140062. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium előállítására vagy finomítására

2 140062 loidsókkai együtt csapódik le s utólag kell azoktól elkülöníteni. Ha azonban a rendszerben uralkodó feltételek mellett a reakcióhőfok elég magasan van a haloidsók gőzölgési hőfoka felett, az aluminium már a haloidsók lecsapódási hőfoka felett fekvő hőmérsékleten cseppfolyósodik s ezért teljesen vagy legnagyobb, részben elválik a kondenzáló készülék legforróbb övezetében; vagy ha a sűrítőt és a vonatkozó részeit e kétféle cseppfolyósodási hőmérséklet közötti hőfokon tartjuk, a haloidsók egyáltalán nem folyósodnak s így a haloid gőzöket a rendszerben folytonosan lehet használni a reakcióban. Alumíniumkloriddal vagy bromiddal el lehet érni azt is, hogy teljes elválasztás legyen, itehát a haloidsók ne cseppfolyósodjanak. E haloidsók reakcióhőfoka sokkal magasabb, mint gőzölgésük hőmérséklete. Ha haloidsó gőzöket vezetünk el felhevített aluminium vagy aluminiumtaríalmú nyersanyag felett, a gőzök sebességét, a haloidok parciális nyomását, az anyag felületét és a hőmérsékletet úgy lehet szabályozni, hogy az alkalmazott haloidsókhoz képest az alumíniumból maximális mennyiség desztilláljon le. E határok között az aluminium elgőzölgési aránya, addig, míg eléri ezt a legnagyobb értéket a haloidsógőzökhöz képest, nagymértékben növekszik, ha egyéb körülmények nem változnak a fajlagos felület és az alumíniumtartalmú anyag hőmérsékletének a növelésével. Ügylátszik, hogy ezt a viselkedés azzal a feltevéssel magyarázhatjuk (bár a következőkben adott magyarázat csak elmélet és a találmány arra nincs korlátozva), hogy a reakcióhőmérsékleten az alumínium vagy aluminiumtartalmú anyag, az eredeti haloidsó és az alacsonyabb halogéntartalmú aluminiumklorid gőzök között, melyek fokozatosan lehűlve visszaalakulnak az eredeti haloidsóvá és fém alumíniummá, egyensúlyi helyzet áll be; bár hirtelen hűtés esetében a csapadékból igen kevés lesz aluminium tartalmú, mely nem azonosítható és labüisnek mutatkozik és olyan változást szenved, hogy elemzése csak alumíniumot és haloidsót mutat ki. így pl. aluminiumkloriddal, mely ige kielégítő eredményt adott, a reakció a következő Volna: 2 A1+A1C13

(gőz) 3 A1C1 (gőz) Komplex haloidsóval, mint pl. kriolittal, a következő volna a vegyfolyamat: 5 A1 + (3NaF, A1F.) (gőzállapotban) 6 A1F (gőz) + 3Na (gőz). Minthogy az aluminiumonohaloid képződéséhez hő kell és a folyamat térfogatnövekedéssei jár, a reakció annál tökéletesebben megy végbe, minél magasabb a hőmérséklet és minél alacsonyabb a nyomás, vagy ha a haloidsó hatástalan gázzal, pl. hidrogénnel keverten kerül alkalmazásba, minél alacsonyabb parciális nyomása (koncentrációja). A gázkeverék térfogategységére számítva a monohaloidok abszolút mennyisége (vagyis az elgőzölgött aluminiumtöménysége) csökken, ha az eredeti haloidsók koncentrációja is kisebb lesz. A nyomás gyakorlatilag legalacsonyabb határa (a koncentráció határa) az, amelyen már túl kevés mennyiségű aluminium desztillál át, ez túl alacsony haloidsó nyomás. Minthogy a reakció hatásfoka közeledik a maximális értékhez, ha a hőmérsékletet fokozzuk és csökkentjük a haloidvegyület nyomását és minthogy a reakció hatásfoka növekszik a hőmérséklettel, ezért ajánlatos a reakcióhőfokot a haloidsók elgőzölgési hőfoka feletti értéken tartani, ha a rendszerben fennálló egyéb feltételek nem változnak. Ez a gőzölgési hőfok és előnyös reakció hőfok közötti különbség, mint már említettük, nagyon nagy aluminiumklorid vagy bromid alkalmazása esetében, de más esetben is elég nagy, pl. ha nátriumkloriddal dolgozunk 300—400 C° is lehet a kísérleti feltételek szerint. Mindazonáltal az egyensúlyi feltételekkel összhangban, leggazdaságosabban akkor járunk el,.ha 90%-nál kisebb hatásfokkal megelégszünk. Ha nagyobb hatásfokra törekszünk, aránylag nagy hőfokemelés csak kis mértékben fokozza a hatásfokot. Hasonló módon a hőfok alsó határát, mely különben a használt haloidsó természetétől és az aluminiumtermelésre használt anyag minőségétől függ, megszabja az a körülmény, hogy túl alacsony hőfokokon igen alacsony lesz a hatásfok, illetve a reakció eredménye. A találmány szerinti alumínium előállító, illetve finomító eljárás abból áll, hogy gőz fázisba hozott haloidsókat aluminiumtartalmú nyersanyagokkal hevítéssel reakcióba hozunk, amikor az alumínium aluminiumhaloidsó gőzök képzése közben elgőzölög és az alumíniumot a reakció termékekből hűtéssel kapjuk meg. Előnyös az, ha olyan hőmérsékleten megy végbe, amelyen a haloidsók gőzei nem telítettek. Aluminiumtartalmú nyersanyag kifejezésen tisztátalan alumíniumot vagy aluminiumötvözetet, pl. szilicium-aluminiumot, valamint aluminiumvegyületet kell érteni, mint ferroaluminiumot (AlFe) és aluminiumkarbidot és e vegyületek keverékét aluminiummmalés alumíniumötvözetekkel. Lehet ez még tiszta vagy nyers timföld vagy más aluminiumérc, alkalmas redukáló szerrel, mint pl. szénnel vagy szilíciummal vagy a már említett aluminiumtartalmú nyersanyagok és keverékeik egyéb anyagokkal. Haloidsók alatt az alkálifémek vagy alkáliföldfémek kloridjait, fluoridjait vagy bromidjait kell érteni, továbbá az alumínium haloidsórt is, beleértve azokat a komplex sókat, amiket e haloidsók egymással és olyan anyagokkal alkotnak, melyek haloidsókat képeznek aluminiumtartalmú anyagokkal pl. a klórt, vagy hidrogénkloridot vagy ez utóbbi anyagokból kettőnek vagy többnek a keverékét. Alacsonyabb hőfokon forró vagy szublimáló haloidsók mint pl. aluminiumhromid és alacsony ára miatt különösen az aluminiumklorid hatásos-