190613. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumíniummá elektrolizálható alumínium-klorid előállítására
12 190613 13 kondenzátorba vezetjük a gázban levő magával ragadott fémkloridok kondezálása érdekében, mielőtt a 31-es számú klórgázt a Keh—Chlor típusú eljárásban visszanyert 27-es számú klórral összekeverve visszavezetnénk a 24-es számú klórozóba. A 33-as számú kondenzált kloridokat visszavezetjük a 32-es számú elektrolizáló kádba, ha azokba - normálisan az A1C13 -dal együtt adagolt - sókat nem adagoljuk. A 35-ös számú halogénsó többletet hányóra visszük. Az elektrolízis előnyei, azáltal, hogy a jelen találmányban leírt módszer szerint kalcinált ACH-ból indulunk ki, a következők: (i) az ACH csekély nátrium tartalma (I. táblázat) következtében a 32-es számú elektrolizáló kádra adagolt 25-ös számú vízmentes A1C13 csak kis mennyiségű nátrium szennyezőt tartalmaz és így kisebb a 35-ös számú, hányóra vitt halogénsók mennyisége és minimális az elektrolit összetétel változása. Ez utóbbi nagyobb áramhatásfok melletti üzemeltetést és következésképpen kisebb energiafelhasználást tesz lehetővé. (ii) Az anyagmérleg a költséges klór szempontjából kedvező, mert amikor az elektrolizáló kádat ACH-ból származtatott AlCl3-dal üzemeltetjük, a keletkező klórgázt hasznosítjuk, szemben a Bayer-timföldből kiinduló eljárással. A Bayer-eljárásból származó, kohósítható minőségű timföld ugyanis jellemzően 0,22 t% hidrogént tartalmaz, míg a (ii) egyenletben az x értéke 0,11 (lásd a 4 235 860. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírást), és a maradék klorid mennyisége elhanyagolható, ami azt jelenti, hogy a (ii) egyenletben az y értéke 0,0. Redukáló klórozás esetén a Bayer-timföldben levő maradék hidrogén miatt 0,352 kg Cl2fkg A1 fajlagos, nem termelő klór«felhasználás szükséges, mivel abból HC1 keletkezik. Azonban egy Kel-Chlor típusú eljárásnál a HCl-ből a klór a 90 tömeg%>-át visszanyerhetjük. A teljes klórveszteség tehát a HCl-ből vissza nem nyert klór és a fémszenynyezők kloriddá alakulása miatt veszendőbe menő klór mennyiségének összege (lásd a II. táblázatot), csökkentve az elektrolizálandó anyag maradék klórtartalmával. Ezt az elektrolizálandó anyag kg Cl2 /kg A1 fajlagos klór értékével is kifejezhetjük, ami =0,142x-0,06y+CLLI, ahol x és y jelentése azonos a (ii) egyenletben szereplő x és y jelentésével, míg a CLLI a fémszennyezők miatti klórveszteséget jelöli (lásd: a II. táblázatot). Tehát egy átlagos Bayer-timföld esetében a klórveszteség pótlására szolgáló beadagolandó klór mennyisége 0,1166 kg Cl2/kg Al. Azonban a jelen találmányban leírt módon kalcinált ACH-ot alkalmazva, — amelynek jellemző maradék hidrogént tartalma 0,24 t% (ami megfelel x=0,12-nek), a jellemző maradék klorid tartalma 6 t% (ami megfelel y—2-nek az (ii) egyenlet szerint), valamint CLLI értéke a II. táblázat szerinti —, a klórveszteség pótlására szolgáló beadandó klór mennyisége kb. -0,22 kg Cl2/kg Al, ami azt jelenti, hogy többlet klór keletkezik. Ez lehetőséget nyújt a 32-es elektrolizáló kádból és a 27-es Kel-Chlor típusú hasznosító rendszerből származó klór hatékonyabb és kevésbé ellenőrzött visszavezetésére a 24-es számú klórozóba. A következő példák a találmány további szemléltetésére szolgálnak, anélkül azonban, hogy korlátoznák annak oltalmi körét. 1. példa 100 gramm egyszer kristályosított ACH-ot levegő jelenlétében forgódobos kemencében kalcináltunk. A kai cinálási hőmérsékletet 400 °C és 1000 °C között változtattuk. A füstgázokat, vizet és HCl-t tisztítottuk. A kísérleteket minden hőmérsékleten 2 óra hosszat végeztük. Ugyanebben a hőmérséklet-tartományban, ugyanilyen módszerrel timföld-trihidi'átot (A1203-3H2)) is (részlegesen) kalcináltunk. A fenti kísérlethez a következő szennyezőket tart almazó ACH-ot használtunk: Szennyezők Mennyiség (t% az A1203- ban) p2o5 0,01 MgO 0,015 Cr,03 0,003 MnO 0,002 V2Os 0,001 tío2 0,001 k2o 0,005 NiO 0,001 CoO 0,002 le203 0,005 ZnO 0,005 CaO 0,03 Na20 0,01 Az általunk mért maradék hidrogén és maradék klorid mennyiségeket a III. táblázat mutatja be. III. táblázat Minta Kalcinálási hőmérséklet °C Maradék hidrogén t% Maradék klorid t% C1:H arány A 400 0,68 7,5 0,31 A' 1,10 0 0 B 450 0,48 — — C -500 0,33 7,1 0,6 C’ 0,70 0 0 D 550 0,34 — — E 600 0,3 7,0 0,66 E’ 0,54 0 0 F 650 0,26 — — F’ 0,56 0 0 G 700 0,24 6,7 0,79 H 750 0,24 — — I 800 0,26 3,0 0,33 I’ 0,34 0 0 J 900 0,21 2,1 0,28 J’ 0,34(0,42)— K’ 0,13 0 0 Az A -J minták anyaga ACH; 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 9
