171397. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés alumíniumklorid kivonására gáznemű alumíniumkloridot tartalmazó gázelegyből
3 171397 4 ahol a fluid-ágyat előre meghatározott, az alumíniumkloridnak az adott körülményeknek megfelelő megszilárdulási hőmérsékletének felső határánál lényegesen alacsonyabb hőfokon tartjuk. A bauxit alumíniumoxid-tartalmú anyag, ezt javasolták az alumíniumklorid-gyártás kiindulási anyagául. A bauxit általában számos szennyező anyagot, így vasoxidot, szilíciumdioxidot és titándioxidot tartalmaz. Mivel ezek a szennyezők szén jelenlétében klórral könnyen reagálnak, vas-, szilícium- és titánkloridot képezve, az alumíniumkloridnak a bauxit klórozása során képződő forró gázból történő elkülönítése és kivonása különösen nehéz problémákat vetett fel. Ezeket a problémákat az alumíniumkloridban levő számos szennyező anyag jelenléte, az alumíniumkloridnak az elkülönítési műveletek során mutatkozó sajátos tulajdonságai és főképpen az alumíniumkloridnak az adott körülményeknek megfelelő leválasztási hőmérsékletén jelentkező gőznyomása idézte elő. A klórozási reakcióhoz használt, szénnel kevert bauxit tartalmaz nedvességet vagy más formában levő hidrogént. Ezideig nem gondolták, hogy ez ártalmas hatású, mivel az ilyen hidrogén sósavvá alakul át, ami a jelenlevő vas-szennyezésekkel reagálhat. Minthogy a gáznemű alumíniumkloridot tartalmazó reakciókeveréket szükségszerűen tisztítani kellett, az ilyen fajta melléktermék jelenlétével a reakciókeverékben nem csak, hogy nem igen foglalkoztak, hanem, mivel a képződött sósav a bauxitban jelenlevő vas-szennyeződéseket csökkentette, úgy tekintették ezt, mint olyan módszert, amely a vas-szennyezések átalakításával azokat könnyen eltávolíthatóvá teszi. A találmány szerinti eljárás kiváltképpen alkalmas a Bayer eljárásból származó alumíniumoxid mint kiindulási anyag felhasználására az alumíniumkiorid előállításához. Az alumíniumoxid a maronátronnal történő kezelés következtében általában nátrium-szennyezéseket tartalmaz, így nátriumoxidot (Na20), ami az alumíniumoxid klórozása során nátriumalumíniumklorid és más, nátriumtartalmú szennyezések képződéséhez vezet. A találmány szerinti eljárás javított, hatásos és gazdaságos eljárást biztosít szelektíven kialakított, nagytisztaságú szilárd alumíniumklorid előállítására. A találmány szerint a nátriummal szennyezett alumíniumoxid, így például a Bayer eljárásból származó, vastól, szilíciumtól és titántól lényegileg mentes alumíniumoxid klórozásánál képződő forró gázból a kondenzálható és más szennyezéseket szelektíven elkülönítjük. A szennyezések elkülönítését úgy végezzük, hogy a gáz hőmérsékletét a klórozási reakció hőmérsékleténél alacsonyabb, de az alumíniumkloridnak az adott körülményeknek megfelelő kondenzálási hőmérsékletnél magasabb hőmérsékletre csökkentjük és a szelektíven kialakított nagytisztaságú alumíniumkloridot a maradék gázból közvetlen deszublimálással gazdaságos módon kivonjuk. A találmány szerinti eljárás során először lényegileg szennyeződésektől mentes alumíniumkloridot állítunk elő gáz alakban, gáznemű hordozóanyagban, majd a gázt először egy előre meghatározott hőmérsékletre lehűtjük, ami a klórozási hőmérséklet alatt és lényegesen az alumíniumkloridnak az adott körülményeknek megfelelő kondenzálási hőmérséklete felett van. Ily módon a kondenzálható komponensek egy részét, így a nátriumalumíniumkloridot kondenzáljuk és a gázt a magával ragadott 5 szilárd és folyékony részecskéktől és az első lépésben kondenzált, illékony komponensektől, így a nátriumtartalmú reakciótermékektől elkülönítjük. Ezután következik előnyösen a maradék gáz második hűtése az előre megállapított második, alacsonyabb hőmér-10 sékletre, ami még az alumíniumkloridnak az adott körülményeknek megfelelő kondenzálási hőmérséklete felett van. Ily módon szelektíven kondenzáljuk a még visszamaradt kondenzálható részeket — kivéve a gázban levő alumíniumkloridot - és a második 15 elkülönítési műveletben a gázból eltávolítjuk az összes visszamaradt, a gáz által magával vitt részecskét és a még kondenzálható komponenseket. Ekkor a lehűtött maradék-gáz klórt, foszgént, szénmonoxidot és kondenzálható termékként a lényegileg szennyező-20 désmentes gáznemű alumíniumkloridot tartalmazza. Az alumíniumkloridot mint szelektíven kialakított nagytisztaságú részecskéket közvetlen szublimációval kapjuk alumíniumklorid-részecskéket tartalmazó, önfeltöltő fluid-ágyon, amelyet előre meghatározott, az 25 alumíniumklorid megszilárdulási hőmérsékletének felső határánál lényegesen alacsonyabb hőfokon tartunk. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy azzal főképpen elektrolitikus redukcióval történő fém-30 alumínium gyártásához használható alumíniumklorid állítható elő. A találmány szerinti eljárás szelektíven méretezett és kialakított, nagytisztaságú alumíniumklorid eredményes és gazdaságos, nagyüzemi méretű termelését lehetővé teszi, 35 A találmány célja elsősorban jó hatásfokú és gazdaságos eljárás és berendezés kialakítása a szelektíven méretezett és kialakított nagytisztaságú alumíniumklorid folyamatos, nagyüzemi méretű termelésére, a nátriummal szennyezett alumíniumoxid 40 klórozása során képződő gázból. A találmány tárgya kiváltképpen olyan javított eljárás és berendezés, amely a gáznemű alumíniumklorid közvetlen deszublimálását fluid-ágyon lehetővé teszi, mimellett az ágyat az alumíniumkloridnak az 45 adott körülményeknek megfelelő felső megszilárdulási hőmérsékleténél lényegesen alacsonyabb hőfokon tartjuk. A találmány szerinti javított berendezésben a 50 gáznemű alumíniumklorid szelektíven, lényegileg hőveszteség nélkül vezethető a kontakt felületektől távol levő alumíniumklorid-szemcsékből álló fluid-ágyra, ahol a gáznemű alumíniumklorid a fluid-ágy szemcséire lecsapódik. 55 A találmány szerinti javított eljárással a nátriummal szennyezett alumíniumoxid részecskék klórozása során képződő gázból nagytisztaságú alumíniumklorid gazdaságosan kivonható oly módon, hogy a gázból a magával ragadott részecskéket, így szilárd és folyé-60 kony részeket és a kondenzálható illó komponenseket, így a nátriumtartalmú reakciótermékeket előre meghatározott hőmérsékleten előzetesen elkülönítjük, majd a megtisztított és lényegileg szennyeződéstől mentes maradék gázból a nagy tisztaságú 65 alumíniumkloridot közvetlenül deszublimáljuk. i
