WO2000073209A1 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KONTINUIERLICHEN HERSTELLUNG VON NaAlCl4 ODER NaFeCl¿4? - Google Patents

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KONTINUIERLICHEN HERSTELLUNG VON NaAlCl4 ODER NaFeCl¿4? Download PDF

Info

Publication number
WO2000073209A1
WO2000073209A1 PCT/EP2000/003686 EP0003686W WO0073209A1 WO 2000073209 A1 WO2000073209 A1 WO 2000073209A1 EP 0003686 W EP0003686 W EP 0003686W WO 0073209 A1 WO0073209 A1 WO 0073209A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal
reaction
reactor vessel
melt
solid
Prior art date
Application number
PCT/EP2000/003686
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Leonhard Ohrem
Original Assignee
Merck Patent Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent Gmbh filed Critical Merck Patent Gmbh
Priority to JP2000621284A priority Critical patent/JP2003500327A/ja
Priority to AU47513/00A priority patent/AU4751300A/en
Priority to US09/979,921 priority patent/US6733738B1/en
Priority to EP00929420A priority patent/EP1198417A1/de
Publication of WO2000073209A1 publication Critical patent/WO2000073209A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B9/00—General methods of preparing halides
    • C01B9/02—Chlorides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/78—Compounds containing aluminium and two or more other elements, with the exception of oxygen and hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G49/00—Compounds of iron
    • C01G49/009—Compounds containing, besides iron, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for producing NaDCI 4 , in which D is aluminum or iron, a melt of aluminum or iron with chlorine gas to form a gaseous metal halide in a first reaction mixture and then to the corresponding one in a second reaction mixture with solid sodium chloride Connection is implemented and separated as a melt
  • Salt smelting can be used as a storage medium in heat storage, as a heat transfer medium, e.g. in heating baths for covering and cleaning molten metals for the electroplating coating of refractory materials or as melting electrolytes in Pmarbatte ⁇ en, as described in GB 2046506
  • Another use of these salts is in rechargeable sodium batteries.
  • the salts are used in batteries that have operating temperatures between 130 ° C and 200 ° C (Abraham J Electrochem Soc Vol 137, 1 189-1 190 (1990))
  • DE 3419279 describes an electrochemical cell in which the cathode matrix is impregnated with a sodium aluminum halide 5 molten salt electrolyte
  • This high-temperature cell consists of an electrode made of liquid sodium, a beta aluminum electrolyte and an electrode made of Q-transition metal chloride in NaAlCU melt (Cleaver J Electrochem Soc Vol 142, 3409-3413, ( 1995))
  • alkali metal halide is NaC! the molten alkali metal sodium
  • the separator is beta alumina. Due to the use of pure sodium, special safety precautions, such as working in a protective gas atmosphere, must be taken. The reactions must take place in separate cells, since poisoning of the separator by the by-product AlHal 3 must be prevented.
  • the 2-step cleaning process consists of an oxygen treatment to break down the organic impurities and an aluminum treatment to precipitate iron and heavy metals.
  • the aluminum treatment must be carried out under a nitrogen or argon atmosphere.
  • the object of the invention is to provide a continuous process for
  • Manufacturing pure salt melts to provide the excludes adverse environmental influences, minimizes energy consumption and enables an optimal space-time yield.
  • the task is also to make large quantities of molten salt available in the shortest possible time.
  • the object of the invention is achieved by a method for producing Salzschmeize ⁇ and their mixtures of the general formula
  • the invention further relates to a device for
  • the process products are for use as a melt electrolyte in electrochemical cells, as a storage medium in heat stores, as a heat transfer medium, e.g. in
  • Heating baths suitable for covering and cleaning molten metals, for electroplating high-melting materials or as melting electrolytes in rechargeable sodium batteries and primary batteries.
  • the solids for example NaCI and AICI 3 are mixed and heated to the melting temperature. The amount of heat required for this must be supplied from the outside.
  • a major advantage of the process is the use of cheaper raw materials and the use of the heat of reaction released to temper the process. This saves process steps such as the condensation of the metal halide (DCI 3 ) and reduces the energy required to carry out the process.
  • DCI 3 metal halide
  • reaction vessels which appear suitable to the person skilled in the art can be used for the process.
  • a feed device for gas emissivity is required for the reaction with chlorine gas.
  • the reaction vessel is bricked up fire-proof.
  • the metal D is provided in powder or granular form for the process via a solid dosing unit (3).
  • a collecting device (4) provided with a feed line to the downstream reaction vessel (5), is installed above the reaction vessel (1) for the melt.
  • the reaction product is fed in between the upper quarter and the lower quarter of the reactor vessel (5), which contains a mixture of metal D and sodium chloride in solid form. A complete conversion of the reactants to the reaction products can thus be ensured.
  • the resulting salt melt runs down through the alkali salt bed (NaCI), which is carried by a carrier grate or a coarse filter plate.
  • NaCI alkali salt bed
  • a mixture of solid sodium chloride and metal D in powder or granular form is fed continuously to the reaction vessel (5) via a solids metering unit (6) in accordance with the amount of end product formed and separated.
  • Unwanted HCI gas is generated by water that is introduced through the raw materials. This can react to the meta-halide (DCI 3 ) by adding the appropriate metal granules or powder (D) in the alkali salt bed.
  • reactor vessel (5) is followed by a further reactor vessel (7) with an alkali salt bed in the direction of flow to purify the melt, in order to allow the resulting meta-halide (DCI 3 ) to react to NaDCI 4 .
  • a temperature control device is only necessary for the one-time heating in the starting phase and possibly for cooling.
  • the energy required for melting the metal granulate (D) is also provided by the heat of reaction.
  • the process can be carried out continuously or batchwise as required.
  • the raw materials can be fed to the reaction vessel (1) premixed via the solids metering device (3).
  • the filling can be carried out under inert gas.
  • the heatable reaction vessel (1) contains molten metal. Iron and aluminum are suitable as metals (D). About the
  • the supply device (2) is fed chlorine gas into the reaction apparatus.
  • the volume of the melt and the volume flow of the gas are determined as a function of the required residence time and the desired throughput.
  • a temperature above the melting point of the metal (D) is set in the reaction vessel (1).
  • the gaseous metal halide (DCI 3 ) is passed to the reaction vessel (5) via the collecting device (4) for the resulting reaction product.
  • the MetaUhalogenid is fed between the upper and the lower quarter of the reactor vessel (5), preferably between the upper quarter and the middle, of the metal granulate or metal powder and alkali salt bed. According to the consumption a mixture of metal granules or powder (D) and alkali metal salt (NaCl) is continuously fed to the reactor vessel via a solids metering device (6).
  • the melt can be contaminated by contact with water or air humidity.
  • the hydrogen halide formed can react with the metal granules (D) added to the bed of salt in the reactor vessel (5) to give the metal halide (DCI 3 ).
  • the MetaUhalogenid is passed over the reactor vessel (7).
  • the purification unit equipped with alkali salt NaCI is flowed through from bottom to top.
  • the MetaUhalogenid DCI 3 is converted with the alkali salt NaCI to the desired salt NaDCI 4 .
  • the flow through the reactor vessel (7) from bottom to top is not mandatory. However, it has the advantage that the particles, which become smaller as a result of the reaction, are not pressed by the flow onto the sieve plate and block it. Nevertheless, a homogeneous flow (plug flow) in the column is guaranteed in this way.
  • the homogeneous flow is essential for complete implementation in the purification unit.
  • the resulting low-viscosity aluminate runs out of the bottom of the reaction vessel and is then advantageously passed over a reactor vessel which contains a bed of pure common salt. In it residues of AICI 3 also react to the desired product.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von NaDCl4, worin D Aluminium oder Eisen bedeutet, wobei in einem ersten Reaktionsschritt eine Schmelze von Aluminium oder Eisen mit Chlorgas zu gasförmigem Metallhalogenid und anschliessend dieses in einem zweiten Reaktionsschritt mit festem Natriumchlorid zu der entsprechenden Verbindung umgesetzt und als Schmelze abgetrennt wird.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KONTINUIERLICHEN HERSTELLUNG VON NAALCL4 ODER NAFECL4
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von NaDCI4, worin D Aluminium oder Eisen bedeutet, wobei in einem ersten Reaktionsschntt eine Schmelze von Aluminium oder Eisen mit Chlorgas zu gasformigem MetaUhalogenid und anschließend dieses in einem zweiten Reaktionsschntt mit festem Natπumchloπd zu der entsprechenden Verbindung umgesetzt und als Schmelze abgetrennt wird
Schmelzen von Salzen wie z B NaAlCU haben verschiedene Einsatzgebiete Salzschmeizen können als Speichermedium in Warmespeichem, als Warmeubertraguπgsmittel, z B in Heizbadern zum Abdecken und Reinigen geschmolzener Metalle zur galvanotechnischen Beschichtung von hochschmelzenden Werkstoffen oder als Schmelzelektrolyte in Pπmarbatteπen, wie in GB 2046506 beschrieben, eingesetzt werden Eine weitere Einsatzmoglichkeit dieser Salze ist in wiederaufladbaren Natriumbatterien Die Salze werden in Batterien eingesetzt, die Betriebstemperaturen zwischen 130°C und 200°C haben (Abraham J Electrochem Soc Vol 137, 1 189-1 190 (1990))
In DE 3419279 wird eine elektrochemische Zelle Geschrieben in der die Kathodeπmatπx mit einem Natπum-AIuminiumhalogenid- 5 Salzschmeizelektrolyt imprägniert ist
Ein relativ neues Einsatzgebiet ist die "ZEBRA-Batteπe" Diese Hochtemperatur-Zelle besteht aus einer Elektrode aus flussigem Natrium, einem beta Aluminium Elektrolyten und einer Elektrode aus Q Ubergangsmetallchlond in NaAlCU-Schmelze (Cleaver J Electrochem Soc Vol 142, 3409-3413, (1995))
In DE 3718920 wird die Herstellung von Salzschmelzen über die Zugabe eines reinen Metalls und eines Alkaiimetallhalogenids zur
Schmelze beschrieben Die Reaktionszeit wird oberhalb des 5
Schmelzpunktes der Salzschmelze betrieben Das
Alkaiimetallhalogenid ist in dem Ausfuhrungsbeispiei NaC! das schmelzflüssige Alkalimetall Natrium, und der Separator ist Beta- Aluminiumoxid. Aufgrund des Einsatzes von reinem Natrium müssen besondere Sicherheitsvorkehrungen, wie das Arbeiten unter Schutzgasatmosphäre, getroffen werden. Die Reaktionen müssen in separaten Zellen ablaufen, da eine Vergiftung des Separators durch das gebildete Nebenprodukt AIHal3 verhindert werden muß.
Bisher bekannte Herstellverfahren für Salzschmelzen arbeiten sämtlich chargenweise. Eine Ansatzfahrweise besitzt gegenüber einem kontinuierlichen Herstellverfahren einige gravierende
Nachteile. Bei einem Chargenwechsel muß die Apparatur geöffnet werden. Dabei kann das Produkt durch den Sauerstoff der Umgebungsluft, Wasser und Staub verunreinigt werden. Durch den Chargenwechsel kommt es zu Standzeiten der Anlage und damit zu einer verringerten Raum-Zeit-Ausbeute. Für ein effektives diskontinuierliches Verfahren muß mit großen Apparaturen gearbeitet werden. Der Einfahrprozeß benötigt entsprechend mehr Energie und Zeit. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere beim Anfahren der Anlagen Verunreinigungen in den Prozeß eingeschleust werden. In FR 2168912 wird ein aufwendiges Reinigungsverfahren für
Alkalihalogenaluminate dargestellt. Der 2-stufιge Reinigungsprozeß setzt sich aus einer Sauerstoffbehandlung zum Abbau der organischen Verunreinigungen und einer Aluminiumbehandlung zur Fällung von Eisen und Schwermetallen zusammen. Die Aluminiumbehandlung muß unter Stickstoff- oder Argonatmosphäre durchgeführt werden.
Zur Herstellung der Alkalihalogenaluminate wird die Reaktion von entsprechenden Aluminiumhalogeniden und Aikalihalogeniden im geschlossenen Rohr beschrieben (Friedmann, J. Am. Chem. Soc, 72, 2236-2243, (1950)). Es wurde bei diesem Verfahren ein Druckanstieg auf bis zu 6-7 Atmosphären festgestellt, was zu Problemen führt (FR 2168912). Die Apparaturen müssen mit den entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen ausgestattet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein kontinuierliches Verfahren zur
Herstellung reiner Salzschmelzen zur Verfügung zu stellen, das die nachteiligen Umgebungseinflüsse ausschließt, den Energiebedarf minimiert und eine optimale Raum-Zeit-Ausbeute ermöglicht. Aufgabe ist es auch, große Mengen von Salzschmelzen in kürzester Zeit zur Verfügung zu stellen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Salzschmeizeπ und deren Mischungen der allgemeinen Formel
NaDCl4 (I)
worin
D AI oder Fe
bedeutet, das in einem ersten Reaktionsschritt (i) eine Schmelze von Aluminium oder Eisen mit Chlorgas zu gasförmigem MetaUhalogenid (DCI3) und anschließend dieses in einem zweiten Reaktionsschritt (ii) mit festem Natriumchlorid zu der entsprechenden Verbindung der Formel (I) umgesetzt und als Schmelze abgetrennt wird.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens, bestehend im wesentlichen aus einem Reaktionsgefäß (1 ) enthaltend die Schmelze des Metalls D, mit einer Zuführungsvorrichtung für Chlorgas (2), eine Auffangvorrichtung für gasförmiges Metallchlorid (4) oberhalb des Reaktionsgefäßes (1 ) und einem weiteren Reaktorgefäß (5), welches Natriumchlorid in fester Form enthält und mit besagter Auffangvorrichtung verbunden ist.
Die Verfahrensprodukte sind für die Verwendung als Schmelzelektrolyt in elektrochemischen Zellen, als Speichermedium in Wärmespeichern, als Wärmeübertragungsmittel, z.B. in
Heizbädern, zum Abdecken und Reinigen geschmolzener Metalle, zur galvanotechπischen Beschichtung von hochschmelzeπden Werkstoffen oder als Schmelzelektrolyte in wiederaufladbaren Natriumbatterien und Primärbatterien geeignet. Bei den alternativen Verfahren werden die Feststoffe z B. NaCI und AICI3 gemischt und bis zur Schmelztemperatur erwärmt. Die dazu notige Wärmemenge muß von außen zugeführt werden.
Überraschend wurde gefunden, daß die Exothermie der Reaktion von Aluminium oder Eisen (D) mit Cl2 zu Aluminium- oder Eisenchlorid (DCI3) für den weiteren Prozeß zur Herstellung von NaDCI4 genutzt werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Prozeß entsteht DCI3 (mit D= AI oder Fe) bei Temperaturen zwischen 700°C und 1200°C Dieses wird, im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren, in gasformiger Form einer Alkalisalzschuttung von NaCI zugeführt.
Es wurde gefunden, daß die mitgeführte Wärme des Gases (DCI3) ausreicht, um das Alkalisalz (NaCI) auf die Schmelztemperatur der Salzschmelze NaDCI (I) zu erwärmen.
Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens ist der Einsatz billigerer Rohstoffe und die Nutzung der freiwerdenden Reaktionswärme zur Temperierung des Prozesses. Dadurch können Verfahrensschritte, wie die Kondensation des Metallhalogenids (DCI3), eingespart und der Energiebedarf zur Durchführung des Prozesses reduziert werden.
Es wurde gefunden, daß durch die kontinuierliche Verfahrensfuhrung störende Umgebungseinflüsse ausgeschlossen werden können. Damit kann nach der Einlaufphase eine gleichbleibend hohe Qualität des Produktes eingestellt werden.
Für das Verfahren können alle dem Fachmann geeignet erscheinenden kontinuierlich arbeitenden Reaktionsgefäße verwendet werden Für die Umsetzung mit Chlorgas ist eine Zufuhrungseinrichtung zur Gasemleitung erforderlich Das Reaktioπsgefäß ist feuerfest ausgemauert. Es empfiehlt sich eine keramische Auskleidung, die gegen die eingesetzten Materialien und die hohen Temperaturen unempfindlich ist Über eine Feststoffdosiereinheit (3) wird das Metall D in Pulver- oder Granulatform für den Prozess bereitgestellt.
Zum Auffangen des Reaktionsproduktes (DCI3) ist über dem Reaktionsgefäß (1 ) für die Schmelze eine Auffangvorrichtung (4), versehen mit einer Zuleitung zum nachgeschalteten Reaktionsgefäß (5), installiert.
Die Einspeisung des Reaktionsproduktes erfolgt zwischen dem oberen Viertel und dem unteren Viertel des Reaktorgefäßes (5), welches eine Mischung aus Metall D und Natriumchlorid in fester Form enthält. Damit kann eine vollständige Umsetzung der Reaktanten zu den Reaktionsprodukten gewährleistet werden.
Die entstehende Salzschmelze läuft durch die Alkalisalzschüttung (NaCI), welche durch ein Trägerrost oder eine grobe Filterplatte getragen wird, nach unten ab.
Über eine Feststoffdosiereinheit (6) wird dem Reaktionsgefäß (5) kontinuierlich, entsprechend der Menge an gebildetem und abgetrenntem Endprodukt, eine Mischung aus festem Natriumchlorid und Metall D in Pulver- oder Granulatform zugeführt.
Durch Wasser, welches durch die Rohstoffe eingeschleust wird, entsteht unerwünschtes HCI-Gas. Dieses kann durch Beimengungen des entsprechenden Metallgranulats oder -pulvers (D) in der Alkalisalzschüttung zum MetaUhalogenid (DCI3) abreagieren.
Es empfiehlt sich, daß dem Reaktorgefäß (5) in Fließrichtung zur Aufreinigung der Schmelze ein weiteres Reaktorgefäß (7) mit Alkalisalzschüttung nachgeschaltet wird, um das entstehende MetaUhalogenid (DCI3) wiederum zu NaDCI4 abreagieren zu lassen.
Eine Temperiervorrichtung ist lediglich für die einmalige Aufheizung in der Startphase und gegebenenfalls zur Kühlung notwendig. Auch die zur Aufschmelzung des Metallgranulats (D) notwendige Energie wird durch die Reaktionswärme bereitgestellt. Das Verfahren kann je nach Bedarf kontinuierlich oder diskontinuierlich geführt werden.
Nachfolgend wird ein allgemeines Beispiel der Erfindung näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt Fig. 1 ein
Reaktionsgefäß mit Metallschmelze 1 mit einer Zuführungseinrichtung für Chlorgas 2 und Feststoffdosierer 3, Auffangvorrichtung für gasförmiges Metallchlorid DCI3 4 und Reaktorgefäß 5 mit Metallgranulat- bzw. Metallpulver- und Alkalisalzschüttung und Feststoffdosierer 6 sowie einem nachgeschalteten Reaktorgefäß 7.
Reaktionsschritt i:
Zur Herstellung von Salzen, entsprechend der Formel (I), und deren Mischungen, können die Rohstoffe dem Reaktionsgefäß (1 ) vorgemischt über den Feststoffdosierer (3) zugeführt werden. Die Befüllung kann unter Inertgas durchgeführt werden.
Das beheizbare Reaktionsgefäß (1 ) enthält flüssige Metallschmelze. Als Metalle (D) sind Eisen und Aluminium geeignet. Über die
Zuführungseinrichtung (2) wird Chlorgas in die Reaktionsapparatur geleitet. Das Volumen der Schmelze und der Volumenstrom des Gases wird in Abhängigkeit von der erforderlichen Verweilzeit und dem gewünschten Durchsatz bestimmt. Im Reaktionsgefäß (1 ) wird eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Metalls (D) eingestellt.
Über die Auffangvorrichtung (4) für das entstehende Reaktionsprodukt wird das gasförmige MetaUhalogenid (DCI3) zum Reaktionsgefäß (5) geleitet.
Reaktionsschritt ii:
Das MetaUhalogenid wird zwischen dem oberen und dem unteren Viertel des Reaktorgefäßes (5), bevorzugt zwischen dem oberen Viertel und der Mitte, der Metallgranulat- bzw. Metallpulver- und Alkalisalzschüttung zugeführt. Entsprechend dem Verbrauch wird dem Reaktorgefäß über einen Feststoffdosierer (6) ständig eine Mischung aus Metallgranulat oder -pulver (D) und Alkalisalz (NaCI) zugeführt.
Das MetaUhalogenid (DCI3) wird im Reaktorgefäß (5) mit dem
Alkalisalz zu NaDCI4 umgesetzt.
Reaktionsschntt iii:
Durch Kontakt mit Wasser bzw. Luftfeuchtigkeit kann die Schmelze verunreinigt sein. Der entstehende Halogenwasserstoff kann mit dem der Salzschüttung des Reaktorgefäßes (5) beigemengten Metallgranulat (D) zum MetaUhalogenid (DCI3) abreagieren.
Reaktionsschritt iv:
Zur weiteren Verarbeitung wird das MetaUhalogenid über das Reaktorgefäß (7) geleitet. Die mit Alkalisalz NaCI bestückte Aufreinigungseinheit wird von unten nach oben durchströmt. Hierbei wird das MetaUhalogenid DCI3 mit dem Alkalisalz NaCI zum gewünschten Salz NaDCI4 umgesetzt.
Die Durchströmung des Reaktorgefäßes (7) von unten nach oben ist nicht zwingend. Sie hat jedoch den Vorteil, daß die durch die Reaktion kleiner werdenden Partikel nicht durch die Strömung auf die Siebplatte gedrückt werden und diese verstopfen. Dennoch ist auf diese Weise eine homogene Durchströmung (Pfropfenströmung) in der Säule gewährleistet. Die homogene Durchströmung ist für die vollständige Umsetzung in der Aufreiniguπgseinheit wesentliche Voraussetzung.
Das im folgenden gegebene Beispiel wird zur besseren
Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung gegeben, ist jedoch nicht dazu geeignet, die Erfindung auf die hierin offenbarten Merkmale zu beschränken. B e i s p i e l e
Beispiel 1 :
Darstellung von NaAICI4
Zur Herstellung von 1 kg/h NaAICI wird einem Reaktionsgefäß mit vorgelegter Aluminiumschmelze 453,7 g/h Cl2-Gas aus einem Vorratsgefäß zugeführt. Gleichzeitig werden über einen Feststoffdosierer 172,5 g/h Aluminiumgranulat dem Reaktionsgefäß zugeführt. Das entstehende AICI3 entweicht dem Reaktionsgefäß gasförmig und wird über eine Auffangvorrichtung einem Reaktorgefäß zugeführt, das eine Schüttung aus granulärem Kochsalz und Aluminium enthält. Dieses Reaktionsgefäß wird von einem weiteren Feststoffdosierer mit 373,8 g/h NaCI versorgt. Je nach Bedarf kann diesem Salz eine bestimmte Menge granuläres Aluminium zur Reaktion mit HCI beigemengt sein.
Das entstehende dünnflüssige Aluminat läuft unten aus dem Reaktionsgefäß und wird dann vorteilhafterweise noch über ein Reaktorgefäß, welche eine Schüttung aus reinem Kochsalz enthält, geleitet. Darin reagieren Reste an AICI3 ebenfalls zum gewünschten Produkt.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Herstellung von Salzschmelzen und deren Mischungen der allgemeinen Formel
NaDCI4 (I)
worin
D AI oder Fe
bedeutet, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Reaktionsschritt (i) eine Schmelze von Aluminium oder Eisen mit
Chlorgas zu gasförmigem MetaUhalogenid (DCI3) und anschließend dieses in einem zweiten Reaktionsschritt (ii) mit festem Natriumchlorid zu der entsprechenden Verbindung der Formel (I) umgesetzt und als Schmelze abgetrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung des zweiten Reaktionsschrittes (ii) mit einer Mischung aus Natriumchlorid und festem Metaligranulat oder -pulver (D) erfolgt, wobei das Metall (D) mit eventuell gebildetem HCI in einem weiteren Reaktionsschritt (iii) zum entsprechenden Metallchlorid (DCI3) in der Schmelze umgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das als Nebenprodukt gebildete Chlorid des Reaktionsschrittes (iii) durch Umsetzung mit festem Alkalichlorid in einem nachgeschalteten Reaktionsschritt (iv) zur Verbindung der Formel (I) umgesetzt und zusammen mit der Hauptmenge der nach Reaktionsschritt (ii) gebildeten Verbindung der Formel (I) als Schmelze abgetrennt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die frei werdende Energie bei der Umsetzung des Metalls mit Chlorgas für die anschließende Umsetzung mit NaCI zum Produkt genutzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
_> gekennzeichnet, daß die Umsetzung kontinuierlich erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das betreffende Metall D und die besagte Mischung aus Metall D und Natriumchlorid jeweils in fester Form kontinuierlich, entsprechend der Menge an gebildetem und abgetrenntem Endprodukt, zugegeben
10 wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bestehend im wesentlichen aus einem Reaktionsgefäß (1 ) enthaltend die Schmelze des Metalls D, mit einer 15 Zuführungseinrichtung für Chlorgas (2), eine Auffangvorrichtung für gasförmiges Metallchlorid (4) oberhalb des Reaktorgefäßes (1 ) und einem weiteren Reaktorgefäß (5), welches Natriumchlorid in fester Form enthält und mit besagter Auffangvorrichtung verbunden ist.
20 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feststoffdosiereinheit (3), vorgesehen ist, welche das Metall D in Pulver- oder Granulatform enthält und mit dem Reaktionsgefäß (1 ) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß
25 die Gaszuleitung zum Reaktorgefäß (5) zwischen dem oberen Viertel und der Mitte des Reaktorgefäßes erfolgt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feststoffdosiereinheit (6) vorgesehen ist,
30 welche eine Mischung aus festem Natriumchlorid und Metall D in Pulver- oder Granulatform enthält und mit dem Reaktorgefäß (5) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch 3 gekennzeichnet, daß dem Reaktorgefäß (5) ein weiteres Reaktorgefäß (7) nachgeschaltet ist, welches festes Natriumchlorid enthält.
12. Verwendung der Vorrichtung gemäß der Ansprüche 7 bis 11 zur Herstellung von Salzschmelzen der Formel (I) für elektrochemische Zellen, Batterien, Speichermedien in Wärmespeichern, zur Abdeckung und Reinigung geschmolzener Metalle und zur galvanischen Beschichtung von Werkstoffen.
PCT/EP2000/003686 1999-05-28 2000-04-25 VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KONTINUIERLICHEN HERSTELLUNG VON NaAlCl4 ODER NaFeCl¿4? WO2000073209A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000621284A JP2003500327A (ja) 1999-05-28 2000-04-25 ＮａＡｌＣｌ４又はＮａＦｅＣｌ４の連続製造方法及び装置
AU47513/00A AU4751300A (en) 1999-05-28 2000-04-25 Method and device for the continuous production of NaAlCl4 or NaFeCl4
US09/979,921 US6733738B1 (en) 1999-05-28 2000-04-25 Method and device for the continuous production of NaAlCl4 or NaFeCl4
EP00929420A EP1198417A1 (de) 1999-05-28 2000-04-25 Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen herstellung von naalcl4 oder nafecl4

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924495A DE19924495A1 (de) 1999-05-28 1999-05-28 Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von NaDCI¶4¶
DE19924495.2 1999-05-28

Related Child Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US09/979,921 A-371-Of-International US6733738B1 (en) 1999-05-28 2000-04-25 Method and device for the continuous production of NaAlCl4 or NaFeCl4
US10/787,104 Division US20040223902A1 (en) 1999-05-28 2004-02-27 Method and device for the continuous production of NaAlCl4 or NaFeCl4

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000073209A1 true WO2000073209A1 (de) 2000-12-07

Family

ID=7909476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2000/003686 WO2000073209A1 (de) 1999-05-28 2000-04-25 VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KONTINUIERLICHEN HERSTELLUNG VON NaAlCl4 ODER NaFeCl¿4?

Country Status (7)

Country Link
US (2) US6733738B1 (de)
EP (1) EP1198417A1 (de)
JP (1) JP2003500327A (de)
AU (1) AU4751300A (de)
DE (1) DE19924495A1 (de)
WO (1) WO2000073209A1 (de)
ZA (1) ZA200110474B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110817913A (zh) * 2019-09-29 2020-02-21 浙江安力能源有限公司 一种钠盐电池高纯四氯铝酸钠的制备方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2105410B1 (de) * 2008-03-24 2014-03-12 Mitsubishi Materials Corporation Chlorsilanreinigungsvorrichtung und Chlorsilanreinigungsverfahren
CN104282954B (zh) * 2013-07-09 2016-09-07 中国科学院上海硅酸盐研究所 制备可熔融电解质的方法及其装置
CN104282955A (zh) * 2013-07-09 2015-01-14 中国科学院上海硅酸盐研究所 制备可熔融电解质的方法及其装置
US9567232B1 (en) 2015-08-20 2017-02-14 General Electric Company Method for preparing sodium chloro-aluminate
CN112456462B (zh) * 2019-09-09 2022-03-29 江苏优士化学有限公司 一种四氯铝酸钠催化剂组合物的回收处理方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3683590A (en) * 1971-04-29 1972-08-15 Wendell E Dunn Jr Dual flue condenser
US3729543A (en) * 1971-01-21 1973-04-24 Dunn Inc Wendell E Process for preparing alkali-metal tetra-chloroferrate
US3944647A (en) * 1974-04-08 1976-03-16 Scm Corporation Recovering chlorine from the chlorination of titaniferous material
US4076794A (en) * 1974-08-01 1978-02-28 Foote Mineral Company Process for the production of high purity alkali metal tetrahaloaluminates and products produced thereby
EP0008413A1 (de) * 1978-08-14 1980-03-05 Riedel-De Haen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von wasserfreien Alkalichloroferraten (II,III) und ihre Verwendung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3799746A (en) * 1971-10-29 1974-03-26 H Underwood Apparatus for manufacturing anhydrous aluminum chloride
US3870511A (en) * 1971-12-27 1975-03-11 Union Carbide Corp Process for refining molten aluminum
US4026698A (en) * 1975-09-18 1977-05-31 Urban Reclamation Technologies, Inc. Removal of tin from molten iron by chlorination, using oxygen to conserve chlorine and to produce tin oxide
US4039647A (en) * 1975-12-24 1977-08-02 Aluminum Company Of America Production of aluminum chloride
FR2609707B1 (fr) * 1987-01-21 1991-06-07 Atochem Procede de purification du chlorure d'aluminium
US5057194A (en) * 1987-04-20 1991-10-15 Aluminum Company Of America Salt-based melting process
US5177304A (en) * 1990-07-24 1993-01-05 Molten Metal Technology, Inc. Method and system for forming carbon dioxide from carbon-containing materials in a molten bath of immiscible metals

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3729543A (en) * 1971-01-21 1973-04-24 Dunn Inc Wendell E Process for preparing alkali-metal tetra-chloroferrate
US3683590A (en) * 1971-04-29 1972-08-15 Wendell E Dunn Jr Dual flue condenser
US3944647A (en) * 1974-04-08 1976-03-16 Scm Corporation Recovering chlorine from the chlorination of titaniferous material
US4076794A (en) * 1974-08-01 1978-02-28 Foote Mineral Company Process for the production of high purity alkali metal tetrahaloaluminates and products produced thereby
EP0008413A1 (de) * 1978-08-14 1980-03-05 Riedel-De Haen Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von wasserfreien Alkalichloroferraten (II,III) und ihre Verwendung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110817913A (zh) * 2019-09-29 2020-02-21 浙江安力能源有限公司 一种钠盐电池高纯四氯铝酸钠的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
ZA200110474B (en) 2003-03-20
US6733738B1 (en) 2004-05-11
US20040223902A1 (en) 2004-11-11
AU4751300A (en) 2000-12-18
DE19924495A1 (de) 2000-11-30
JP2003500327A (ja) 2003-01-07
EP1198417A1 (de) 2002-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3024697C2 (de)
DE69936859T2 (de) Verfahren zur herstellung hochreinen tantals für zerstäubungstargets
DE3342713C2 (de) Verfahren zur Bildung eines quaternären Ammoniumsalzes
DE2725894C2 (de) Verfahren zur Raffination eines geschmolzenen Metalls, insbesondere Zink oder Aluminium sowie eine Zelle zur Durchführung des Verfahrens
DE2501284C3 (de) Verfahren zur Aufarbeitung von Manganknollen und Gewinnung der in ihnen enthaltenen Wertstoffe
DE975587C (de) Verfahren und Anordnung zur Herstellung von Titan in einer Elektrolysezelle
EP1171385A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung von salzschmelzen und deren verwendung
DE2737928C3 (de) Verfahren zur Wiedergewinnung des Metallgehaltes aus Kupferraffinations-Schlamm
DE2816234A1 (de) Verfahren zum dotieren von hochreinem silicium in einem lichtbogenerhitzer
EP2530054B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Alkali-Ammoniumchromat-Doppelsalzen
DE102008012711A1 (de) Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silizium
WO2000073209A1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR KONTINUIERLICHEN HERSTELLUNG VON NaAlCl4 ODER NaFeCl¿4?
EP1152982B1 (de) Verfahren zur herstellung von salzschmelzen mit einem extruder und deren verwendung
EP0176100B1 (de) Hydrometallurgisches Verfahren zur Aufarbeitung von Anodenschlamm aus der Kupferelektrolyse
DE3022264C2 (de) Verfahren zur Gewinnung von Aluminiummetall aus aluminiumoxidhaltigen Erzen
EP0607535B1 (de) Elektrolytisches Verfahren zum Lösen von Platin, Platinmetallverunreinigungen und/oder Platinmetallegierungen
DE3822616A1 (de) Entfernung von lithiumnitrid aus lithiummetall
DE3303694A1 (de) Verfahren zur herstellung von aluminium-silizium-legierungen
DE3841209A1 (de) Verfahren zum herstellen von schwefelhexafluorid
WO2014016247A1 (de) Verfahren zur herstellung eines alkalimetalls
DE2405271C3 (de) Verfahren zur Gewinnung von Titandioxid aus Ilmeniterz
DE60011227T2 (de) Karbothermische herstellung von aluminium unter verwendung von aluminium-schrott als kühlmittel
EP1731631B1 (de) Herstellung eines Verbundwerkstoffs
DE102020003440B4 (de) Verfahren zur thermochemischen Herstellung von Titan
EP0814906B1 (de) Verfahren zur herstellung von phosphordotierten silberkatalysatoren

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2000929420

Country of ref document: EP

AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY CA CH CN CR CU CZ DE DK DM EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
ENP Entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 2000 621284

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001/10474

Country of ref document: ZA

Ref document number: 200110474

Country of ref document: ZA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09979921

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2000929420

Country of ref document: EP

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 2000929420

Country of ref document: EP