Способ получения фторида алюминия
Владельцы патента RU 2421401:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет (RU)
Изобретение относится к области неорганической химии и может быть использовано для получения фторида алюминия. Смешивают гидроксид алюминия с избытком до 20% фторида или гидродифторида аммония, смесь нагревают в интервале температур 126-238°С и выдерживают при данной температуре до полного отделения газообразных аммиака и паров воды с получением аммонийного криолита. Аммонийный криолит подвергают термическому разложению при температуре выше 350°С до полного отделения газообразных аммиака и фтороводорода с получением фторида алюминия. Изобретение позволяет проводить безводный непрерывный процесс в одном химическом аппарате - трубчатой вращающейся печи с двумя зонами нагрева.
Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может применяться для получения фторида алюминия.
Известен способ получения фторида алюминия путем обработки алюминийсодержащего минерала фтористым соединением аммония в автоклаве при нагревании 175-260°C с последующим отделением аммонийного криолита и термическим его разложением (авторское свидетельство SU 431113, опубл. 5.06.1974). Недостатком способа является сложность аппаратурного оформления процесса фторирования алюминийсодержащего минерала.
Известен способ получения фторида алюминия (прототип) путем нагрева смеси алюминийсодержащего сырья с фторидом или гидродифторидом аммония при 170-210°C, последующей очистки фторида алюминия возгонкой фторидных соединений кремния, титана и избыточного фторида или гидродифторида аммония в восстановительной среде при температуре не менее 400°C (Патент RU 2172718, опубл. 27.08.2001). Недостатком способа является сложность аппаратурного оформления процесса очистки фторида алюминия от примесей.
Задачей настоящего изобретения является разработка непрерывного и безводного способа получения фторида алюминия.
Поставленная задача достигается тем, что смешивают гидроксид алюминия с избытком до 20% фторида или гидродифторида аммония и нагревают в интервале температур 126-238°C. Выдерживают при данной температуре до полного отделения газообразных аммиака и паров воды, получают аммонийный криолит. Аммонийный криолит выдерживают при температуре выше 350°C до полного отделения газообразных аммиака и фтороводорода, получают фторид алюминия.
Процесс описывается реакциями:
2Al(OH)3+12NH4F=2(NH4)3AlF6+6NH3+6H2O;
(NH4)3AlF6=AlF3+3NH3+3HF
В результате перечисленных операций получается твердый продукт - фторид алюминия. Снижение себестоимости конечного продукта осуществляется за счет исключения стадии варки гидроксида алюминия в плавиковой кислоте.
Процесс можно проводить в одном химическом аппарате - трубчатой вращающейся печи с двумя зонами нагрева.
Пример 1. Смешивают 10 г гидроксида алюминия и 28,5 г фторида аммония, нагревают при 150°C до полного отделения газообразных аммиака и воды, нагревают до 380°C и выдерживают при данной температуре до полного отделения газообразных аммиака и фтороводорода. Получают порошок массой 10,59 г, выход продукта составляет 98,3%.
Пример 2. Смешивают 10 г гидроксида алюминия и 21,9 г гидродифторида аммония, нагревают при 200°C до полного отделения газообразных аммиака и воды, нагревают до 450°C и выдерживают при данной температуре до полного отделения газообразных аммиака и фтороводорода. Получают порошок массой 10,62 г, выход продукта составляет 98,6%.
Способ получения фторида алюминия, включающий термическую обработку алюминийсодержащего соединения фторидом или гидродифторидом аммония с последующим термическим разложением аммонийного криолита, отличающийся тем, что в качестве алюминийсодержащего соединения используют гидроксид алюминия, фторид или гидрофторид аммония добавляют в пропорции до 20% избытка от стехиометрически необходимого для получения аммонийного криолита, термическую обработку ведут в интервале температур 126-238°С, разложение аммонийного криолита ведут при температуре выше 350°С.
