167894. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium,titán vagy szilícium előállítására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Bejelentés napja: 1973. X. 16. Amerikai Egyesült Államok-beli elsőbbsége: 1972. X. 16. (297, 695) Közzététel napja: 1975. VIII. 28. Megjelent: 1977. IV. 30. (AI—229) 167894 Nemzetközi osztályozás: B 01 j 1/02 C 01 f 7/56 C 01 g 23/02 C 01 f 33/08 Feltalálók: TERRY John Christopher, mérnök, LIPPMAN Alfred, mérnök, SEBENIK Roger Frank, mérnök, HARRIS Harry Gordon, mérnök, Louisiana, Mataine, Amerikai Egyesült Államok Tulajdonos: Applied Aluminium Research Corporation, New Orleans, Amerikai Egyesült Államok Eljárás alumínium, titán vagy szilícium előállítására i Elemi alumínium előállítására agyagból, bauxitból vagy más alumíniumtartalmú anyagból az APPLIED ALUMINUM RESEARCH CORPORATION 3 615 359, 3 615 360, 3 677 742, 3 713 809 és 3 713 811 számú amerikai szabadalmaiban leírt eljárás szerint lé- 5 nyegében az alábbi négy fő lépésből áll: I Az alumíniumtartalmú anyag szén jelenlétében történő redukáló klórozása alumíniumtriklorid előállítására, II A képződött alumíniumtriklorid reakciója mangán- 10 nal elemi alumíniummá és mangán(II)-dikloriddá, III A kapott mangán(II)-diklorid oxidációja, amelynek során egy vagy többfajta mangánoxid és klórtartalmú gázok képződnek, végül IV A kapott mangánoxidok redukciója fémmangánná. 15 A megnevezett szabadalmak szerint a II-vel jelölt lépést gázalakú alumíniumkloriddal és olvadt fémmangánnal körülbelül 900—1500 C° közötti hőmérsékleten és 70 at-ig terjedő nyomáson kivitelezik. A technika állása alapján ismert egyéb eljárások során 20 fémkloridokat redukáló fémmel redukálnak, ennek jellegzetes példája az úgynevezett Kroll-féle eljárás, amelyet kiterjedten alkalmaznak jelenleg titán gyártására. A Kroll-eljárás röviden abból áll, hogy titántetrakloridot olvadt fémmagnéziummal vagy fémnátriummal 25 redukálnak. A fémhalogenid melléktermékeket (magnéziumklorid vagy nátriumklorid) ezt követően elektrolitikus úton elemi fémmé (magnézium vagy nátrium) redukálják; a redukció során kapott szivacsszerű titánterméket eltávolítják, megőrlik majd a sók kioldása után 30 megszárítják és így nagytisztaságú szivacsszerű titánhoz jutnak. A redukciót 712—920 C° közötti megemelt hőmérsékleten kivitelezik, abból a célból, hogy a redukáló fémnátrium vagy fémmagnézium és a képződött kloridok olvadékállapotban legyenek A fent hivatkozott közvetlen termokémiai redukció során a redukálófém mindenkor olvadt állapotban van, ezáltal magas hőmérsékleten végbemenő reakciót igényel, ez pedig együtt jár költséges berendezési és energiaigénnyel. A jelen találmány azon a felismerésen alapszik, hogy a redukáló fémet és kloridvegyület-terméket inkább szilárd, mint olvadék halmazállapotban célszerű tartani a reakció során és ebből származóan számos gazdaságossági előny mutatkozik. A találmány elsődleges célja alumínium, titán vagy szilícium előállítása az illető fém kloridjából olyan redukáló fémmel, amely a redukció közben szilárd halmazállapotban van jelen. A találmány főként alumíniumgyártásra vonatkozik, amelynek során alumíniumtrikloridot folyadékállapotban szilárd halmazállapotú mangánnal redukálunk. A találmány oltalmi köre kiterjed titán előállítására is folyékony titántetrakloridnak szilárd halmazállapotú mangánnal, magnéziummal vagy alumíniummal történő redukciója útján. A találmány szerinti eljárás hasonlóképpen alkalmas szilícium előállítására folyékony szilíciumtetraklorid szilárd halmazállapotú fémmagnéziummal vagy fémalumíniummal történő redukciójával. 167894 1