JPH0710726B2 - 塩化アルミニウムの精製方法 - Google Patents

塩化アルミニウムの精製方法

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JPH0710726B2
JPH0710726B2 JP63009438A JP943888A JPH0710726B2 JP H0710726 B2 JPH0710726 B2 JP H0710726B2 JP 63009438 A JP63009438 A JP 63009438A JP 943888 A JP943888 A JP 943888A JP H0710726 B2 JPH0710726 B2 JP H0710726B2
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    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は無水塩化アルミニウムの精製方法に関する。
従来の技術 塩化アルミニウムは有機化学の分野で触媒として用いら
れ、また、アルミニウムを製造するために利用すること
ができる。塩化アルミニウムの工業的製造方法には、溶
融アルミニウム上に塩素ガスを反応させる方法と、アル
ミナのカルボ塩素化方法の2種類の方法がある。後者の
方法では、アルミナ、塩素および炭化物の反応を利用す
る。ここで用いられる炭化物としてはコークスまたは一
酸化炭素を挙げることができる。しかし、得られた塩化
アルミニウムには、炭素の性質と発生源に応じて、金属
塩化物の他に、芳香族化合物またはその縮合物等の有機
塩素化物が含有されている。触媒または化粧品製造には
純粋塩化アルミニウムを使用することが多いが、これら
を使用する際に有機塩素化物の存在は非常に煩わしいも
のであり、時には絶対的な障害となる。
塩化アルミニウムの発生源が何であれ、塩化アルミニウ
ムが有機塩素化物を含んでいる場合には、その精製に支
障をきたす。
発明が解決しようとする課題 塩化アルミニウムに含まれる有機不純物の除去について
記載した様々な出版物が存在する。
1966年3月29日付日本国特許出願第31,452/66号には、A
lCl3とC6Cl6の混合物を600℃のアルミニウムで処理する
というヘキサクロロベンゼンを含む塩化アルミニウムの
精製について記載されている。C6Cl6は完全に分解さ
れ、炭素はアルミニウムの表面上に沈着する。アルミニ
ウムは空気の存在下で600℃に加熱して炭素を酸化する
ことにより再生される。1966年3月29日付日本国特許出
願第31,451/66号には、これと類似しているが850℃の鉄
を用いるかまたはC6Cl6を含むAlCl3を700℃の亜鉛浴中
で処理する方法が記載されている。
アメリカ合衆国特許第4,541,907号には、塩素化有機不
純物(主にヘキサクロロベンゼンC6Cl6)を含むAlCl3
流動層状のアルミナと炭素で処理することにより、塩素
化物の除去された塩化アルミニウムを得る方法が記載さ
れている。しかし、この方法は高温で応用する場合に問
題が生じる。
さらに、昇華および/または沸騰の温度差に基づいた分
離や種々の支持体への吸収といった従来の方法も用いる
ことができる。しかし、これらの方法では塩化アルミニ
ウムが不完全にしか精製されず、しかも非分解的手段で
あるため、処理の仕様がない有機塩素化物を多量に含ん
だ物質を生じるという問題が生じる。
課題を解決するための手段 本発明者は、有機塩素化物を含む無水塩化アルミニウム
を精製するための新規な方法であり、 a) 塩化アルミニウムを少なくとも1種のクロロアル
ミン酸塩浴と接触させ、 b) 次に、上記クロロアルミン酸塩浴の蒸気相中で塩
化アルミニウムを回収する ことを特徴とする方法を見い出した。
作用 有機塩素化物を含む無水塩化アルミニウムを以後、不純
塩化アルミニウムと呼ぶことにする。
本発明の方法においては、種々のクロロアルミン酸塩ま
たはこれらの混合物を用いることができるが、例とし
て、クロロアルミン酸カリウム、クロロアルミン酸リチ
ウム、クロロアルミン酸ナトリウム、クロロアルミン酸
カルシウム、クロロアルミン酸ストロンチウム、クロロ
アルミン酸アンモニウムが挙げられる。本文中では、塩
化アルミニウムと1種または複数種の金属塩化物との混
合物をすべてクロロアルミン酸塩と呼ぶ。
本発明で用いられる望ましいクロロアルミン酸ナトリウ
ムとは、塩化アルミニウムと塩化ナトリウムの混合物を
意味し、これは等分子混合物だけではなく、あらゆる比
率の混合物を含む。
さらに、クロロアルミン酸ナトリウムは、塩化リチウム
および/または塩化カリウムを含んでもよい。また、ク
ロロアルミン酸ナトリウムリチウムと呼ばれる塩化アル
ミニウムと塩化ナトリウムと塩化リチウムとの混合物等
の混合物を用いることもできる。
クロロアルミン酸ナトリウムは少なくとも50モル%の塩
化アルミニウムを含み、200℃未満の融点を有すること
が望ましい。
さらに、NaClをより多く含むクロロアルミン酸塩で、不
純塩化アルミニウムとの混合の後、50モル%未満のNaCl
と有機塩素化物を含むような比率を有するクロロアルミ
ン酸塩を使用することもできる。
本発明は、あらゆる有機塩素化物に応用することができ
るが、中でも2個以上の炭素原子をもつ塩素化または過
酸塩素化脂肪族物質、環状化合物、ヘテロ環状化合物、
芳香族化合物、モノまたはポリ環状化合物、特にポリク
ロロビフェニルについて有用である。
不純塩化アルミニウムは、気相、固体、液体いずれの形
態でもよい。塩化アルミニウムが液体または固体の場合
には、これをクロロアルミン酸塩浴中に流し込み、液体
状に維持するだけでよい。不純塩化アルミニウムが気相
の場合には、液相と気相を接触させるあらゆる方法によ
り、この塩化アルミニウムをクロロアルミン酸塩浴と接
触させることができる。これは、プレート塔またはライ
ニング塔でもよい。また、クロロアルミン酸塩の撹拌槽
中に、プランジャ管または該槽の底まで届く管を用いて
不純塩化アルミニウムを導入することも可能である。
塩化アルミニウムはクロロアルミン酸塩の液相と気相に
分配されるが、不純塩化アルミニウムが窒素、空気、一
酸化炭素等の不活性または非凝縮性の物質を含む場合に
は、この不純塩化アルミニウムは気相中に残ったままで
ある。有機塩素化物もまたクロロアルミン酸塩の気相と
液相に分かれる。不純塩化アルミニウムをクロロアルミ
ン酸塩浴中に有機塩素化物の分解に必要な時間だけ接触
させる。この接触は、例えば、プレート塔またはライニ
ング塔で行うが、ここで分解したいあらゆる塩素化物質
がクロロアルミン酸塩浴と充分に接触するように、液相
と気相が連続した混合物を用意する。さらに、カスケー
ド状の撹拌反応器を用いることもできる。塔またはカス
ケード状反応器の流量および/または容量を変えること
により接触時間を調節する。
操作は非連続的または連続的に行う。
クロロアルミン酸塩が液体であれば、あらゆる温度で操
作を行うことができるが、300℃以下が望ましく、特に2
00〜300℃が好ましい。
塩素化物質特に、芳香族物質の分解速度はクロロアルミ
ン酸塩浴の温度と共に高くなる。接触時間は広い範囲で
変えられるが、一般に数分間〜数時間の間である。
クロロアルミン酸塩浴上の気相中で塩化アルミニウムを
回収する。このとき用いられる最も単純な方法は、乾燥
したガス流により塩化アルミニウムを連行し、昇華温度
より低い温度に冷却した壁面上に純粋な塩化アルミニウ
ムを凝着させるというものである。
この乾燥したガスは空気または窒素でよい。気相中に
は、塩化アルミニウムと連行用乾燥ガスの他に、塩素化
物質の分解した軽物質を認めることができる。これらの
軽物質は、不純塩化アルミニウム中で初め例えば、四塩
化炭素および/またはヘキサクロロエタンだったもので
ある。この連行用乾燥ガス、塩化アルミニウムおよび軽
物質の混合物は、例えば、冷却壁面上での凝着等の純粋
塩化アルミニウムを回収するための従来の方法で処理す
ることができる。不純塩化アルミニウム中にあった芳香
族物質、特にポリクロロビフェニル等の塩素化物質は消
失し、クロロアルミン酸塩溶上で回収した塩化アルミニ
ウム中には存在しないことは留意すべきである。
不純塩化アルミニウムを所定時間接触させた後、クロロ
アルミン酸塩浴を分析すると、芳香族物質やポリクロロ
ビフェニル等の有機塩素化物は全く認められない。
また、クロロアルミン酸塩浴を定期的にパージし、不純
塩化アルミニウムに伴う非常に重い物質や埃が蓄積する
のを防ぐことができる。
パージ中にも芳香族物質やポリクロロビフェニルは全く
認められない。
本発明の望ましい態様では、クロロアルミン酸塩浴に、
例えばアルミニウムまたは亜鉛のような還元金属から選
択された1種または複数種の粉体状金属を添加する。
このとき、平均粒径が500μより小さい粒体を用いるの
が望ましい。
金属を用いると、前述のように有機塩素化物は完全に除
去されるが、前述の場合と比較して数倍から数十倍の高
速度で除去することができる。
アルミニウム以外の金属を用いる場合には、クロロアル
ミン酸塩浴上の塩化アルミニウムを含む気相中にこれら
金属の塩化物が形成される。塩化アルミニウム中に上記
のようなアルミニウム以外の金属塩化物が存在すること
が望ましい場合もある。しかし、多くの場合、純粋な塩
化アルミニウムを得るのが望ましい。塩化アルミニウム
に添加される金属の塩化物が何であれ、不純塩化アルミ
ニウムに含まれる芳香族またはポリクロロビフェニル等
の塩素化物質の分解という基本的な結果が得られる。
従って、粉体状のアルミニウムを用いるのが望ましい。
アルミニウムを使用する場合のもう1つの利点は、不純
塩化アルミニウムに場合により含まれる可能性のある塩
化鉄を分解できる点である。塩化鉄は塩化第一鉄に変化
してクロロアルミン酸塩浴中に沈殿する。
粉体アルミニウムが消費されるということは、不純塩化
アルミニウムと共に導入した塩素化合物から塩素が奪わ
れて塩化アルミニウムが形成されるということを意味す
る。粉体アルミニウム量の制限はなく、充分に用意する
ことが望ましいが、クロロアルミン酸塩浴をパージする
際に大きな損失がないようにあまり多過ぎてもいけな
い。クロロアルミン酸塩浴中に5〜10重量%の粉体アル
ミニウムを添加するのが望ましい。塩素化物質の分解速
度は粉体アルミニウムの量およびクロロアルミン酸塩浴
の温度と共に高くなることが確認されている。
粉体金属が浴中に充分に分散するように該浴を撹拌する
のが望ましい。
下記の実施例により、本発明をさらに詳しく説明する
が、本発明はこれに何ら制限されるものではない。
実施例1 400回転/分の速度で回転する6枚羽根付螺旋状撹拌機
と、整流壁とを備え、砂浴で加熱された容量1.5lのステ
ンレス鋼製容器中に、65モル%のAlCl3を含むクロロア
ルミン酸ナトリウム900gを導入する。次に、下記の物質
(含有量はppmで示す)すなわち、 テトラクロロベンゼン 60、 ペルクロロベンゾニトリル 30、 ペンタロロベンゼン 220、 ペルクロロスチレン 10、 ヘキサクロロベンゼン 570、 デカクロロビフェニル 65 を含む不純塩化アルミニウム200gを添加する。細かい粉
体アルミニウム〔ペシネ(PECHINEY)XY49タイプ〕45g
を添加し、この混合物を200℃に加熱し、この温度で時
間t=0を記録する。さらに、この浴を撹拌しながら20
0℃の温度を維持する。所定の時間ごとに、液相状のク
ロロアルミン酸塩浴を冷却してそのサンプルを採取する
と同時に、クロロアルミン酸塩浴中に窒素流を送ること
により微量のAlCl3を昇華させてこれを所定容量の硬質
グラス製容器に回収する。実験の終わりに、最初に導入
した200gのAlCl3を同様の方法で昇華させる。
この実施例による結果を添付の第1表に示す。クロロベ
ンゼンはその式で示されており、PCBNはパルクロロベン
ゾニトリル、PSはペルクロロスチレン、DCBPはデカクロ
ロビフェニルをそれぞれ表わす。
実施例2 実施例1と同様に操作を行うが、225℃の温度下で行
う。時間t=0は、クロロアルミン酸塩浴が225℃に達
したとき記録する。
結果を第2表に示す。
実施例3 実施例1と同様であるが、250℃で操作を行う。時間t
=0はクロロアルミン酸塩浴が250℃に達したとき記録
する。
結果を第3表に示す。
実施例4 実施例1と同様の操作を4回行うが、各回で使用する粉
体アルミニウムの量を変える。混合物を200℃に加熱
し、この温度で時間t=0を記録する。t=1hにおい
て、クロロアルミン酸塩中および気相中の塩素化物質の
濃度を測定する。
結果を第4表に示す。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a) 有機塩素化物を含む塩化アルミニ
    ウムを250℃以下の少なくとも1種のクロロアルミン酸
    塩の浴と接触させ、 (b) クロロアルミン酸塩浴の蒸気相中の塩化アルミ
    ニウムを回収する、ことを特徴とする有機塩素化物を含
    む無水塩化アルミニウムの精製方法。
  2. 【請求項2】クロロアルミン酸塩がクロロアルミン酸ナ
    トリウムである請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】クロロアルミン酸塩浴中に少なくとも1種
    の粉体状還元金属を添加する請求項1または請求項2に
    記載の方法。
  4. 【請求項4】金属がアルミニウムである請求項3に記載
    の方法。
JP63009438A 1987-01-21 1988-01-19 塩化アルミニウムの精製方法 Expired - Lifetime JPH0710726B2 (ja)

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