NO790460L - Fremstilling av et rent aluminiumoksyd fra loesninger inneholdende opploeste aluminiumioner og jernioner - Google Patents

Description

Fremstilling av et rent aluminiumoksyd fra løsninger inneholdende oppløste aluminiumioner og jernioner.

Foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av et rent aluminiumoksyd fra løsninger med et innhold av oppløste aluminium- og jernioner.

Ved fremstilling av aluminiumoksyd fra andre råstoffer enn bauxitt benyttes ofte en utlaking av aluminiuminnholdet i råstoffet ved hjelp av syrer, som oftest benyttes en av syrene: saltsyre, svovelsyre eller salpetersyre, men bruk av andre, både uorganiske eller organiske syrer er også foreslått. I de fleste råstoffer foreligger det en rekke forurensende elementer som også løses sammen med aluminiuminnholdet ved en slik syrelaking. Et slikt element er jern. Ved en rekke rapporterte fremstillingsmåter hvor. aluminiumoksyd fremstilles fra et mineralsk råstoff ved hjelp av en første utlaking av råstoffet med syre, er det lagt inn et eget renstrinn for å fjerne jern fra løsningene før aluminium gjen-vinnes fra løsningen etter utlakingen. Man søker da å fjerne jernet mest mulig fullstendig fra løsningen. Ved en kjent pro-sess blir aluminiuminnhold i leire laket ut med svovelsyre. Man tilsetter så saltsyre og foretar en ekstraksjon av jern ved hjelp av en væske-væske-ekstraksjonsprosess. Jerninnholdet bringes derved ned til under 0,01 g Fe/l, hvorpå man feller aluminiuminnholdet ved tilsats av mer saltsyregass. Det er også foreslått prosesser hvor man søker å redusere jerninnholdet i løsninger som inneholder aluminiumet før man foretar felling av aluminium med saltsyregass. Det er derfor overraskende å finne at man kan felle et aluminiumklorid med meget lite jern ved hjelp av saltsyregass fra løsninger som inneholder et høyt innhold av oppløst jern, særlig om jernet foreligger med valens +3. Jerninnholdet må imid-lertid kontrolleres dersom løsningene skal resirkuleres, men ved å la konsentrasjonen av jern bygge seg opp til et høyt nivå ved gjentatte resirkulasjoner av løsning, oppnår man at bare et relativt lite volum løsning behøver behandles for å holde konsentrasjonen av jern på et akseptabelt nivå. Videre er det ofte lettere å fjerne jern fra en løsning hvor man bare behøver å fjerne en del av det tilstedeværende jernet og således kan la en relativt høy konsentrasjon av jern forbli i løsningen.

Ved eksperimenter hvor aluminiumklorid er felt fra løsninger med økende mengder jern, er det nå funnet at man kan produsere aluminiumoksyd fra nevnte aluminiumklorid med under 0,05% Fe20^. Det er derfor akseptabelt for fremstilling av aluminiummetall

selv når aluminiumkloridet felles fra løsninger som inneholder over 10 0 g Fe+"Vl• Dette skyldes at jern, særlig Fe<+>^, danner kloridkomplekser som er løselig i sterk saltsyre, mens aluminium ikke danner slike komplekser, men felles som AlCl^^f^O. Dette fører da for det første til at jernet holdes i løsning, og for det andre at de store anionkompleksene som dannes, vil ha liten tendens til å bygges inn i aluminiumkloridets krystallgitter.

For å kunne fremstille et rent aluminiumklorid fra slike løsninger med høyt jerninnhold må man selvfølgelig kunne fjerne det faste aluminiumklorid fullstendig fra moderluten, f.eks. ved en effektiv, vask. Videre må de fremstilte aluminiumkloridkrystaller ikke inneholde inneslutninger eller lommer av okludert moderlut. Dette oppnås ved å gjennomføre fellingen omhyggelig slik at det oppnås mest mulig perfekte krystaller.

Eksempel 1

En lake ble fremstilt ved å lute ut aluminiuminnholdet fra anorthositt inneholdende 30% Al^ O^ og 1% Fe^ O^ ved hjelp av saltsyre

(6 N HC1). Laken inneholdt 40 g Al/l og 2 g Fe/l. Aluminiuminnholdet ble felt ved å lede inn saltsyregass. Det resulterende klorid ble vasket med konsentrert saltsyre og kalsinert ved 1000°C, hvorved man fikk et oksyd som inneholdt 0,01% Fe2°3• Moderluten fra fellingen ble benyttet for utlaking av en ny batch anorthositt, og man fikk en ny lakeløsning inneholdende 40 g Al/l og 4 g Fe/l. Aluminiuminnholdet ble på ny felt med saltsyregass, og man kunne fremstille et aluminiumoksyd med 0,012% Fé20^ fra* kloridet ved gløding. Man fortsatte å resirkulere laken uten a fjerne jernet og økte derved konsentrasjonen av jern i laken.

Tabell 1 viser noen eksempler på jerninnholdet i ferdig kalsinert aluminiumoksyd fremstilt fra lake med forskjellige innhold av jern.

For bruk av aluminiumoksyd til aluminiummetallfremstilling regnes vanligvis 0,05% Fe20^som et akseptabelt lavt innhold av jern. Det er således i alle disse tilfellene fremstilt et aluminiumoksyd med akseptabel<renhet.

E ksempel 2

Forsøkene ble utført på samme måte som i eksempel 1, men det ble benyttet svovelsyre (7 N I^SO^) i stedet for saltsyre. Det løste aluminium ble felt ved hjelp av saltsyregass. Deretter ble overskudd av saltsyre fjernet ved oppvarming hvorved syrestyrken justert tilbake til ca. 5,5 N H2S04og 1,5 N HCl før utluting av en ny batch anorthositt. Tabell 2 viser noen eksempler på jerninnholdet i det fremstilte oksyd fremstilt fra laker med for-skjellig innhold av jern.

Eksempel 3

Aske etter forbrenning av steinkull ble utlutet med saltsyre. Laken som inneholdt 20 g Al/l og 20 g Fe/l, ble mettet med saltsyregass og aluminiuminnholdet feltes som aluminiumklorid hvorfra det ble fremstilt et aluminiumoksyd med 0,03% Fe20^.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av et aluminiumklorid (Ald^^^O) med et lavt innhold av jern fra løsninger inneholdende aluminium- og jernioner ved felling av aluminiumklorid med saltsyregass, karakterisert ved at det benyttes løsninger som inneholder minst 0,1 g Fe/l og som er fremkommet ved utlaking av et naturlig mineralsk råstoff eller kunstig fremstilt aluminiumholdig råstoff idet utlåcingssyren utgjøres av saltsyre og/eller svovelsyre, henholdsvis en blanding av disse.

2. Fremgangsmåte som i krav 1, karakterisert ved at det fremstilte aluminiumklorid overføres til aluminiumoksyd ved kalsinering.