JPH05208813A - ポリ塩化アルミニウム溶液中のAl/Cl−モル比を高める方法 - Google Patents

ポリ塩化アルミニウム溶液中のAl/Cl−モル比を高める方法

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JPH05208813A
JPH05208813A JP4061964A JP6196492A JPH05208813A JP H05208813 A JPH05208813 A JP H05208813A JP 4061964 A JP4061964 A JP 4061964A JP 6196492 A JP6196492 A JP 6196492A JP H05208813 A JPH05208813 A JP H05208813A
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JP
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aluminum
solution
molar ratio
metal
chloride solution
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JP4061964A
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English (en)
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Gerhard Kudermann
クーダーマン ゲルハルト
Karl-Heinz Blaufuss
ブラウフース カール−ハインツ
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VER ALUM WERKE AG (VAW)
Vereinigte Aluminium Werke AG
Vaw Aluminium AG
Original Assignee
VER ALUM WERKE AG (VAW)
Vereinigte Aluminium Werke AG
Vaw Aluminium AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/48Halides, with or without other cations besides aluminium
    • C01F7/56Chlorides
    • C01F7/57Basic aluminium chlorides, e.g. polyaluminium chlorides

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリ塩化アルミニウム溶液中のAl/Cl−
モル比を高める方法 【構成】 ≧0.5のAl/Cl−モル比を有するポリ
塩化アルミニウム溶液を金属アルミニウム及び電気化学
的に貴なる金属よりなるガルバニ電池と接触させ、溶液
がアルミニウムで飽和されるまで保持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、50〜120℃の温度
でのアルミニウムの電気化学的溶解により、ポリ塩化ア
ルミニウム溶液中のAl/Cl−モル比を高める方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】西ドイツ特許(DE)第2713236
号明細書に、ポリ塩化アルミニウム溶液の製造のため
に、50〜120℃における塩素の析出下での塩化アル
ミニウムの電気分解が記載されている。
【0003】更に、西ドイツ特許(DE)第23096
10号明細書には、アルミニウム/塩素−モル比を高め
るための2本のアルミニウム電極の間でのPAC−溶液
の電気分解が記載されている。
【0004】双方の方法にとって、このために設けられ
た特別な電気分解槽が必要であり、この際、塩素析出の
ために必要な装置は、環境保護及び作業安全性に関し
て、特に高い要求を満足すべきである。
【0005】この際に生じる電流コストと並んで、更
に、これら公知方法では、有価物質塩素をも失うことを
考慮すべきである。これを避けるべき場合には、リサイ
クル用の高価な設備を取り付けるべきである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
の欠点を避け、工業的に使用可能で、環境に無害かつ経
費的に好適な、装置技術的に簡単な手段で実施可能な方
法を開発することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
り、請求の範囲に記載の方法により解決される。アルミ
ニウムのガルバニック溶解により、外からの電流の使用
は断念でき、この際、このガルバニ電池(galvanisches
Element)の構造的具体化は、貴なる金属のわずかな量
を用いて達成することができる。このことは、例えば、
溶解すべきアルミニウムを貴なる金属と狭い接触を保持
する白金化されたワイヤバスケット(Drahtkorbe)を使
用することにより行うことができる。白金の代わりに、
銅、金又は銀を使用することもできる。
【0008】ガルバニ電池の貴なる成分は、塩、例えば
塩化白金、塩化金、塩化銅(I)又は塩化水銀の形でも
添加できる。これらの金属イオンは、ただちに還元さ
れ、アルミニウムの表面に沈殿し、ガルバニ電池を形成
する。
【0009】化粧品工業のために、アルミニウム/クロ
リド−溶液のpH値は、ほぼ中性であり、そのモル比
は、約2に達することが必要である。これは、水銀の使
用の際に最も早く行われ、この際、40〜80℃の温度
範囲での注意深いガルバニック反応により、この溶液の
水銀含分は、0.1μg/lを下廻る。Cu含有品質の
アルミニウムは、直接、ガルバニ電池として使用でき
る。
【0010】液状での貴なる金属、例えば水銀の使用の
際に、上昇性pH値で、アルミニウムの溶解は促進され
うる。これにより、溶液中のアルミニウム含分は、12
2g/l以上に達することができる。
【0011】pH値の上昇及びアルミニウム含量の上昇
に伴い、アルミニウムの外からの電圧を用いる陽極溶解
時に、陰極の所に酸化性アルミニウム化合物(おそらく
水酸化アルミニウム)が析出し、これが電流の中断をも
たらす。観察によれば、この析出は、既にアルミニウム
陽極の使用可能な溶解速度を得るために少なくとも必要
である2V以上の電圧で、かつ、2.9以上の溶液のpH
値で、並びに90g/l以上のアルミニウム含分で現わ
れる。これにより、特別な手段、例えば陰極の絶えざる
浄化によってのみ、122g/lのアルミニウム含分に
達しうる。
【0012】
【実施例】次に、多数の実施例及び比較例により、本発
明を詳説する。
【0013】例1 出発溶液として、アルミニウム箔の腐蝕の際に、例えば
コンデンサー箔の製造時に生じる残留溶液から製造した
ポリ塩化アルミニウム溶液を使用した。この出発溶液の
組成を第1表に示す。
【0014】第1表: 出発溶液の分析 Al 30 g/l Cl 80 g/l モル比(MV) 0.5 不純物 Mn 0.08 g/l Ca 0.02 g/l Mg 0.006 g/l Si 0.01 g/l Fe 0.003 g/l Cu,Ti 0.0005g/l Na 0.007 g/l 残分、各々 〈0.001 g/l アルミニウムの溶解時の方法パラメ−タを、次の第2表
に示す。溶解の間の蒸発による水分損失を絶えず補充し
た。結果として、第2表に記載の組成並びに第1表に記
載の不純物を有するポリ塩化アルミニウムの溶液が得ら
れた。
【0015】
【表1】
【0016】生成溶液中のガルバニ電池の貴なる成分の
含分は、次のように測定された:元素 mg/l Cu 0.5(出発溶液に相当) Pt 〈0.01 Au 〈0.01 Ag 〈0.01 Hg 〈0.0001 ここに記載の全ての実験は、加熱板上で加温されたガラ
スビーカー中で実施した。
【0017】本発明の方法による電気化学的反応におい
て、卑なるアルミニウムは、ポリ塩化アルミニウム水溶
液中で貴なる金属と金属接触する。こうして、カルバニ
電池が生じる。この卑なるアルミニウムは溶解し、同時
に、貴なる元素の所で水素が放出される。1 l当たりア
ルミニウム92gの溶解は、理論的に、268Ahの電
流に相当し、3.5時間円での完全溶解は、1秒当り水
素16mlの水素発生に相当する。このために、電流移
動のためのガルバニ電池の双方の成分の間及び貴なる元
素の所で相応する接触面は、水素還元用及び水素放出用
の相応する面を有すべきであることは明白である。これ
と並んで、アルミニウムの溶解を行なう相応する自由ア
ルミニウム面が存在すべきである。
【0018】第2表の例8〜11では、このために、そ
れぞれ貴なる金属例えばCu,Pt,Au又はAgで被
覆されたワイヤバスケットを使用した。この際、このワ
イヤバスケットは、充填物質の貫通落下をさけるため
に、できるだけ閉じられた底を有すべきである。このワ
イヤバスケットに、アルミニウム有利に、純アルミニウ
ムを例えば削屑、箔、片、顆粒、スクラップ又は半製品
の形で充填した。装入されたアルミニウムの性質に応じ
て、アルミニウムと貴なる金属との間の満足しうる接触
を保証するために、この装入物に少なくとも部分的に重
量をかけることが必要である。この場合に、不活性物質
又はアルミニウムからの重量を使用するのが有利であ
る。
【0019】ワイヤバスケットの代わりに、貴なる金属
製のプレート又は薄板を反応容器の底に置くこともでき
る。さらに、全反応容器又はその1部分も、貴なる金属
から製造されていてもよい。
【0020】アルミニウム合金の使用の場合には、この
装入物を、更なる金属接触なしに溶液中に入れる。ここ
で貴なる金属は、合金元素として例えばCuが既に存在
する(例4〜7参照)。
【0021】固体金属の代わりに、液体金属例えば水銀
を貴なる成分として使用する際に、特に好適な溶解条件
が達成される(例1〜3参照)。ここでは、反応容器の
底を水銀で被覆した。この溶液金属中に、装入されたア
ルミニウムを浸漬させる。この場合、明らかに短かい溶
解時間が得られる(第2表参照)。
【0022】アルミニウムの添加量は、全ての場合に、
アルミニウムが溶液量に対して過剰に存在するように選
択した。
【0023】第3表による比較実験は、電解液として、
同じ出発溶液を用いて実施した。この溶液中に、陽極と
して接続されたアルミニウム片を浸漬させた。この場合
に、陰極として、白金網を使用した。この電極に、外か
ら電圧をかけると、電流が流れて電解反応が進行した。
陽極の所でAlが溶け、同時に陰極の所で水素が放出さ
れた。この陽極でのアルミニウムの溶解時に、記載のモ
ル比もしくは記載のアルミニウム含分は、析出物の同期
的溶解によってのみ達成される(比較実験第3表及び先
の記載参照)。
【0024】例2 塩酸及び純アルミニウムから、次の組成のポリ塩化アル
ミニウム出発溶液を製造した: Al:52/l Cl:111g/l モル比 Al/Cl=0.6 この出発溶液各100mlを、還流冷却器を備えた丸底
フラスコ中にいれた。
【0025】例12,14,16,18及び19では、
アルミニウムよりも貴なる合金元素(Cu,Fe)少な
くとも1種を有するアルミニウム合金からカルバニ電池
を形成した。例13,15及び17では、出発溶液に純
アルミニウム及びCuCl2を添加した。銅をアルミニ
ウム金属上にスポンジ状銅として固着させ、これにより
所望のガルバニ電池を形成させる。
【0026】例20では、反応容器の底にCu−薄板を
置き、この上に純アルミニウムを施与した。付加的にこ
のアルミニウム中にCu−片を装入した。
【0027】次いで、この反応容器を水浴中に、65〜
80℃で約70時間保持した。引続き、溶液を濾去し、
分析した。結果を第4表にまとめる。還流冷却器によ
り、溶液損失は十分に避けられた。金属の加水分解は、
一定の水を消費し、相応して、生成溶液中のクロリド含
分を出発溶液中におけるよりも高めた。
【0028】
【表2】
【0029】既に、アルミニウムより貴なる鉄は、3よ
り高いpH−値でも溶解速度を促進する作用をすること
が明らかであった。この反応は、主として、レドックス
系Fe(II)/Fe(III)による触媒反応であ
る。この場合鉄は、合金元素としても、溶けた鉄塩とし
ても使用できる。アルミニウム合金中の鉄含有率が約
0.8%より高い場合には、Alの溶解速度は著しく上
昇する。いずれにせよ、生成溶液は約0.5g/lまで
の鉄含分を記録する(例12及び19)。過剰の鉄は水
酸化鉄として沈殿し、濾別することができた。3.5〜
3.7のpH−値では、溶けた鉄は同様に水酸化鉄とし
て沈殿するはずである。しかしながら、これはH22
の酸化の後にも溶液中に残る(溶液は黄色になる)。従
って、この鉄は、アルミニウムと同様にポリクロリドと
して存在することが想像される。
【0030】合金成分として、塩(例えばCuCl2
として又は金属加工材料として、アルミニウムと直接接
触して使用された銅も、アルミニウムの高い溶解速度に
作用する。この場合、CuCl2として添加された(例
1参照)Cu約0.005%の極めて僅かなCu−量
が、Cu約0.01%のAl−合金中のCu−含有率
(例14参照)におけるよりも良好な結果を示す。反応
容器の底部の銅薄板での張り、並びに、装入されたアル
ミニウム屑の間の銅薄板片の挿入も、高い溶解速度に作
用する(例20参照)。どの実験でも生成溶液中の銅含
有率の著しい上昇は観察されなかった。
【0031】生成溶液のpH−値は、塩濃度により著し
く影響される。本発明方法の工業的使用の際に、このp
H値測定を、方法制御のために使用することができる。
【0032】実際に、水浄化のためのポリ塩化アルミニ
ウム−溶液を製造すべき場合には、鉄含有アルミニウム
の使用は有利でありうる。鉄は、特に沈殿物の凝集及び
沈降特性を改良する。例えば化粧品中におけるようなポ
リ塩化アルミニウムの更なる使用のために、銅底(薄
板)を有する溶液容器の使用及び/又は、銅ワイヤバス
ケットと共にアルミニウムを添加することが推奨され
る。場合により、反応を促進するために銅塩を使用する
こともできる。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 50〜120℃の温度でアルミニウムを
    電気化学的に溶解することによりポリ塩化アルミニウム
    溶液中のAl/Cl−モル比を高める方法において、≧
    0.5のAl/Cl−モル比を有するポリ塩化アルミニ
    ウム溶液を、アルミニウム金属及び電気化学的に貴なる
    金属よりなるガルバニ電池と接触させ、この溶液がアル
    ミニウムで飽和されるまで保持することを特徴とする、
    ポリ塩化アルミニウム溶液中のAl/Cl−モル比を高
    める方法。
  2. 【請求項2】 ガルバニ電池として、電気化学的にアル
    ミニウムより貴であり、アルミニウム表面と接触して溶
    解する他の金属少なくとも1種を含有する品質のアルミ
    ニウムを使用する、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 電気化学的に貴なる金属は、水銀、銅、
    金、銀又は白金の群から選択されたものである、請求項
    1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】 出発溶液として、一般的組成:Al2(OH)n
    Cl6-n(2≦n≦5)の塩基性塩化アルミニウム溶液を
    使用する、請求項1から3のいずれか1項に記載の方
    法。
  5. 【請求項5】 貴なる元素として、溶解条件下に液状の
    金属を使用する、請求項1から4のいずれか1項に記載
    の方法。
  6. 【請求項6】 ガルバニ電池の貴なる成分を塩の形で溶
    液に添加する、請求項1から5のいずれか1項記載の方
    法。
JP4061964A 1991-03-20 1992-03-18 ポリ塩化アルミニウム溶液中のAl/Cl−モル比を高める方法 Pending JPH05208813A (ja)

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AT (1) ATE119136T1 (ja)
DE (2) DE4108972C2 (ja)

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DE4108972A1 (de) 1992-09-24
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