschiedenen Aluminiumoxidarten, sondern auch Kombinationen dieser verschiedenen Arten chloriert werden.
Es ist vorteilhaft, wenn das bei der Erfindung verwendete Aluminiumoxid einen niedrigen Wasserstoff- und Wassergehalt hat Wasserstoff oder Wasserstoff abgeberde Verbindungen reagieren unter Bildung von Chlorwasserstoff, was einen Verlust von wertvollem Chlor zur Folge hat. Für den Einsatz geeignetes Aluminiumoxid wird daher vorzugsweise aus Aluminiumoxid-Hydrat erhalten, das kalziniert wird, bis Wasserstoff oder Wasserstoff abgebende Verbindungen, wie z. B. Wasser, praktisch entfernt worden ist bzw. sind. Ein solches Kalzinieren kann in öfen bei Temperaturen von 600 bis 1200° C oder höher durchgeführt werden. Aluminiumoxid mit sehr geringem Oberflächenbereich, wie z. B. alpha-Aluminiumoxid, kann in dem höheren Temperaturbereich gebildet werden, doch kann ein solches Aluminiumoxid, wie oben angegeben ist, mit Vorteil bei der Erfindung verwendet werden.
Das Schmelzbad 50 kann außerdem eine Alkalialuminohalogenidverbindung, wie z. B. Kryolith und Chiolit oder Gemische davon, enthalten. Die gemeinsamen Badkomponenten müssen in der Lage sein, als Lösungsmittel für Aluminiumoxid zu wirken. Von den Halogeniden werden Alkalichloride und Erdalkalichloride bevorzugt, und zwar Lithium-, Natrium- und Kaliumchlorid, wobei Natriumchlorid am vorteilhaftesten ist. Von den Erdalkalihalogeniden werden Calcium-, Barium- und Magnesiumhalogenid bevorzugt. Das Schmelzbad kann auch andere Bestandteile enthalten, die die Umsetzung nicht wesentlich beeinflussen.
Obwohl die Erfindung nicht an irgendeine Theorie gebunden werden soll, kann angenommen werden, daß das Metallhalogenidschmelzbad 50 das Aluminiumoxid löst und dabei Aluminiumoxychlorid gebildet wird. Nach Zugabe des kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels, wie z. B. Kohlenstoff, kontaktieren das geschmolzene Metallhalogenid und das Aluminiumoxychlorid die Kohlenstoffteilchen innig, wobei sich Aluminiumoxychlorid auf den Kohlenstoffteilchen absetzt. Wenn zur Bildung von AlCl3 Chlor zu dem System gegeben wird, muß das Chlor nur ein Teilchen aus mit Aluminiumoxychlorid überzogenem Kohlenstoff finden bzw. kontaktieren um zu reagieren. Das heißt, zwei der bei der Umsetzung beteiligten Komponenten sind in einer Position fixiert und stehen für die Umsetzung mit der
dritten Komponente, dem Chlor, zur Verfügung. Wenn diese beiden Komponenten, Kohlenstoff und Aluminiumoxid, nicht in einer Position fixiert sind, dann müssen drei Komponenten, d. h. Kohlenstoff, Aluminiumoxid und Chlor, zusammentreffen, um Aluminiumchlorid bilden zu können. Es ist davon auszugehen, daß zwei Komponenten mit viel größerer Häufigkeit zusammentreffen werden.
Obwohl das bevorzugte Halogenid Chlorid ist, kann die Zugabe von Fluoriden vorteilhaft sein, und daher ist bei der Erfindung eine Verwendung von Gemischen von Chloriden und Fluoriden möglich. In bestimmten Fällen, z. B. kann es erwünscht sein, die Löslichkeit von Aluminiumoxid in der Schmelze zu erhöhen, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu verbessern. Ein Weg zur Erzielung dieser Verbesserung besteht in der Zugabe von Fluoriden zu der Schmelze. Dementsprechend kann die Verwendung von Halogenidgemischen von großem Vorteil sein.
Das Bad 50 muß, um betriebsfähig zu sein, im geschmolzenen Zustand vorliegen. So ist geschmolzenes Metallhalogenid von seinem Schmelzpunkt bis zu seinem Siedepunkt als Reaktionsbad geeignet. Wenn z. B. das Reaktionsbad 30% Natriumchlorid und 70% Aluminiumchlorid enthält, können die Temperaturen von 150 bis 1000° C reichen. Vorzugsweise sollte die Betriebstemperatur jedoch 400 bis 950° C betragen, wobei eine Temperatur in dem Bereich von 600 bis 860° C sehr geeignet ist.
Weil die Erfindung das Verfahren zur Herstellung von AICI3 verbessern soll, ist es von Bedeutung, eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit oder einen hohen Grad der Umwandlung von Chlor in AICI3 zu erreichen. Bei der Erfindung ist es bei Verwendung von geschmolzenem NaCl und AICI3 als Schmelzbad vorteilhaft, wenn der AlCb-Bestandteil sich in dem Schmelzbad bis zu einem Sättigungspunkt konzentrieren kann, von welchem Zeitpunkt an es dann aus dem Schmelzbad verdampft. Es scheint, daß nach dem Sättigen des Schmelzbades mit AICI3 die Verdampfungsgeschwindigkeit des letzteren sich seiner Bildungsgeschwindigkeit in dem Bad nähert. Nach dem Verdampfen wird das AICI3 anschließend von anderen Produkten, die dem Bad entstammen, getrennt und verfestigt Es ist gefunden worden, daß durch das Konzentrierenlassen des AICI3 der Umwandlungsgrad von Chlor in AICI3 wesentlich erhöht wird. Wenn das Bad z. B. nur 1 % AICI3 enthielte, würden, wie festgestellt worden ist nur 3% des zugegebenen Chlors in AICI3 umgewandelt werden. Wenn das Bad jedoch mindestens 30% AICI3 enthält, wie es die Erfindung vorsieht werden praktisch 100% des zugegebenen Chlors in Aldi umgewandelt. Dieser hohe Urr.wsndlungsgrad hält an bis zu dem Punkt an dem das Bad mit AICI3 gesättigt ist
Bei dem Verfahren der Erfindung ist auch die Konzentration der Reaktanten in dem Bad 50 von Bedeutung. So ist es vorteilhaft, wenn Kohlenstoff (d. h. kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel) im Überschuß vorhanden ist Das heißt, er sollte zu Beginn in einem Oberschuß gegenüber der stöchiometrischen Menge des CI2 liefernden Materials vorhanden sein. Die obere Grenze der Kohlenstoffmenge, die zugegeben werden kann, wird normalerweise erreicht, wenn die Zugabe von Kohlenstoff dazu führt, daß das Schmelzbad wahrnehmbar viskos wird. Dementsprechend sollte das Bad vorzugsweise Kohlenstoff in dem Bereich von etwa 0,05 bis 0,5 kg je kg Bad enthalten. Weitere Kohlenstoffmengen können im stöchiometrischen Verhältnis danach mit anderen Materialien, wie z. B. Chlor, zugegeben werden, um den Überschuß aufrechtzuerhalten.
Auch AI2O3 ist vorzugsweise zu Beginn der Umsetzung in einem Überschuß gegenüber der stöchiometrischen Menge des CI2 liefernden Materials vorhanden. Die obere Grenze des Überschusses wird im allgemeinen durch die Viskosität des Schmelzbads bestimmt. Das heißt, wenn zu viel Al2O3 dem Schmelzbad zugegeben wird, kann letzteres zu viskos werden, können sich große O2-Gasblasen bilden und kann der Chlorumsetzungsgrad sehr eingeschränkt werden. Für die Zwecke der Erfindung ist AI2O3 vorzugsweise in dem Schmelzbad zu Beginn in einem Verhältnis von 0,05 bis 0,5 kg je kg Bad vorhanden. AI2O3 sollte dann in einem zumindest siochiornetrischen Verhältnis mit dem Cl? liefernden Material zugegeben werden.
Bei Verwendung eines anfänglichen Überschusses von Kohlenstoff und AI2O3 und nachfolgender Zugabe von CI2 lieferndem Material in einem stöchiometrischen Verhältnis mit Kohlenstoff und Al2O3 wird die Reaktionsgeschwindigkeit oder der Grad der Umwandlung von AI2O3 dann in einem großen Maße durch die dem Bad zugeführte CI2-Menge eingestellt Wenn z. B.
CI2 am Boden des Schmelzbads in Gasform eingetragen wird und wenn die Strömungsgeschwindigkeit relativ hoch ist, neigt das Chlorgas dazu, das Schmelzbad in Kanälen zu durchqueren, was einen sehr geringen Grad der Umwandlung von Chlor in AICI3 zur Folge hat. Die Chlormenge, die unter Erhaltung einer praktisch 100%igen Umwandlung zugegeben werden kann, kann erhöht werden, wenn das Chlor vollständig in dem Bad verteilt wird. Es ist dementsprechend festgestellt worden, daß es vorteilhaft ist, einen Rührer oder Leitbleche oder Raschigringe zu verwenden, um das Chlor in alle Teile des Schmelzbades zu führen.
Obwohl die nachfolgenden Verfahrensschritte nicht Teil der Erfindung sind, ist festzustellen, daß das gas- oder dampfförmige Aluminiumchlorid, das bei dem Chlorierungsverfahren sublimiert, in geeigneter Weise aus dem heißen gasförmigen Reaktionsabstrom, der aus dem Chlorierungsbad 5ö entweicht, durch geeignete selektive Abtrennvorrichtungen 60, wie sie z. B. in der US-PS 38 42 163 beschrieben sind, isoliert werden kann.
Mehrere selektive Kondensationsstufen können in dem Isolierungsprozeß enthalten sein, und zwar je nach Art und Ausmaß der in den Ausgangsmaterialien enthaltenen Verunreinigungen. Wenn z. B. das Reduktionsmittel Schwefel enthält, wie z. B. Kohle, sollte eine gesonderte Behandlungsstufe zur Entfernung von SO2 angewendet werden.
Bei Durchführung der Erfindung werden Aluminiumchlorid und ein Metallhalogenid, wie z. B. NaCl in den Behälter 52 eingetragen. Es wird erhitzt, um die Beschickung in einen Schmelzzustand zu bringen. Kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel und Al2O3, vorzugsweise mit einer Teilchengröße von etwa 0,044 bis 0,295 mm oder kleiner, werden eingetragen, so daß ein Überschuß erzielt wird, wie oben angegeben ist Danach sollten kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel, Al2O3 und Cl2 lieferndes Material in einem stöchiometrischen Verhältnis mehr oder weniger kontinuierlich zugegeben werden. Um ein Vermischen dieser Komponenten zu erreichen und auch sicherzustellen, daß das Chlorgas nicht zum oberen Ende des Behälters 52 durch ein Kanalsystem strömt, wird eine Schaufelradvorrichtung 54 durch ein geeignetes Mittel, wie z. B. einen Elektro- oder Luftmotor, gedreht Im speziellen werden die
Chlorblasen durch die Drehung der Schaufelradvorrichtung 54 aufgebrochen und vollständig in dem Bad verteilt, wodurch ein hoher Grad der Umwandlung von Chlor in Aluminiumchlorid sichergestellt wird. Das so gebildete Aluminiumchlorid kann die Materialien in dem Behälter 52 sättigen und verdampft danach daraus und kann nach Trennmethoden der selektiven Kondensation isoliert werden.
Der als Reaktionsgefäß dienende Behälter 52 soll aus Materialien bestehen, die einem Abbau durch geschmolzene Metallhalogenidmaterialien bzw. die Komponenten des Schmelzbads widerstehen können. Außerdem sollen die Behältermaterialien derart sein, daß eine Verunreinigung des Abstroms verhindert wird und ein geeigneter Schutz gegenüber Luft und Feuchtigkeit gegeben ist. Beispiele für verwendbare Materialien sind Quarz und Graphit.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
Ein Chlorierungsbad, enthaltend, bezogen auf das Gewicht, etwa 50% NaCl, 25% LiCl und 25% AlCl3, wurde mittels eines Widerstandserhitzers auf eine Temperatur von etwa 800° C gebracht. Kohlenstoff und Tonerde, welche zu einer Teilchengröße von bis zu 0,044 mm zerkleinert worden waren, wurden zu dem obigen Material in einer solchen Menge zugegeben, daß etwa 0,06 kg Kohlenstoff und 0,06 kg Aluminiumoxid auf 1 kg Bad entfielen. Danach wurde Chlor in das Bad nahe am Boden desselben eindiffundiert, und zwar in einer Menge von 0,14 kg/Stunde, und Kohlenstoff und Aluminiumoxid wurden in einer Menge von etwa 0,012 kg/Stunde bzw. 0,068 kg/Stunde zugegeben, so daß ein Überschuß von diesen Komponenten gegenüber Chlor aufrechterhalten wurde. Das Bad wurde mit Raschigringen gefüllt, um das Chlor zu verteilen. Die Aluminiumchloridkonzentration erreichte etwa 42% des Badmaterials. Danach verdampfte das Aluminiumchlorid aus dem Bad und wurde aus dem entweichenden Abstrom durch selektive Abtrennung isoliert. Der gereinigte Aluminiumchloriddampf wurde schließlich durch Kondensation gewonnen. Die AlCb-Ausbeute, bezogen auf Chlor, betrug 99,9%.
Beispiel 2
ίο Ein Chlorierungsbad wurde durch Vermischen von etwa 77 kg NaCl und 179 kg AlCl3, Schmelzen des Gemisches und Erwärmen auf eine Temperatur von etwa 825°C gebildet. Überschüssige Kohlenstoff- und Aluminiumoxidmengen von etwa 0,3 kg Kohlenstoff und 0,3 kg Aluminiumoxid je kg Badmaterial wurden eingetragen. Danach wurde Chlor in Gasform in einer Menge von etwa 111,3 kg/Stunde, Kohlenstoff in einer Menge von etwa 9,4 kg/Stunde und Aluminiumoxid in einer Menge von etwa 52,8 kg/Stunde eingetragen.
Aluminiumchlorid wurde in einer Menge von etwa 138 kg/Stunde gewonnen.
Das Chlorierungsbad befand sich in einem Behälter mit einem Durchmesser von etwa 45,7 cm und einer Höhe von etwa 147 cm. Die Schaufelradvorrichtung, durch den das Chlor eingetragen wurde, erstreckte sich bis nahe zum Boden des Behälters und drehte sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 Umdrehungen pro Minute. Das verwendete Aluminiumoxid bestand zu etwa 90% aus alpha-Aluminiumoxid und zu 10% aus der gamma-Form. Sowohl das Aluminiumoxid als auch der Kohlenstoff wurden zu einer Teilchengröße von weniger als etwa 0,147 mm zerkleinert.
Von dem eingetragenen Chlor wurden ungefähr 99% in Aluminiumchlorid umgewandelt, und von dem eingetragenen Kohlenstoff wurden annähernd 99% in Kohlendioxid umgewandelt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von AICI3 unter Kontaktieren eines AI2O3 liefernden MateriaJs und eines CI2 liefernden Materials in Gegenwart eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels in einem Schmelzbad aus Alkali- oder Erdalkalihalogeniden und Aluminiumchlorid und Gewinnung des AICI3 durch Verdampfen aus dem Bad, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Bildung von AICI3 Aluminiumoxid, das aus einem Erz desselben extrahiert worden ist, und das Reduktionsmittel mit dem CI2 liefernden Material in einem Schmelzbad kontaktiert, das mindestens 30 Gew.-°/o AICI3 enthält, wobei der Rest aus mindestens einem Alkalioder Erdalkalihalogenid besteht
DE2655835A 1975-12-12 1976-12-07 Verfahren zur Herstellung von AICI↓3↓ Expired DE2655835C3 (de)

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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4179492A (en) * 1977-07-08 1979-12-18 Cato Research Corp. Process for making rare earth metal chlorides
US4352787A (en) * 1979-11-08 1982-10-05 Tdc-Technology Development Corp. Ultra-hard particles of carbon produced by reacting metal carbide with non-metal halide in hot melt system
US4378337A (en) * 1981-04-20 1983-03-29 Reynolds Metals Company Still heating process for purifying aluminum chloride
JPS58501430A (ja) * 1981-06-22 1983-08-25 ティ−・ディ−・シ−・テクノロジ−・ディベロプメント・コ−ポレ−ション 超硬粒子の製造
FR2514028B1 (fr) * 1981-10-01 1986-05-09 Pechiney Aluminium Procede de chloruration selective de melanges d'oxydes metalliques d'origine naturelle ou synthetique
FR2524495A1 (fr) * 1982-03-31 1983-10-07 Pechiney Aluminium Procede d'obtention continu de l'aluminium par carbochloration de l'alumine et electrolyse ignee du chlorure obtenu
US4464234A (en) * 1982-04-01 1984-08-07 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Production of aluminum metal by electrolysis of aluminum sulfide
US4465566A (en) * 1982-07-20 1984-08-14 Atlantic Richfield Company Method of producing anhydrous aluminum chloride from acid leach-derived ACH and the production of aluminum therefrom
US4465659A (en) * 1982-07-21 1984-08-14 Atlantic Richfield Company Aluminum production via the chlorination of partially calcined aluminum chloride hexahydrate
US4434149A (en) 1982-08-30 1984-02-28 Atlantic Richfield Company Acid melt treatment to activate carbon for use as reductant
US4565674A (en) * 1984-02-10 1986-01-21 Washington Research Foundation Alumina chlorination
US4981674A (en) * 1988-12-13 1991-01-01 Noranda, Inc. Production of anhydrous magnesium chloride
RU2153466C1 (ru) * 1999-02-08 2000-07-27 Винокуров Станислав Федорович Способ вскрытия высококремнистого алюминийсодержащего сырья
EP1513601B1 (de) * 2002-06-20 2008-07-02 E.I.Du pont de nemours and company Zusammensetzung und verfahren zur reduzierung von giftigen schadstoffen in carbochlorierungsverfahren
US20060292063A1 (en) * 2005-06-27 2006-12-28 Neustadt Martha O Halide-containing ceramic
US9896775B2 (en) 2012-01-04 2018-02-20 Keki Hormusji Gharda Process for manufacturing aluminum from bauxite or its residue
KR20190117366A (ko) 2017-02-09 2019-10-16 가부시키가이샤 유에이씨제이 알루미늄의 제조 방법
CA3233147A1 (en) 2021-09-24 2023-03-30 Aluminum Technologies, LLC Process for selective chlorination of aluminous ores for the preparation of aluminum

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1862298A (en) * 1925-05-02 1932-06-07 Carl Byron Ellsworth Process of making aluminum chloride
FR1026002A (fr) * 1949-10-24 1953-04-22 Basf Ag Procédé pour la production de chlorure d'aluminium
GB1291616A (en) * 1969-06-13 1972-10-04 Sir Soc Italiana Resine Spa Process for preparing aluminum trichloride
US3811916A (en) * 1971-09-07 1974-05-21 Aluminum Co Of America Method for carbon impregnation of alumina
US3786135A (en) * 1971-09-07 1974-01-15 Aluminum Co Of America Recovery of solid selectively constituted high purity aluminum chloride from hot gaseous effluent

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Publication number Publication date
JPS5272396A (en) 1977-06-16
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DE2655835B2 (de) 1980-10-09
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SU786881A3 (ru) 1980-12-07
DE2655835A1 (de) 1977-06-23
IT1066652B (it) 1985-03-12

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