DE2310014C2 - Verfahren zur Herstellung von basischen Aluminiumchloriden - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß Tonerde von Salzsäure angegriffen und dabei Aluminiumtrichiorid gebildet wird, insbesondere wenn mehr als die stöchiometrisch erforderliche Menge Salzsäure oder HCl eingesetzt wird.

Bei dem aus der GB-PS 6 55 617 bekannten Verfahren zum Aufschließen von tonerdehaltigen stark silicatischen Ausgangsmaterialien mit Salzsäure muß ein hartes, zuvor gebranntes granuliertes oder stückiges Ausgangsmaterial eingesetzt werden. Zur Bildung basischer Aluminiumchloridlösungen wird mit Salzsäure im Unterschuß gearbeitet, bezogen auf die zur Bildung des Trichlorids notwendige stöchiometrische Menge. Im übrigen ist dieses Verfahren zur Bildung stärker basischer Aluminiumchloridlösungen nicht gut geeignet, weil sie für die Reaktion mit Salzsäure erheblich mehr Zeit benötigt wird als bei der Herstellung einer sauren, neutralen oder nur schwach basischen Lösung und zwar auch dann, wenn zuvor das Ausgangsmaterial sehr sorgfältig, beispielsweise bei 650 bis 800⁰C während 2 h gebrannt worden ist. Stark basische Aluminiumoxychloride mit einem Chlorid/Hydroxyl-Verhältnis von etwa 1 :4 bis 1:5 werden gemäß der DE-AS 1041 933 in einem insgesamt vierstufigen Verfahren erhalten. Hierbei wird zunächst mittels Carbonatfällung eine Aluminiumhydroxidsuspension hergestellt und diese mit Salzsäure in dem gewünschten Verhältnis digeriert, bis die CO₂-Entwicklung aufgehört hat; sodann wird auf Temperaturen unter 90⁰C erwärmt, bis die Suspension durchscheinend geworden ist und dann unter Rühren bis dichi unter den Siedepunkt der Mischung so lange weiter erhitzt, bis sich eine klare Gallerte gebildet hat

Es hat sich nun gezeigt, daß man in einfacher Weise basische Chloride Al₂(OH^Cl,, mit χ=2 und y=4 oder χ=3 und y= 3, erhält, wenn man bei der Umsetzung von Salzsäure mit mehr als der zur Bildung des Trichlorids notwendigen stöchiomelrischen Menge Aluminiumoxid oder Aluniiniumoxidhydrat bestimmte Mengenverhältnisse und Temperaturen einhält.

ErfindungsgetnäB wird als Ausgangsmaterial Bayer-Tonerde bzw. -Aluminiumoxid in einer Teilchengröße von 40 bis 70 μηι eingesetzt und mit weniger Salzsäure umgesetzt als zur Bildung von Trichlorid stöchiometrisch notwendig ist Der Aluminiumoxid-Überschuß beträgt das 2,06fache wenn das Produkt mit x=2 und y= 4 ;i.ngestrebt wird, und das 2,8fache, wenn das Produkt mit x=3 und y=3 hergestellt werden soll. Die Umsetzung erfolgt im ersteren Falle bei 110⁰C und im zweiten Falle bei 120 bis 140°C.

Ein Teil des eingesetzten Ausgangsmaterials reagiert nicht und bleibt als fester Rückstand übrig, der abgetrennt und erneut in die Aufschluß- oder Lösiuigsstufe eingesetzt werden kann; der Rückstand zeigt die ίο gleiche Reaktionsfähigkeit wie das ursprünglich eingesetzte Ausgangsmaterial.

Die erhaltenen basischen Chloride eignen sich zur

Herstellung von ^-Aluminiumoxid als aktive Basis für Katalysatoren, zum Beizen von Textilfasem sowie in der

is kosmetischen Industrie, beispielsweise zur Herstellung von Schweißpudern.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Es wurde Bayer-Aluminiumoxid mit Teilchendurchmesser 40 bis 70 μιη (Al₂O₃ · 3 H₂O) und folgender Zusammensetzung verwendet:

Al₂O₃

Gesamt Na₂O

Na₂O löslich

Si
Fe

Ti

H₂O bei 110⁰C
H₂O bei 1000° C

64,9-65,1%

0,4%

0,045%

0,009%

0,012%

U.003%

0,001%

0,0005%

0,1%
35,0%

Der Autschluß erfolgte mit 37%iger wäßriger Salzsäure (d= 1,19).

100 kg Ausgangsmaterial und 100 kg HCl wurden in einem Reaktor aus Pyrex-Glas oder emailliertem Stahl bei Temperaturen von 120 bis 14O⁰C miteinander vermischt, der Reaktor unter Inertgasatmosphäre von 0,8 bis 1,5 kg/cm² gehalten und der Inhalt stark gerührt.

Nach 4 Stunden wurde die Suspension mit 251 destilliertem Wasser, enthaltend 100g HCI (d=l,19) verdünnt, ausgetragen und nach Abkühlen auf eine Temperatur von 50 bis 85° C in einem Wärmetauscher zentrifugiert. Der Wärmetauscher und die korbförmige Zentrifuge bestanden aus hochtemperaturbeständiger,

so korrosionsfester Nickel-Chrom-Legierung.

50% des eingesetzten Ausgangsmaterials (ca. 50 kg) gingen bei dieser Behandlung in Lösung. Der feste Rückstand der Zentrifuge wurde in den Aufschlußreaktor zurückgegeben und die Einsatzmenge durch Zugabe von 50 kg frischem Bayer-Aluminiumoxid aufgefüllt. Der Reaktorinhalt wurde erneut mit 100 kg HCl (d=l,19) versetzt und eine weitere Lösungsbehandlung durchgeführt.

Die erhaltene Lösung aus basischem Aluminiumchlo-

GO rid besaß folgende Zusammensetzung, pH-Wert und Dichte nach Entfernen aller festen Rückstände:

Al2O3	19,5-20,5%
Cl	21,0-22,0%
Fe	80 ppm
Na	13,50 ppm
d20°C	139-1,42
pH 20° C	0,85-1,00

Das Gewichtsverhältnis Al: Cl betrug 0,46 bis 0,54. was der ungefähren Zusammensetzung Ab(OHJjCIj entspricht.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt mit 100 kg Bayer-Aluminiumoxid und 179 kg HCl (d=l,19) bei einer Temperatur von 110°C, einer Reaktionszeit von 8 Stunden unter einem Druck von 0,5 kg/cm². Die Analyse des erhaltenen
zung:

Al₂O₃
Cl

Produktes ergab folgende Zusammenset-

17-18% 22-24%

Dies entspricht der durchschnittlichen Summenformel Al₂(OH)₂Cl₄.

Der Anteil an nicht umgesetztem Ausgarjgsmaterial betrug 10 bis 15%, bezogen auf die eingespeiste Menge.

Claims (1)

1. 23 LO 014

   Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von basischen Aluminiumchloriden der allgemeinen Formel:

   Al₂(OH)₁CI,,

   in der x=2 und y=4 oder x=3 und y=3 ist, durch Behandlung von im Überschuß eingesetzten Aluminiumoxiden und/oder Aluminiumoxidhydraten mit Salzsäure bei erhöhter Temperatur und Abtrennen des Rückstandes von der erhaltenen Lösung, dadurch gekennzeichnet, daß man Bayer-Aluminiumoxid in einer Teilchengröße von 40 bis 70 μιη im Falle, daß a = 2 und y=4 ist, bei 110⁰C in einem 2,06fachen Oberschuß und im Falle, daß x=3 und y=3 ist, bei 120 bis 140⁰C in einem 2,8fachen Überschuß, jeweils bezogen auf die zur Bildung von Aluminiumtrichiorid notwendige stöchiometrische Menge, mit der Salzsäure umsetzt.