DE812118C

DE812118C - Verfahren zur Herstellung von Aluminium

Info

Publication number: DE812118C
Application number: DEA1148A
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr-Chem Moser
Original assignee: Aluminium Industrie AG
Current assignee: Aluminium Industrie AG
Priority date: 1949-05-10
Filing date: 1950-03-29
Publication date: 1951-08-27

Description

Verfahren zur Herstellung von Aluminium 1Vach einem älteren Vorschlag wird Aluminium durch die Einwirkung eines Halogenids auf tonerdehaltige Stoffe in Gegenwart eines kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittels hergestellt, indem das bei der Reaktion entstehende Aluminiumsubhalogenid durch Abkühlung in das normale Aluminiumtrihalogenid und in metallisches Aluminium zersetzt wird. Das bei dieser Zersetzung entstehende Aluminiumtrihalogenid kann in den ProzeB zurückgeführt werden, so daB nur die unvermeidlichen Verluste an Halogenid zu decken sind.
Es ist bekannt, daB bei der Einwirkung eines gasförmigen Halogens auf metallisches Aluminium unter bestimmten Temperatur- und Druckverhältnisseci neben dem gewöhnlichen Aluminiumtrihalogenid auch das entsprechende Aluminiumsubhalogenid entsteht. Weiterhin ist es bekannt, daB bei der Einwirkung von Chlor auf tonerdehaltige Stoffe in Gegenwart von kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln unter Atmosphärendruck Aluminiumtrichlorid (AI C13) entsteht.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren zur Herstellung von Aluminium durch Erhitzen von Aluminiumverbindungen enthaltenden Stoffen, wie z. B. Tonerde, Bauxit und anderen oxydischen Aluminiumerzen, mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel, welches darin besteht, daB man ein Halogen unter stark vermindertem Druck auf die Reaktionsmasse einwirken IäBt, so daB dabei ein Aluminiumsubhalogenid entsteht, und dieses nach seiner Entfernung aus dem Reaktionsgemisch in Aluminium und das entsprechende Aluminiumtrihalogenid zersetzt. Die Reaktionstemperatur bei der Reduktion liegt beispielsweise zwischem 1200 und 150o°, vorzugsweise zwischen 1300 und 1500°. Es ist auf jeden Fall darauf zu achten, daß bei der Reduktion nicht zu viel Halogen auf die Reaktionsmasse einwirken kann, da sonst unter seinem Einfiuß das entstehende Subhalogenid in das normale Trihalogenid verwandelt wird. Die Halogenzufuhr muß deshalb vorsichtig bemessen werden. Der Partialdruck des Halogens soll 5o Torr nicht übersteigen.
Die Zersetzung des Subhalogenids wird beispielsweise mit Vorteil durch Abkühlung auf Temperaturen unter 700° vorgenommen.
Die Umsetzungen gehen bei der Verwendung von Chlor beispielsweise etwa nach folgenden Gleichungen vor sich:

I Aly03+3C +Ch->-2A1C1+3C0

II A1,03+3C0+Clz->-2A1C1+3C03

III 3 Al Cl -> 2 Al + Al Cls,

wobei sich Gleichung I auf die Reduktion mit Kohlenstoff und Gleichung II auf die ebenfalls mögliche Reduktion mit Kohlenmonoxyd beziehen, während Gleichung III die Zersetzung des Subhalogenids darstellt. Auch die Zwischenbildung von Aluminiumdichlorid (Al Cl.) erscheint möglich.
Bei einer Ausführungsform des Verfahrens, die hier als Beispiel genannt sei, wurde in ein Kohlenrohr, das vertikal in einem vakuumdichten Ofenkessel eingebaut war, ein brikettiertes Gemisch von drei Teilen Koks und einem Teil eisenarmem Bauxit eingefüllt. In das Rohr ragte von oben ein zvlindrischer eiserner Kühler. Der nach dem Evakuieren gemessene Druck im Ofen betrug o,i Torr. Es wurde nun ein Chlorstrom von i bis 1,5 1/min von unten durch eine Siebplatte und durch die Charge geleitet und gleichzeitig das Kohlenrohr auf eine Temperatur von 135o° erhitzt. Der beim Vakuumstutzen gemessene Druck betrug beim Einleiten von Chlor i Torr und verminderte sich mit Einsetzen der Reaktion, da sich die durch Zersetzung des A1 Cl in Aluminium und A1 C13 bildenden Sublimationsp'rodukte am Kühler niederschlugen. Nach halbstündigem Erhitzen wurde der Chlorstrom unterbrochen. Am unteren Teil des Kühlers befand sich metallisches Aluminium, am oberen Teil weißes A1 C13. Auf einen Teil Metall wurden etwa zweieinhalb Teile A1 C13 erhalten.
Das bei diesem Verfahren anfallende Aluminiumtrihalogenid kann z. B. zur Deckung der Verluste bei dem eingangs erwähnten Verfahren dienen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Aluminium durch Erhitzen von Aluminiumverbindungen enthaltenden Stoffen mit einem kohlenstoffhaltigen Reduktionsmittel, , dadurch gekennzeichnet, daß man ein Halogen unter stark vermindertem Druck auf die Reaktionsmasse einwirken läßt, so daß dabei ein Aluminiumsubhalogenid entsteht und dieses nach seiner Entfernung aus dem Reaktionsgemisch in Aluminium und das entsprechende Aluminiumtrihalogenid zersetzt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man das Halogen bei Temperaturen zwischen 1200 und 1500° einwirken läßt.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenzufuhr so dosiert wird, daß der Partialdruck des Halogens 5o Torr nicht übersteigt.
4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zersetzung des Subhalogenids durch Abkühlung auf Temperaturen unterhalb 70o° vorgenommen wird.
5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Halogen Chlor verwendet.