NO137888B

NO137888B - PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF ALUMINUM HYDROXYCHLORIDES

Info

Publication number: NO137888B
Application number: NO751004A
Authority: NO
Inventors: Bruno Notari; Luigi Rivola
Original assignee: Snam Progetti
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1975-03-24
Publication date: 1978-02-06
Also published as: HU172417B; NO751004L; NO137888C; PL98224B3

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrbrer en fremgangsmåte for fremstilling av aluminium-hydroksyklorider. The present invention relates to a method for the production of aluminum hydroxychlorides.

Det er kjent en. fremgangsmåte for fremstilling av al5uminium-hydraksy-klorider med den generelle formel There is a known one. process for the production of aluminum hydroxy chlorides with the general formula

hvori x og y kan. varierer fra 1 tiil 3> 5 henhv. fra 5 til 2.5 where x and y can. varies from 1 to 3 > 5 respectively. from 5 to 2.5

I henhold til denne fremgangsmåte omsettes et aluminiumoksyd eller vannholdig aluminiumoksyd med saltsyre, og- mengden av aluminiumoksyd er meget hbyere enn den stbkiwometriske mengde nbdvendig for oppnåelse av aluminiumtriklorid. According to this method, an aluminum oxide or hydrous aluminum oxide is reacted with hydrochloric acid, and the amount of aluminum oxide is much higher than the stobkiwometric amount necessary to obtain aluminum trichloride.

o Reaksjonen foregår ved temperaturer fra 100 til 160 C og det anvendte utgangsmaterial kan velges falandt bayer^aluminiumoksyd, bauxitt., gibsitt, hydrargillitt, bornitt. Som nevnt ovenfor anvendes e€:,„;r'> o The reaction takes place at temperatures from 100 to 160 C and the starting material used can be chosen such as bayer alumina, bauxite, gibbsite, hydrargillite, bornite. As mentioned above, e€:,„;r'> is used

stort overskudd derav i forhold til den stbkiometriske mengde large excess thereof in relation to the stbchiometric quantity

nbdvendig for oppnåelse av triklorid-der.i våtet, og mer nbyaktig er mengden 2.5 til 5 ganger så hby som den stbkiometriske mengde. necessary for obtaining trichloride-der.in the wet, and more closely the amount is 2.5 to 5 times as high as the stbchiometric amount.

Det er nå funnet, og dette er grunnlaget for den foreliggende oppfinnelse, at hvis reaksjonen gjennomfbres ved hoyere temperaturer kan det anvendes en mengde aluminiumoksyd eller vannholdig It has now been found, and this is the basis of the present invention, that if the reaction is carried out at higher temperatures, a quantity of aluminum oxide or aqueous

aluminiumoksyd i stbkiometrisk mengde eller bare i et lite overskudd aluminum oxide in stbkiometric quantity or only in a small excess

i forhold til den mengde som er nbdvendig for oppnåelse av trikloridet, og det oppnås aluminium-hydroksyklorider med den ovenstående formel hvori x er fra 1 til 4 og y fra 5 til 2. in relation to the amount required to obtain the trichloride, and aluminum hydroxychlorides are obtained with the above formula in which x is from 1 to 4 and y from 5 to 2.

Ugangsmåterialet kan også her velges blant bayer-aluminiumoksyd, bauxitt, gibsitt, hydrargillitt, diaspor, bbmitt, men det under-strekes at den spesielle anvendelse av bayer-aluminiumoksyd (oc-Al203. 3H20) tillater gjennomfbring av reaksjonen med kortere reaksjonstider og det oppnås mer basiske aluminium-hydroksyklorider. The starting material can also here be chosen from bayer alumina, bauxite, gibbsite, hydrargillite, diaspore, bbmite, but it is emphasized that the special use of bayer alumina (oc-Al203.3H20) allows the reaction to be carried out with shorter reaction times and it is achieved more basic aluminum hydroxychlorides.

Oppfinnelsen vedrbrer således en fremgangsmåte for fremstilling The invention thus relates to a method for production

av aluminium-hydroksyklorider med formel Al^COH^Cl^, hvori x og y er fra 1 til 4 henholdsvis fra 5 til 2, hvor saltsyre med en konsentrasjon av 30 - 37 vektprosent omsettes med aluminiumoksyder eller vannholdige aluminiumoksyder i en mengde tilsvarende eller i et lite overskudd i forhold til den.stbkiometriske mengde som er of aluminum hydroxychlorides with the formula Al^COH^Cl^, in which x and y are from 1 to 4 and from 5 to 2, respectively, where hydrochloric acid with a concentration of 30 - 37 percent by weight is reacted with aluminum oxides or hydrous aluminum oxides in an equivalent amount or in a small surplus in relation to the.stbkiometric quantity which is

■nbdvendig for oppnåelse av triklorid-derivåtet, og det særegne ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er at reaksjonen gjennom-føres ved temperaturer av over 160 og inntil 270°C og trykk av 0.1 necessary for obtaining the trichloride derivative, and the distinctive feature of the method according to the invention is that the reaction is carried out at temperatures of over 160 and up to 270°C and pressure of 0.1

- 50 kg/cm <2> . - 50 kg/cm <2> .

Ved enden av oppslutningen henholdsvis reaksjonen foreligger et .. faststoff som.hovedsakelig utgjbres av uomsatt aluminiumoksyd og som kan fraskilles og på nytt tilfores reaksjonsbeholderen. Også her er det mulig å understreke den fordel som skriver seg fra. anvendelsen av bayeraluminiumoksyd i forhold til anvendelse av andre Al-forbindelser. Bruk av bauxitt i den forutgående oppslutt-ingsreaksjon bevirker dannelse av et faststoff som inneholder silisiumoksyd og aluminiumoksyd i et forhold som avhenger av de spesielle reaksjonsbetingeler og av bauxitt-typen. De forskjellige krystallografiske strukturer og den forskjellige granulometri bevirker med hensyn til bauxitt og de andre nevnte mineraler en lavere reaksjonshastighet som ved samme temperatur betyr lengre reaksjonstider, av stbrrelsesorden 2 til 5 ganger så lange som de andre. At the end of the digestion or the reaction, there is a .. solid which is mainly produced by unreacted aluminum oxide and which can be separated and re-fed to the reaction vessel. Here, too, it is possible to emphasize the advantage that comes from it. the use of Bayer alumina in relation to the use of other Al compounds. Use of bauxite in the previous inclusion reaction results in the formation of a solid containing silicon oxide and aluminum oxide in a ratio that depends on the particular reaction conditions and on the type of bauxite. With respect to bauxite and the other minerals mentioned, the different crystallographic structures and the different granulometry cause a lower reaction rate, which at the same temperature means longer reaction times, of the order of 2 to 5 times as long as the others.

Arbeidsforholdene og de mulige anvendelser- av de oppnådde klor-hydroksyder er ellers de vanlige som vil være kjent for fremstilling og anvendelse av aluminium-hydroksyklorider. The working conditions and the possible uses of the chlorine hydroxides obtained are otherwise the usual ones that will be known for the production and use of aluminum hydroxychlorides.

EKSEMPEL 1 EXAMPLE 1

Det ble anvendt bayer-aluminiumoksyd med partikler.40 til 70^um diameter. Oppslutningen ble gjennomført på fdlgende måte: 50 kg tort aluminiumoksyd (a-A^O^ . 3H2'0) ble omsatt med 110 kg saltsyre i en vandig lbsning med konsentrasjon 33 vektprosent. Reaksjonen ble gjennomfbrt i en emaljert stålreaktor med 160 1 romfang utstyrt med en anker-rbrer som roterte med 80 omdreininger pr. minutt idet reaktoren ble tilfort nitrogen opp til et trykk på 0.5 atmosfærer. Temperaturen ble hevet fra romtemperaturen til 180°C i lbpet av.30 minutter og reaksjonen ble fortsatt i 4 timer ved 180°C idet slutt-trykket var 8 kg/cm^. Det ble til slutt oppnådd et bunnfall bestående av uomsatt aluminiumoksyd (cc-Ai203 . 3H20) tilsvarende 1% av tilfort aluminiumoksyd. Sluttproduktet behbvde derfor ikke noen filtrering og hadde en Al^^-mengde tilsvarende 19.5% og en densitet bestemt ved 20 c på 1.40. Den kjemiske analyse bekreftet at det var et hydroksyklorid med formel Al^OH^Cl^. Mer spesielt var deri totale kjemiske analyse av produktet etter fraskilling av bunnfallet fblgende: Bayer alumina with particles 40 to 70 µm in diameter was used. The digestion was carried out in the following way: 50 kg of dry aluminum oxide (a-A^O^ . 3H 2'O) was reacted with 110 kg of hydrochloric acid in an aqueous solution with a concentration of 33 percent by weight. The reaction was carried out in an enamelled steel reactor with a volume of 160 1 equipped with an armature rotor which rotated at 80 revolutions per minute. minute as the reactor was supplied with nitrogen up to a pressure of 0.5 atmospheres. The temperature was raised from room temperature to 180°C in 30 minutes and the reaction was continued for 4 hours at 180°C, the final pressure being 8 kg/cm 2 . A precipitate consisting of unreacted alumina (cc-Al 2 O 3 . 3H 2 O) corresponding to 1% of added alumina was finally obtained. The final product therefore did not require any filtration and had an Al^^ amount corresponding to 19.5% and a density determined at 20 c of 1.40. The chemical analysis confirmed that it was a hydroxy chloride with the formula Al^OH^Cl^. More specifically, total chemical analysis of the product after separation of the precipitate was as follows:

EKSEMPEL 2 EXAMPLE 2

Det ble anvendt samme material som i det foregående eksempel og fblgende reaksjon ble gjennomfbrt: 800 g tort aluminiumoksyd (<x-Al203 . 3H20) ble omsatt med 1000 g saltsyre i vandig lbsning med konsentrasjon 37 vektprosent. Oppslutningsreaksjonen ble gjennomfbrt i en reaktor av "Hastelloy B" utstyrt med en magnetisk sleperbrer som roterte med en hastighet på 200 omdreininger pr. minutt. The same material as in the preceding example was used and the following reaction was carried out: 800 g of dry aluminum oxide (<x-Al203.3H20) was reacted with 1000 g of hydrochloric acid in an aqueous solution with a concentration of 37% by weight. The digestion reaction was carried out in a reactor of "Hastelloy B" equipped with a magnetic tow bar rotating at a speed of 200 revolutions per minute. minute.

For reaksjonen ble igangsatt ble luften i reaktoren erstattet med nitrogen til et overtrykk på 0.5 kg/cm 2. Before the reaction was started, the air in the reactor was replaced with nitrogen to an excess pressure of 0.5 kg/cm 2.

Temperaturen ble så hevet fra romtemperatur til 230°C i lbpet The temperature was then raised from room temperature to 230°C in lbpet

av 30 minutter og reaksjonen ble forsatt i 6 timer ved 230°C idet of 30 minutes and the reaction was continued for 6 hours at 230°C

-slutt-trykkét var 25 kg/em 2. - the final pressure was 25 kg/em 2.

Til slutt bl-e temperaturen senket til 80°C og 700 g destillert vann ble tilsatt. Finally, the temperature was lowered to 80°C and 700 g of distilled water was added.

Den kjemiske analyse viste et bunnfall bestående av uomsatt aluminiumoksyd (oc-AljO^ • SI^O) tilsvarende 2% av tilfort aluminiumoksyd.- Sluttproduktet behbvde derfor ingen filtrering og hadde et Al^b^-innhold tilsvarende 19 . 5% og en densitet ved 20°C på 1,41. The chemical analysis showed a precipitate consisting of unreacted aluminum oxide (oc-AljO^ • SI^O) corresponding to 2% of added aluminum oxide. The final product therefore required no filtration and had an Al^b^ content corresponding to 19 . 5% and a density at 20°C of 1.41.

Den kjemiske analyse bekreftet et hydroksyklorid med formel PH^ ØH) ^ Cl^. The chemical analysis confirmed a hydroxy chloride with the formula PH^ ØH) ^ Cl^.

Mer spesielt var den totale kjemiske analyse av produktet som More specifically, the total chemical analysis of the product was that

ble oppnldd- ved fraskilling av bunnfallet fblgende: was obtained by separating the precipitate as follows:

EKSEMPEL 3 EXAMPLE 3

Utgangsmaterialet var bauxitt, finmalt til partikler med stbrrelse fra 120 til 180 mesh (0,125 - 0,83 mm) med fblgende sammensetning (vekt); The starting material was bauxite, finely ground to particles with a grain size of 120 to 180 mesh (0.125 - 0.83 mm) with the following composition (weight);

Oppslutningen ble gjennomfbrt ved omsetning mellom 145 kg bauxitt og 100 kg HC1 i vandig lbsning med konsentrasjon 37 vektprosent. Med hensyn til oppslutningsdetaljer og den anvendte reaktor refereres til eksempel 1. The digestion was carried out by reaction between 145 kg of bauxite and 100 kg of HCl in an aqueous solution with a concentration of 37 percent by weight. With respect to digestion details and the reactor used, reference is made to example 1.

Etter innfbring av N2 ( ved 0.5 kg/cm 2) i reaktoren ble temperaturen hevet til 180°C i lbpet av 30 minutter og reaksjonen ble fortsatt i 45 timer ved 180°C. After introducing N2 (at 0.5 kg/cm 2 ) into the reactor, the temperature was raised to 180°C over the course of 30 minutes and the reaction was continued for 45 hours at 180°C.

Ved slutten av syreoppsluttingen ble det iakttatt at bare 25% av tilfort bauxitt var opplost og resten besto av det uomsatte bunnfall. At the end of the acid digestion, it was observed that only 25% of the added bauxite had dissolved and the rest consisted of the unreacted precipitate.

Den kjemiske analyse av oppsiemningen, etter fraskillingen av bunnfallet, viste den fblgende sammensetning; The chemical analysis of the sieving, after separation of the precipitate, showed the following composition;

Den kjemiske analyse av bunnfallet viste den fblgende sammensetning: The chemical analysis of the precipitate showed the following composition:

Det oppnådde hydroksyklorid hadde formel KL^( OK)^ ^ c^ 4. 5 The hydroxy chloride obtained had the formula KL^( OK)^ ^ c^ 4. 5

Claims

1. Process for the production of aluminum hydroxychlorides with the formula Al^OH^Cly, in which x and y are from 1 to 4 and from 5 to 2 respectively, where hydrochloric acid with a concentration of 30 - 37 percent by weight is reacted with aluminum oxides or hydrous aluminum oxides in a amount corresponding to or in a small excess in relation to the stoichiometric amount required to obtain the trichloride derivative,

characterized in that the reaction is carried out at temperatures of over 160 and up to 270 C and pressure of 0.1 - 50 kg/cm.