DEP0012249DA - Gewinnung von Aluminium über Aluminiumsubverbindungen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß unter geeigneten Bedingungen hochsiedende dreiwertige Aluminiumverbindungen, insbesondere Halogenide des Aluminiums, mit Aluminium enthaltenden Stoffen bei hohen Temperaturen unter Bildung dampfförmiger Aluminiumsubverbindungen reagieren können. Die verflüchtigte Subverbindung wird dann in einem getrennt vom Einsatzgut angeordneten Raum nach der Abkühlung als ein Gemisch von Aluminiummetall und der entsprechenden Verbindung der dreiwertigen Stufe abgeschieden, worauf aus dem Gemisch das Aluminium abgetrennt wird.

Es ist weiter bekannt, daß auch niedrigsiedende dreiwertige Aluminiumverbindungen mit Aluminium enthaltenden Stoffen bei hohen Temperaturen unter Bildung dampfförmiger Aluminiumsubverbindungen reagieren können. In diesem Falle verflüchtigt sich ein Dampfgemisch von Aluminiumtri- und Subverbindung, aus dem dann, vorzugsweise in einem getrennt vom Einsatzgut angeordneten Raum, das Aluminium in flüssiger oder fester Form auch getrennt von den Aluminiumverbindungen kondensiert werden kann, wobei letztere auch dampfförmig bleiben können.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß der Verwirklichung dieser Aluminiumgewinnungsverfahren große technische Schwierigkeiten entgegenstehen. Eine der größten Schwierigkeiten ist wohl die, daß bisher kein geeigneter Werkstoff gefunden wurde, der dem Angriff der dampfförmigen Aluminiumverbindung standhält. So wurde beispielsweise gefunden, daß bei der Durchführung dieses Verfahrens, insbesondere mit Hilfe von Aluminiumfluorid, nicht nur alle Siliziumoxyd und Aluminiumoxyd enthaltenden Baustoffe unbrauchbar sind, sondern daß auch gesinterte oder geschmolzene Formstücke aus Magnesiumoxyd, Berylliumoxyd und Zirkonoxyd sich für diesen Zweck nicht eignen.

Es wurde auch versucht, die Reaktion in einer von aussen beheizten Muffel vorzunehmen, wozu die Verwendung der gut wärmeleitenden Materialien Graphit und Eisen erprobt wurde. Die Verwendung von Graphit bei Temperaturen von 1000 - 1300°C ergab jedoch, daß hierbei Aluminiumkarbid gebildet wurde. Auch die Porosität dieses Materials ist eine großer Nachteil.

Die Verwendung von Eisen oder hoch zunderbeständigen Stahllegierungen wird erschwert durch die geringe Standfestigkeit dieser Werkstoffe bei den erforderlichen Reaktionstemperaturen. Auch für den Kondensator eignen sie sich nicht, weil sie durch das gebildete Aluminium angegriffen werden.

Erfindungsgemäß wurde nun festgestellt, daß gesintertes Siliziumkarbid, aus dem vorher durch einen chemischen Reinigungsprozess Siliziumoxyd, Kohlenstoff und etwa vorhandenes Eisenoxyd entfernt worden waren, sich als Baustoff für Vorrichtungen zur Durchführung der oben genannten Verfahren besonders eignet. So wurde beispielsweise gefunden, daß aus diesem Stoff hergestellte Sinterpreßlinge, welche bei 1200 - 1300°C während 5 Stunden der Einwirkung einer Dampfmischung aus Aluminiumsubchlorid und Aluminiumtrichlorid ausgesetzt worden waren, keine Anfressungen zeigten und nur mit einer hauchdünnen, guthaftenden weißen Schicht bedeckt waren. Sinterpreßlinge, die im Kondensationsraum bei 800 - 1000°C mit einer Dampfmischung aus Aluminium und Aluminiumtrichlorid während der gleichen Zeit in Berührung gewesen waren, zeigten das gleiche Ergebnis. Während zur Durchführung des Subfluoridverfahrens die Verwendung von reinem Siliziumkarbid unbedingt erforderlich ist, welches Material zur Herstellung der erforderlichen Formstücke gesintert werden muß, haben weitere Versuche ergeben, daß zur Durchführung des Subchloridverfahrens auch Formstücke aus Siliziumkarbid Anwendung finden können, die in der üblichen Weise mit etwa 10 Gewichtsprozent Bindeton hergestellt worden sind. Überraschenderweise zeigte sich, daß das fertig gebrannte Gemisch von Bindeton mit Siliziumkarbid von dem Subchlorid nicht nennenswert angegriffen wurde.

Bei der Verwendung von Siliziumkarbid als Baustoff für den Reaktionsofen und für den Kondensator ergibt sich als weiterer Vorteil, daß zufolge der guten Wärmeleitfähigkeit das Verfahren, das bei der Bildung der Aluminiumsubverbindung endotherm, bei der Abscheidung des Aluminiums aus dieser exotherm verläuft, auch unter Verwendung billiger Aussenbeheizung mit großen Energiedurchsätzen und daher auch mit guter Gesamtausbeute durchgeführt werden kann.

Claims (4)

1. Verwendung von Siliziumkarbid als Baustoff für Vorrichtungen zur Gewinnung von reinem Aluminium auf dem Wege über Aluminiumsubhalogenide.

2. Verwendung von gesintertem reinem Siliziumkarbid als Baustoff für Vorrichtungen zur Gewinnung von Aluminium auf dem Wege über das Subfluorid.

3. Verwendung einer gebrannten Mischung aus Siliziumkarbid und Bindeton, vorzugsweise bis zu 10%, als Baustoff für Vorrichtungen zur Gewinnung von Aluminium über das Subchlorid.

4. Vorrichtungen für Zwecke nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur die mit dem Einsatz und dessen Dämpfen in Berührung kommenden Teile des Reaktions- und/oder Abscheidungsraumes unter Verwendung von Baustoffen nach Anspruch 1 bis 3 hergestellt sind.