JPS63117910A - 塩化アルミニウム粒子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、新規な塩化アルミニウム粒子とこの塩化アル
ミニウム粒子を製造する方法に関するものである。

従来の技術 塩化アルミニウムは有機化学の分野における触媒として
利用されたり、化粧品産業で利用されることが多い。塩
化アルミニウムを製造する際にはガス状の塩化アルミニ
ウムが得られるが、場合によっては他の生成物がこの塩
化アルミニウムに混合していることがある。そこで、室
温に冷やした壁面」二に塩化アルミニウムを凝縮させて
分離する。

このようにすると殻（クラスト）状の塩化アルミニウム
が得られるが、振動や衝撃といった機械的手段を用いて
この殻を壁面から剥離させる。冷却した壁面としては、
単に室温と同じ温度にした鋼鉄製タンクの内壁面を利用
する。

塩化アルミニウムの殻は粉砕して様々な形状の断片にす
るが、最も大きいものでも５ｃｍ未満のサイズになるよ
うにする。粉砕操作の結果として塩化アルミニウム粉末
が得られる。この塩化アルミニウム粉末はふるいにかけ
て、ふるいを通過した細かい粉末を再利用する必要があ
る。１９７０年４月２３日の日本国特許出願第３４，９
８８号および第３４．９８９号ならびに１９７０年５月
１８日の日本国特許出顆第４２、２４３号には、ガス状
塩化アルミニウムを分離する方法が記載されている。こ
の方法によると、まず温度を８０〜８５℃に保った壁面
上を塩化アルミニウムガスを通過させ、次いで塩化アル
ミニウムが結晶化したときにこの壁面を２２０℃に加熱
してこの塩化アルミニウムの結晶を剥離させて回収する
。

塩化アルミニウムの結晶が形成されて成長しているとき
には結晶間が密着して殻になりやすい。従ってこの殻を
粉砕してふるいにかける必要がある。

問題点を解決するための手段 ところが本発明により、ほぼ円錐形であることを特徴と
する新しい塩化アルミニウム粒子が製造できるようにな
った。

この円錐の高さは０．５〜５ｃｍであることが好ましい
。また、この円錐の底面の直径に対する高さの比は１〜
１０である。

本発明によればさらに、このような塩化アルミニウム・
粒子を得るための方法が提供される。

この方法というのは、塩化アルミニウムを含むガス流か
らほぼ円錐形の塩化アルミニウム粒子を得るための方法
であって、上記ガス流を７０℃未満の温度の壁面に接触
させ、この壁面を加熱して塩化アルミニウム粒子を剥離
させることを特徴とする。

詐Ｊ この方法は、塩化アルミニウムを含むあらゆるガス、特
に塩化アルミニウムを製造する際に得られるガスに適用
することができる。

どの製造方法を用いるにしろ、塩化アルミニウムの製造
の途中の一段階で塩化アルミニウムガスが他のガスと混
合した状態で得られる。他のガスとしては不活性なガス
である窒素や空気のほか、反応の残留物である二酸化炭
素、−酸化炭素、塩素、塩化物等が挙げられる。この段
階は塩化アルミニウムそのものの製造法の一段階のこと
もあれば、アルミニウムを製造する目的でその途中に塩
化アルミニウムを得るために設けられている一段階のこ
ともある。

塩化アルミニウムを含む上記のガスは温度７０℃未満に
冷却した壁面と接触させる。

塩化アルミニウムは円錐形の粒子としてこの冷却された
壁面に付着する。この壁面を加熱すると塩化アルミニウ
ム粒子は剥離するので、重力により回収することができ
る。

冷却壁面としては任意の立体の外部表面を用いることが
可能である。しかし、この立体は、１方向の長さが他の
２方向の長さと比べて短い、すなわち多少とも厚みのあ
る板状の平行六面体であることが好ましい。冷却壁の配
置はどのようであってもかまわない。実際、円錐形の塩
化アルミニウム粒子を得るためには温度のみが重要であ
る。しかし、この円錐形塩化アルミニウム粒子の剥離お
よび回収を容易にするためには壁面が鉛直に近い状態に
なっていることが好ましい。このようにしておくと、塩
化アルミニウム粒子は、剥離させて直しに重力により容
易に回収することができる。

鉛直な板を用いる場合には大部分の面は鉛直になってお
り、この板の底と頂上の部分に狭い面が残る。底面に付
着した円錐形塩化アルミニウム粒子は問題なく落下する
。これに対して頂上面に付着した円錐形塩化アルミニウ
ム粒子を落下させるのは容易ではない。

手作業や機械装置を避けたい場合には、この水平な頂上
面の代わりに稜が一部分高くなった二面体を用いる。

板の代わりに以下の性質を有する任意の立体を使用する
ことができる。その性質とはすなわち、（１）外部表面
の大部分が鉛直である。

（２）上部が尖った形または丸くなった形である。

つまり、塩化アルミニウムが付着できるような水平な面
をもたない。

（３）水平面であってもよいのは本質的にこの立体の底
面だけである。つまり、塩化アルミニウムがこの底面の
下側に付着する。

というものである。

上記の冷却壁面は、塩化アルミニウムガスが供給される
容器（またはタンク）の内側に配置することができる。

冷却壁面としては二重ジャケットを有する容器の内壁面
を利用するのが一般的である。

塩化アルミニウムを含むガスがこの容器内に導入される
と、塩化アルミニウムは円錐形の粒子としてこの容器内
の冷却壁面に付着する。非凝縮物質は、塩化アルミニウ
ム含有ガスの導入口とは別の穴から排出することが好ま
しい。塩化アルミニウムが付着する壁面は、塩化アルミ
ニウムに対して耐性のある材料であれば任意の材料で構
成することができる。例えば、普通の鋼鉄、ステンレス
鋼、または、ニッケルを主体とする合金を使用す葛のが
好ましい。また、この壁面は滑らかであることが好まし
い。

この壁面の温度は、熱交換流体を用いて７０℃未満に維
持する。塩化アルミニウムが付着する壁面として立体の
外部表面を利用する場合には、この立体の内部に熱交換
流体を注入するのが望ましい。

一方、壁面として二重ジャケットを有する容器の内壁面
を利用する場合には、二重ジャケット内に熱交換流体を
注入するのが望ましい。熱交換流体としては、ガス、有
機化合物、熱湯、低圧の水蒸気等の任意の熱交換流体を
用いることが可能である。

金属壁面を用いる場合には、熱交換流体の温度はこの金
属壁面の温度とほぼ等しくなる。従って、この壁面の温
度を調節するには熱交換流体の温度を調節するだけでよ
い。壁面の温度は、１０〜７０℃、好ましくは４０〜６
０℃に維持するのが望ましい。さらに、この壁面の温度
は、塩化アルミニウムが凝縮している間を通じて一定に
保つことが好ましい。

塩化アルミニウム含有ガスの圧力は重要な意味をもたな
い。同様に、容器内の圧力にも大きな意味がない。この
塩化アルミニウム含有ガスの圧力はたいていの場合に大
気圧またはそれに非常に近い値であり、塩化アルミニウ
ムの凝縮はこの圧力で行わせる。塩化アルミニウムは冷
却壁面と接触すると直ちに凝縮して円錐形の粒子になる
。この円錐の先端が冷却壁面上に付着している。凝縮に
より形成された結晶は主として円錐底面同士が互いに接
触しているが、互いの間で密着したり塊を形成したりす
ることは一般にはない。このようにして得られた塩化ア
ルミニウムは連続した殻を形成しておらず、円錐の底面
の間のすき間から壁面が見える。このような配列の円錐
形塩化アルミニウムが得られた時点で冷却されている壁
面の温度を上昇させて、円錐の頂部を液化または昇華さ
せる。すると重力により円錐形塩化アルミニウムが剥離
する。圧力が三重点の圧力（２，３気圧（絶対圧力））
よりも大きい場合には液化が起こり、圧力が三重点の圧
力よりも小さい場合には昇華が起こる。円錐形塩化アル
ミニウムは昇華により剥離させることが好ましい。壁面
は、この塩化アルミニウム粒子を剥離させるのに必要な
短い時間加熱するだけでよい。加熱温度は、多くの場合
２２０〜２５０℃である。

壁面を加熱するには熱交換流体を利用する。この熱交換
流体は、塩化アルミニウムを液化または昇華させるのに
十分な温度に加熱する。この熱交換流体は、壁面の温度
を７０℃未満に維持するのに用いたのと同じ熱交換流体
でよい。この熱交換流体の温度を変えるには公知の任意
の方法を用いることができる。これとは反対に、高温流
体タンクと低温流体タンクを用いて交互にこの２つの流
体を壁面上を循環させることもできる。この２つの流体
は同じでも異なっていてもよい。

塩化アルミニウム粒子を剥離させるために壁面を加熱し
ている間は、塩化アルミニウム含有ガスを容器に導入す
るのを停止して塩化アルミニウム粒子が失われるのを防
ぐとよい。塩化アルミニウムは円錐形のものが得られ、
粉末は生じない。この円錐形塩化アルミニウムの温度は
、壁面に付着させている（結晶化）間のこの壁面の温度
とほぼ等しい。従って、この円錐形塩化アルミニウムは
冷却せずにそのまま貯蔵すること、特にドラム缶内に入
れることができる。塩化アルミニウム粒子全体を加熱す
ることがないよう、加熱操作は短時間だけ実施すること
が好ましい。この塩化アルミニウム粒子はふるいにかけ
る必要がない。従って、ふるいを通過した粒子を再利用
する必要もない。

円錐形塩化アルミニウムを剥離させるために壁面を加熱
している間にこの円錐形塩化アルミニウムはわずかに昇
華することがある。従って、昇華した塩化アルミニウム
が最初の容器に接続された別の容器の冷却壁面に付着で
きるようにしておくとよい。塩化アルミニウムを含む連
続ガス流を利用する必要がある場合には、少なくとも２
つの容器を用意しておくのが一般的である。一方の容器
には冷却壁面を備えつけ、他方の容器は塩化アルミニウ
ムを剥離させるために加熱しておく。次いで各容器の機
能を交代させる。また、任意の数の容器を用いることも
可能である。塩化アルミニウムの回収用に冷却内部壁面
を利用する容器の代わりに、複数の冷却壁またはその他
の立体を複数の容器内に任意に配置するとか、塩化アル
ミニウム含有ガス流の通路」二に配置することも可能で
ある。

さらに、同一の容器内に、塩化アルミニウムを結晶化さ
せる複数の冷却壁面と、剥離させるべき塩化アルミニウ
ムが付着した複数の高温壁面とを設けることもできる。

塩化アルミニウム粒子には、ガス状態のときに含まれて
いた塩化アルミニウムＡｌＣｌ！ｌの他に不純物も含ま
れている可能性がある。

本発明の塩化アルミニウム粒子の利点は、手作業または
機械的装置に頼らずに重力で回収できる点である。

実施例 以下の実施例により本発明を明らかにする。

１２一 実施例１ 鉛直方向を向いた内径が１５０　ｍｍ、高さが５００　
ｍｍのパイレックス製の管を用意する。この管は上端と
下端をステンレス製のフランジで封止する。このように
して得られた容器を、管とフランジの両方のまわりに巻
きつけた電熱コイルを用いて加熱する。　管の内部には
鉛直方向を向いたステンレス製の中空な板を配置する。

この板のサイズは３００　ｍｍｍｍＸ７５ｍｍＸ４０で
ある。この板には、上部に接続された内径６ｍｍのステ
ンレス製パイプを用いて熱交換流体を供給する。このパ
イプは板の内部の部分が延長パイプとなっていて、板の
下部まで延びている。熱交換流体は、板の上部に設けら
れた穴から内径６揶のステンレス製パイプを用いて外に
出す。板は、本容器の蓋（上部の蓋はフランジ）を貫通
する熱交換流体供給用パイプによって管の中央に浮いた
状態にされている。板の上部水平面には螺旋管を取り付
けて、この中を１９０℃よりも高温に保った熱交換流体
を循環させる。これは、この上部水平面に塩化アルミニ
ウム粒子が付着しないようにするためである。この螺旋
管には、容器の蓋を貫通ずる内径が５ｍｍ未満の２本の
ステンレス製パイプを用いて熱交換流体を供給する。

蓋は、板に注入する熱交換流体の人口と出口ならびに螺
旋管の人口と出口のほかに以下のものを備えている。

（１）容器内の温度測定用であり、この容器の内部まで
延びている熱電対何の穴。

（２）塩化アルミニウムガス供給用の直径１２ｍｍのパ
イプ。

（３）通気孔。

熱電対を用いて、熱交換流体が板から出るときの温度を
測定する。この温度は、塩化アルミニウム粒子が形成さ
れる壁面を構成する板の温度と等しいと考えられる。

（熱交換流体の温度を調節して）板の温度を５０℃にし
た後、４時間にわたって圧力が大気圧に等しい塩化アル
ミニウムガスを３１２　ｇ　／時の割合で容器内に導入
する。容器の内部の温度は１６５℃である。次いで、熱
交換流体を急速に加熱して壁面の温度を２２０℃にする
。この約３分後に塩化アルミニウム粒子はすべて壁面か
ら剥離して容器の底に落ちる。容器の底部のフランジを
はずすと塩化アルミニウム粒子を回収することができる
。

実施例２ 実施例１と同じ操作を行うが、壁面の温度は３４℃にす
る。

実施例３ 実施例１と同じ操作を行うが、壁面の温度は４６℃にす
る。

実施例１〜３で得られた粒子は円錐形であり、その高さ
は１０〜２０ｍｍ、底面の平均直径は８ｍｍである。粒
子は、壁面から剥離したときに完全に相互に分離してい
た。実施例１においては、４＋ｎｍのふるいで７２重量
％の塩化アルミニウム粒子が通過せずに残った。２ｍｍ
のふるいの場合には残留率は９４．５重量％であり、１
．２ｍｒＩｌのふるいでは残留率は９７．７重量％であ
った。

実施例４　（比較例） 実施例１と同じ操作を行うが、壁面の温度は本発明の適
用範囲外の８１℃にする。

実施例５　（比較例） 実施例１と同じ操作を行うが、壁面の温度は本発明の適
用範囲外の１２０℃にする。

実施例４と５においては塩化アルミニウムが棒状または
任意の形状の粒子になって互いに接合し、密な殻または
板を形成する。このため粉砕の必要がある。

特許出願人　ソシエテ　アトケム 代　理　人　弁理士　越場　隆 −１６＝

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）ほぼ円錐形であることを特徴とする塩化アルミニ
   ウム粒子。
2. （２）上記円錐の高さが０．５〜５ｃｍであり、この円
   錐の底面の直径に対する高さの比が１〜１０であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の塩化アルミ
   ニウム粒子。
3. （３）塩化アルミニウムを含むガス流からほぼ円錐形の
   塩化アルミニウム粒子を得るための方法であって、上記
   ガス流を７０℃未満の温度の壁面に接触させ、この壁面
   を加熱して塩化アルミニウム粒子を剥離させることを特
   徴とする方法。
4. （４）塩化アルミニウム粒子が形成されている間を通じ
   て上記壁面の温度を１０〜７０℃、好ましくは４０〜６
   ０℃に保つことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記
   載の方法。
5. （５）塩化アルミニウム粒子が形成されている間を通じ
   て上記壁面の温度を一定に保つことを特徴とする特許請
   求の範囲第３項または第４項に記載の方法。
6. （６）塩化アルミニウム粒子を剥離させるために上記壁
   面を塩化アルミニウムの昇華温度よりも高い温度に加熱
   することを特徴とする特許請求の範囲第３〜５項のいず
   れか１項に記載の方法。
7. （７）塩化アルミニウム粒子を剥離させるために上記壁
   面を好ましくは塩化アルミニウムの昇華温度と２５０℃
   の間の温度に加熱することを特徴とする特許請求の範囲
   第６項に記載の方法。
8. （８）塩化アルミニウム粒子を剥離させるために上記壁
   面を塩化アルミニウムの融点よりも高い温度に加熱する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３〜５項のいずれか
   １項に記載の方法。