JPS59500811A

JPS59500811A - 塩化アルミニウム六水和物の熱分解法

Info

Publication number: JPS59500811A
Application number: JP50193683A
Authority: JP
Inventors: ミラ−・ユ−ジ−ン; マクスウイ−ニ−・ジエラルド・ビ−
Original assignee: アメリカ合衆国
Priority date: 1982-05-07
Filing date: 1983-05-03
Publication date: 1984-05-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】塩化アルミニウム六水和物の熱分解法本発明は、塩化アルミニウム入水和物のアルミナへの熱分解法に関するが、本性は、浸出剤として塩化水素酸を用いるカオリンからの電池用（ｃｅｌｌ−ｇｒａｄｅ）アルミナの製造法における重要な鍵となる工程である。

鉱酸類、特に、塩化水素酸を用いて浸出することにより粘土からアルミニウムを抽出することは良く知られている。塩化アルミニウム六水和物、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２０は、従来、浸出液から結晶化され、続いて熱分解に４Ｕされて、次に示される反応式に従って、アルミナを生成する。

２Ａ文Ｃ又３・６Ｈ２０−＋Ａ交２０３＋９Ｈ７０＋６ＨＣ文論動床を用いるいくつかの方法が、例えば、米国特許第４．０８０，４３７号に示されているように、Ａ文Ｃ文、・６Ｈ２０の分解に用いられている。しかしながら、これらの方法は、一般的に言って、特にエネルギー消費の観点から非効率的である。

本発明によれば、Ａ文Ｃ文３・６Ｈ２０の熱分解の効率は縦列に継いだ二つの濃密流動床分解器を用いる方法によって相当程度改善されうろことが判ったが、この第一段分解器は、Ａｉｃｎ、、・６Ｈ２０を部分的に分解するために比較的低温で運転され、第二段分解器は高温で運転されて、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２０の熱分解を実質的に完結せしめる。更に、本熱分解決あ効率は、第一段分解器から得られるカス状の分解生成物、すなわち、ＨＣ文及び水蒸気を、該分解器における流動化用ガスとして用いることにより、さらに改善される。この目的のために、生成したガスは、送風機とダンパー弁の組合せのような従来から知られた適当な装置によって、第一段分解器の流動化ガス入口に再循環される。流動化に必要なガス以外の過剰カスはコンデンサーに移送されて、そこで、製塩化水素として回収され、最初の浸出工程に再循環させるか、晶析器η）らのＡＬＣｉ、・６Ｈ２０結晶を洗浄するために用いられるか、あるいは、晶析器のための散布用ガス源として用いられる。この濃塩化水素耐の直接回収法は、従来法において生成する稀薄ガスから濃厚醇を０回収する際の高エネルギーコスト及び高い装蝉芦を回勲する。

ＡＩＣ文、・６Ｈ７０供給物は、好ましくは、結晶の供給を速やかに行うために、第一段分解器に供給する前に、約２〜３重量％の水分量になるまで乾燥される。これは、流動床乾燥器のような従来の手段によって、好ましくは、約９０〜１００°Ｃの温度で、容易に行うことができる。供給源の粒径は約−３０〜＋３２５メツシユにあるべきである。Ａ９．０文、・６Ｈ２０の第一段分解器への最適供給速度は、分解器の寸法、流動床の高ｒ及び密度、流動化ガスの流速、温度等に依存するが、実験的にめるのが最良である。

第一・及び第二段分解器は、共に、固形状供給物及び波動化ガス用の入１１と固形状及びガス状生成物並びに流動化ガス用出口を有する従来から用いられている流動床型反応器からなっている。これらの分解器は、また、必要な温度を維持するための従来の加熱手段を備えている。第一段分解器の操作温度は、約２００〜４００°Ｃであるが、最適温度は、種々の要因、例えば、供給物の量、水分量及び粒径、′　分解器の寸法、流動床の密度及び供給物のがｔ動床における滞留時間段分解器におけるＡ　Ｉ　ＣＩ　３　・６Ｈ２０の分解が約９０〜９５％になるに充分なものでなければならない。この分解器中のＡＩＣ文、・６Ｈ２０の適切な滞留時間は、通常、約２０〜４０分である。本発明方法においては、分解の大部分が、熱損失がはるかに小さい低温において行われるため、従来法に比べて、エネルギー効率が大巾に改善ネれている。

第一段分解器は、濃雀流動床として運転される。最初の流動化は、始動流動化ガス、好ましくは、空気と水蒸気の組合せによってなされる。しかしながら、上述したごとく、始動に続く操作では第一段分解器用の流動化ガスの全部もしくは一部として、再循環生成カス、すなわち、ＨＣ文及び水蒸気゛を使用〒るのが好ましい。流動化ガスの約９０〜１００％が再循環ガスからなり、残り６が、工程制御のために添加された水蒸気からなっているの゛が好ましい。再循環、ガス中のＨＣＩの濃度は、通゛常、約１５〜４０’容量％の範囲にあり、水蒸気は、約０．３〜１０ｍ／秒の範囲にあり第一段分解器における、供給物の滞留時間は、一般に、約２０〜４０分の範囲にある。

第一段分解器から得られる固形状生成物は、上記反応によって形成されるＡ文、０３と約５〜１０％の未分解Ａ交Ｃ１，・６Ｈ２０の混合物からなっている。この生成物は、空気コンベアーのことき従来の手段によって第二段分解器に移送されるが、この分解器も第一段分解器と同様にＭ’ｆＥ流動床として運転される。

しかしながら、この段階における操作温度は、Ａ又Ｃす３・６Ｈ，！Ｏの熱分解を実質的に完結させて電池用（ｃｅｌｌ−ｇｒａｄｅ）のＡ４１１ｊ２．０３を得るために、第一段分解器の温度よりもはるかに高い。約８０θ〜１１００℃の温度が一般に適切であるが、ここでも、最適温度は、上述した変数によって左右される。約５〜１０分の滞留時間で、通常は充分である。流動化は、空気及び固形、液状もしくはガス状燃料の燃焼生成物又はこれらと水蒸気、酸素もしくは不活性ガスとの混合物のような従来の流動化ガスによってなされる。燃焼生成物は、分解器以外の炉中で生成してもよく、あるいは、天然もしくは合成ガスのごとき清浄燃料を流動床中で直接燃焼せしめてもよい。第一段分解器中におけると同様の表面流速を用いることができる。

本発明を、実験室規模で行われた次に示す実施例によってさらに具体的に説明する。商業的な運転は、一般に、相当大型の装置を用いて行われよう。

一災蒸旬一粒径−３０〜＋３２５メツシユ、水分含量２〜３重量％のＡ文Ｃ文３・６Ｈ２０の供給物を、約４０ｇ／分の割合で第一段分解器に供給した。分解器は４−インチのチャンバー（小室）か、らなり、長さは１８インチであり、バスタロイＣ（耐食性ニッケル基合金）からできているが、これを、床中に埋め込んだ９個の５００ワツトの加熱素子からなる管束によって電気的に加熱した。体積比で２＝１の水蒸気と塩化水素を、操作温度で約０．３ｃｃ／秒の流速で、流動化ガスとじて用いた。運転温度は２５０℃であった。分解器中の供給物の滞留時間は約３０分であった。生成物は、流動床の底部より１、スターフィーダー（ｓｔａｒ　ｆｅｅｄｅｒ）を用いて取り出したが、このものは、約５％の塩素化物含量を有していることが判った。

この生成物を、第一段分解器と同様の第二段分解器へ供給したが、ここでは、運転温度は１ｏｏｏ℃であり１分解室下方のバーナー室によって温度が維持された。約１　：ｌＯ：　１　：ｉ、６の比の二酸化炭素、窒素、酸素及び水蒸気の混合物を、表面上昇速度約０．４ｍ／秒で、流動化ガスとして用いた。滞留時間は約１０分であった。生成物、Ａ５Ｌ２０３を、再び、流動床の底部から取り出したが、このものの塩素化物含量は０．１重量％未満であるこ・とが判った。

国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

（１）濃密流動床の状態にある塩化アルミニウム六水和物を、第一段分解器中、温度約２００〜４００℃で、塩化アルミニウム六水和物の約８０〜９５％が分解してアルミナになるに充分な時間処理する工程、及び
（２）上記工程（１）で生成した固形状生成物を、濃密流動床の状態で、第二段分解器中、温度約８００〜１１００℃で、塩化アルミニウム六水和物のアルミナへの熱分解が実質的に完了するに充分な時間処理する工程からなることを特徴とする熱分解法。２、第一段分解器において塩化アルミニウム六水和物を流動化するために用いられるガスが実質的にＨＣｌと水蒸気とからなる請求の範囲第１項記載の熱分解法。３　、ＨＣＩと水蒸気の大部分が、第一段分解器における塩化アルミニウム六水和物の熱分解によって得られるガス状生成物からなる請求の範囲第２項記載の熱分解法。４、第一段分解器における塩化アルミニウム六水和物の熱分解によって得られる過剰のガス状生成物を濃縮し、製塩化水素酸を回収する請求の範囲第３項記載の熱分解法。