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Verfahren zur Herstellung von Aluminiumchlorid durch Reduktion von
Tonerde bei Gegenwart von Chlor und einem reduzierenden mittel. . Bei der Herstellung
von wasserfreiem Aluminiumchlorid durch Reduktion von Bauxit oder anderen tonerdehaltigen
Substanzen in Gegenwart von Chlor ist es nötig, der Masse die Hitze zu liefern,
die, nötig ist, um die Reaktion richtig verlaufen zu lassen. Bei dem exothermischen
Verlauf der Reaktion ist die entwickelte Hitze ganz ungenügend, um die erhöhte Temperatur,
die für den richtigen Fortgang der Reaktion gebraucht wird, aufrechtzuerhalten und
gegen die durch die Aluminiumchloriddämpfe weggeführte Hitze zu kompensieren.
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Zur Lieferung der nötigen Hitze werden die Retorten in einigen Fällen
von außen erhitzt. Dabei ergeben sich Schwierigkeiten. Das Gemisch von Kohle oder
anderen reduzierenden Stoffen und Chlor greift alle Stoffe der Retortenkonstruktion
an. Auch ist es schwierig, die Retorte bei der für die Reaktion benötigten Ofentemperatur
gasdicht zu halten. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, hat man vorgeschlagen,
Chlor oder das Gemisch durch teilweise Verbrennung des Kohlegehalts vorzuerhitzen
oder andere Mittel anzuwenden, die sämtlich eine besondere Arbeitsstufe darstellen
oder aus anderen Gründen ungeeignet sind.
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Aluminiumchlorid
nach dem erwähnten Verfahren im allgemeinen, wobei aber die zur Durchführung der
Reaktion nötige Hitze in dem Stoffgemisch selbst in einfacher, piaktischer und wirksamer
Weise erzeugt wird.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß man Tonerde in Gegenwart
von Chlor und Aluminium reduziert. In Ausführung der Erfindung wird Tonerde durch
Kohle oder ähnliche Stoffe in Gegenwart von Chlor und Aluminium reduziert, wobei
die zur Reduktion der Tonerde nötige Temperatur von der hohen exothermischen Reaktion
zwischen Aluminium und einem Teil des Chlors abhängig ist.
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Man kann Tonerde in verschiedener Form verwenden, z. B. als Bauxit.
Wird dieser benutzt, so setzt man die für die Entwicklung der gewünschten Hitze
nötige Menge von Aluminium in fein verteiltem Zustande der Tonerde zu. Ebenso wird
die Menge Chlor verwendet, welche zur Einwirkung auf Aluminium und die reduzierte
Tonerde ausreicht. Aus ökonomischen Gründen ist es vorteilhaft, Aluminiumschlackenmaterial
zu verwenden, welches zum großen Teil aus Tonerde und etwa 15 bis 50 Prozent
Aluminium in feiner Verteilung besteht. Wenn das Verhältnis von Aluminium zur Tonerde
in der Schlacke genügend.groß ist, kann man Aluminiumchlorid unmittelbar aus der
Schlacke herstellen, indem
man Chlor und genügend reduzierendes
Material, wie Kohle in Fbfm von Koksstaub, Holzkohle o. d&., zusetzt.
Die Verwendung der Schlacke ist auch vorteilhaft, weil man nicht auf billige Weise
das Aluminium deraus wiedergewinnen kann, und daher die Schlacke nicht besonders
wertvoll ist.
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Ausführungsbeispiel: Man stellt ein Gemisch von 5o kg fein verteilter
Schlacke mit einem Gehalt von 40 Prozent Aluminium und 12,5 kg Koks her und
läßt in das Gemisch allmählich etwa 140 kg Chlor eintreten. Bei solchem Gemisch
beginnt das Aluminium mit Chlor bei etwa 5o° C zu reagieren, und es entwickelt sich
genügend Hitze, um die Temperatur der Masse zu erzielen, die zur Durchführung der
Reaktion zwischen Chlor, Koks und Tonerde nötig ist. Enthält die Schlacke zu' wenig
Aluminium, so gleicht man durch Zusatz von fein verteiltem Aluminium, z. B. Bohr-
oder Drehspänen, aus. Anderseits setzt man, wenn der Gehalt an Aluminium in der
Schlacke höher ist, als man für die Hitzeentwicklung braucht; kalzinierten Bauxit
oder eine andere Form von Tonerde gemischt mit der geeigneten Menge von Kohle oder
anderen reduzierenden Stoffen zu und mischt diese mit der Schlacke, um die Höchstausbeute
von Aluminiumchlorid zu erzielen. Ist der Prozeß mehr oder weniger kontinuierlich
im Gange und werden die Stoffe in die heiße Retorte gebracht, so kann das Verhältnis
von metallischem Aluminium erheblich verringert werden.
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Soll Aluminiumchlorid aus Tonerde unter Zusatz von metallischem Aluminium
gewonnen werden, so vcrwendet man ein Gemisch von etwa 30 kg kalziniertem
Bauxit und 2o kg Aluminium in mehr oder weniger fein verteiltem Zustande, wie er
sich durch Bohren, Drehen, Schaben, Mahlen, Sägen usf. ergibt, und verfährt im übrigen
wie im obere -ängeführten Beispiel angegeben ist. Diese Bohr- und Drehspäne usw.
haben einen verhältnismäßig geringen Wert wegen ihrer Beschaffenheit und etwaiger
Verunreinigungen.
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Das Verfahren kann in verschieden konstruierten Retorten ausgeführt
werden. Die Retorte kann vorteilhaft aus einem Körper von Gußeisen hergestellt sein,
der mit einem Futter versehen ist, das aus einem Gemisch von Koksstaub und Pech
oder Teer im geeigneten Verhältnis besteht. Bei der Herstellung des Futters kann
man das Gemisch auf der Innenseite der Retorte in der Weise anbringen, indem man
es zwischen der Innenwand und einer in die Retorte gebrachten Form einrammt. Das
Futter wird alsdann in bekannter Weise gebrannt, während die Außenseite der Retorte
mit einer hitzebeständigen Isoliermasse, wie Asbest, bedeckt wird.