DE1013267B

DE1013267B - Manufacture of aluminum fluoride

Info

Publication number: DE1013267B
Application number: DED15511A
Authority: DE
Inventors: Edwin Merriam Glocker
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1952-07-21
Filing date: 1953-07-16
Publication date: 1957-08-08

Description

Herstellung von Aluminiumfluorid Die Erfindung betrifft die Herstellung von praktisch rein.emAluminiumfluarid aus aluminiumhaltigen Stoffen und, einer fluo@rhaltigen, Säure, und. zwar insbesondere aus unreinen, Siliaiumdioxyd und Eisen enthaltenden Ausgangsstoffen.Manufacture of Aluminum Fluoride The invention relates to manufacture of practically pure aluminum fluoride from aluminum-containing substances and, a fluorine-containing, Acid, and. in particular from impure, silicon dioxide and iron containing Raw materials.

Die- technische Herstellung von Aluminiumfluorid erfolgt gegenwärtig durch Umsetzung von reinem Aluminiumoxyd oder Aluminium mit reiner Fluorwasserstoffsä.ure, da die Verwendung unreiner Ausgangsstoffe zu einem verunreinigten. Produkt führt, das für gewisse Zwecke unbrauchbar ist. Ein Aluminiumfluorid, das nach den. üblichen Verfahren aus unreinen: aluminiumhaltigen. Ausgangsstoffen hergestellt wird., enthält gewöhnlich so viel Eisen und Silicnumdioxyd., daß es zur Herstellung von Aluminium- und, von keramischen Körpern völlig unbrauchbar- ist. Die am besten zugänglichen Ausgangsstoffe, z. B. Bauxit, enthalten aber erhebliche Mengen Siliciumdioxyd und Eisen.. Bei den bisher benutzten Verfahren müssen diese Ausgangsstoffe unter Aufwendung erheblicher Kosten weitgehend gereinigt werden.The technical production of aluminum fluoride is currently taking place by reacting pure aluminum oxide or aluminum with pure hydrofluoric acid, because the use of impure raw materials leads to a contaminated. Product leads, that is useless for certain purposes. An aluminum fluoride which, according to the. usual Process from impure: aluminous. Starting materials is produced. Contains usually enough iron and silicon dioxide to be used in the manufacture of aluminum and, of ceramic bodies, is completely useless. The most accessible Starting materials, e.g. B. bauxite, but contain significant amounts of silicon dioxide and Iron .. In the processes used so far, these starting materials must be expended can be largely cleaned at a considerable cost.

Aluminiumfluorid ist auch in der Weise hergestellt worden., daß man rohe aluminiumhaltige Ausgangsstoffe mit Fluorwass,erstoffsäure oder Kieselfluo,rwasse:rstoffsäure reagieren ließ und anschließend eine Alutniniumfluoridlösung von den gefällten Produkten abtrennte. Dieses Verfahren ist jedoch technisch nicht vorteilhaft, weil die, erhaltenen Lösungen im Hinblick auf Aluminiumfluorid zu verdünnt sind -sie enthalten, zwischen. 1 und 301o Aluminiumfluorid -, so, d.a,ß sich die Verdampfung der Lösung zwecks Gewinnung des Salzes als unwirtschaftlich erweist.Aluminum fluoride has also been manufactured in such a way that Raw aluminum-containing starting materials with hydrofluoric acid, hydrofluoric acid or silicofluorocarbon, hydrofluoric acid allowed to react and then an aluminum fluoride solution from the precipitated products severed. However, this method is technically not advantageous because of the Solutions with regard to aluminum fluoride are too dilute - they contain, between. 1 and 301o aluminum fluoride -, so, d.a, ß the evaporation of the solution for the purpose Extraction of the salt proves to be uneconomical.

Dann ist auch schon: die Herstellung von A1 F3-Lösungen durch Umsetzung unreinen alumin.iuniha,ltigen, Materials mit einer etwa, stöchiome:trischen Menge H2SiFg bei 70 bis 88° in Gegenwart von S04-Ionen beschrieben worden.Then it's already: the production of A1 F3 solutions through implementation impure alumin.iuniha, ltigen, material with an approximately, stoichiome: tric amount H2SiFg has been described at 70 to 88 ° in the presence of S04 ions.

Die vorliegende Erfindung schlägt nun ein Verfahren vor, nach dem eine das 3- bis 10fache der normalen. Aluminiumfluoridmenge enthaltende Lösung durch Umsetzung von. rohem aluminiumhaltigem Ausgangsstoff mit Fluorwasserstoff- oder Kieselfluo,rwasserstoffsäure erhalten werden kann. Das dabei gewonnene Alumin.iumfluorid ist außerdem praktisch von Verunreinigungen frei und für fast alle Zwecke geeignet.The present invention now proposes a method according to which one 3 to 10 times the normal. Solution containing the amount of aluminum fluoride Implementation of. raw aluminum-containing raw material with hydrogen fluoride or Silicofluoric acid can be obtained. The resulting aluminum fluoride is also practically free of impurities and suitable for almost all purposes.

Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß bei der Reaktion zwischen, Aluminiumoxyd und der fluorhaltigen. Säure zu Aluminiumfluorid in Abhängigkeit von der Temperatur eine schnelle Bildung des löslichen. Aluminiumfluorids und eine weniger schnelle Umwandlung des löslichen Fluorids in die unlösliche Form stattfinden. Man kann eine maximale Ausbeute an. reinem Aluminiumfluorid erzielen, wenn man die Flüssigkeit von. den, Festkörpern in. der Reaktionsmischung zur richtigen Zeit abtrennt. Ferner tritt zu Beginn eine schnelle Verringerung an löslichem Siliciumdioxyd in der Reaktionsmischung ein, so, daß der Siliciumdioxydgehalt etwa, -an, dem Punkt ein Minimum erreicht, an dem das Aluminiumfluorid die größteKonzcntration aufweist. Durch dieAbtrennung der Flüssigkeit von dem festen Rückstand im richtigen. Zeitpunkt wird also eine flüssige Phase erreicht, die deal höchsten Gehalt an Aluminiumfluorid bei einem geringsten. Gehalt an. Siliciumdioxyd aufweist Im einzelnen besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Alumin:iumfluo,rid durch Umsetzung von aluminiumhaltigem Material mit Fluo,rwasserstoff- oder Kieselfluorwasserstoffsäure oder einem Gemisch dieser Säuren. und anschließende Abtrennung der Aluminiumfluo,r@idlö,sung von deal Feststoffen, in dem Reaktionsgemisch., in welchem das aluminiumhaltige Material mit nicht mehr als dem stöchiometrischen Äquivalent der fluorhaltigen Säure bei einer Temperatur über 38° und unter 87° innig vermischt wird, darin, daß das aluminiumhaltige Material Bauxit oder ein mit Kieselsäure verunreinigtes hydratisiertes Aluminiumoxyd ist und da,B der unlösliche Rückstand von der wäßrigen Aluminiumfluoridlösung nach einer zuvor bestimmten, für die besonderen Reaktionsbedingungen ermittelten Zeitdauer abgetrennt wird, indem man die Reaktionszeit so' in Beziehung zu dem gesamten Aluminiumfluoridgehalt in der Lö.äting bringt, daß der Endpunkt dieser Zeitdauer dem Punkt der Höchstkonzentration an gelöstem Aluminiumfluorid entspricht.The invention is based on the discovery that in the reaction between, Aluminum oxide and the fluorine-containing ones. Acid to aluminum fluoride depending on the temperature a rapid formation of the soluble. Aluminum fluoride and one less rapid conversion of the soluble fluoride to the insoluble form take place. Man can provide maximum yield. pure aluminum fluoride when you get the liquid from. separates the solids in the reaction mixture at the right time. Further There is initially a rapid decrease in soluble silica in the reaction mixture a so that the silica content reaches a minimum about, -an, the point, at which the aluminum fluoride has the greatest concentration. Through the separation the liquid from the solid residue in the correct. So the time will be a reaches the highest level of aluminum fluoride in a liquid phase least. Content of. In particular, there is that according to the invention Process for the production of aluminum: iumfluoride by reacting aluminum-containing Material containing fluorine, hydrochloric or silicofluoric acid or a mixture of these acids. and subsequent separation of the aluminum fluoride solution from deal Solids, in the reaction mixture., In which the aluminous material with no more than the stoichiometric equivalent of the fluorine-containing acid at a temperature above 38 ° and below 87 ° is intimately mixed, in that the aluminum-containing Material bauxite or a hydrated aluminum oxide contaminated with silica is and there, B the insoluble residue from the aqueous aluminum fluoride solution after a previously determined period of time determined for the particular reaction conditions is separated by taking the reaction time in relation to the total aluminum fluoride content in the Lö.äting brings that the end point of this period is the point of maximum concentration of dissolved aluminum fluoride.

Man bewirkt diese Trennung, indem man die Reaktionsmischung an einem entscheidenden Punkt des Reaktionsablaufes filtriert, wodurch die Verunreinigungen aus der Reaktionsmischung als Feststoffe entfernt werden und das Filtrat praktisch reines Aluminiumfluorid enthält. Durch diese Arbeitsweise wird die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens bedeutend erhöht.This separation is achieved by applying the reaction mixture to a crucial point of the reaction process filtered, eliminating the impurities are removed from the reaction mixture as solids and the filtrate practically contains pure aluminum fluoride. This way of working increases the profitability of the procedure significantly increased.

Durch die folgende: Beschreibung an Hand der Zeichnung soll die Erfindung noch eingehender erläutert werden.. ; Fig. 1 zeigt in Form eänes Diagramms die Konzeir tration der Lösung an den einzelnen Komponenten in der flüssigen Phase eines typischen Reaktionsgemisches aus Bauxit urid Kieselfluorwasserstoffsäure in Prozent als Ordinate gegen die: Zeit in Minuten als Abszisse;; ähnlich zeigt Fig. 2 die relativen Prozentgehalte in der flüssigen Phase: der typischen. Reaktionsmischung aus Aluminiumoxyd und Kieselfluorwasserstoffsäure gegen die: Reaktionszeit bei drei ausgewählten Teinperaturen..By the following: Description with reference to the drawing is intended to the invention to be explained in more detail ..; Fig. 1 shows the context in the form of a diagram tration of the solution to the individual components in the liquid phase of a typical Reaction mixture of bauxite and hydrofluoric acid in percent as ordinate against the: time in minutes as abscissa ;; similarly, Fig. 2 shows the relative percentages in the liquid phase: the typical. Reaction mixture of aluminum oxide and hydrofluoric acid against the: reaction time at three selected temperatures ..

In. Fig. 1 bedeutet die: oberste Kurve Fluor, die mittlere Aluminium als- A1.,03 und die unterste Silicium als si 02.In. Fig. 1 the: uppermost curve fluorine, the middle aluminum as- A1., 03 and the lowest silicon as si 02.

(--) In Fig.2 bedeuten die drei obersten. Kurven Fluor bei 38, 39 und 71° in der Reihenfolge von oben nach unten, die drei durchgehend gezeichneten Kurven. Aluminium als A12 03 bei 71, 49 und 38° in der Reihenfolge von links nach rechts und die drei gestrichelten Linien. als S'02 bei 38, 49 und 71° in der Reiihen.folge von oben nach unten..(-) In Fig.2, the top three mean. Curves fluorine at 38, 39 and 71 ° in the order from top to bottom, the three drawn continuously Curves. Aluminum as A12 03 at 71, 49 and 38 ° in the order from left to right right and the three dashed lines. as S'02 at 38, 49 and 71 ° in the order top down..

Als Ausgangsstoff für das Verfahren dieser Erfindung kann ein. mit Kieselsäure verunreinigtes hydratisiertes Aluminiumoxyd oder Bauxit und als fluorhaltige Säure z. B. die billige und überall erhältliche Kieselfluorwasserstoffsäure oder aber Fluorwasserstoffsäure benutzt werden.As a starting material for the process of this invention, a. with Silicic acid contaminated hydrated aluminum oxide or bauxite and as fluorine-containing Acid e.g. B. the cheap and widely available hydrofluoric acid or but hydrofluoric acid can be used.

Die Umsetzung zwischen Kieselfluorwasserstoffsäure und Aluminiumoxyd erfolgt nach der Gleichung H., Si Fs+A1203-# 2AlF3+S'02+H20. Die Erfindung basiert -auf der Erscheinung, daß Aluminiumfluorid als -Trihydrat entweder in der metastabilen löslichem a- oder der unlöslichen ß-Form existieren kann. In einer Lösung wird das a-Aluminiumfluorid durch Erhitzen oder Altern in die ß-Form umgewandelt. Die Löslichkeit des ß-Aluininiumflttorids in Wasser beträgt 0,41°/o bei 25°, d. h., sie beträgt weniger als ein Zehntel der Löslichkeit der metastabilen a-Form. Wie bereits beschrieben wurde, bildet sich also in obiger Umsetzung zuerst das lösliche a-Aluminiumfluorid, das sich nach einer gewissen Zeit in. das unlösliche ß-Aluminiumfluorid umwandelt. Die Erfindung zieht nun. aus der Entdeckung Nutzen, daß - eine kritische Zeitspanne während der anfänglichen Umsetzung auftritt, 1111, , der praktisch alles Aluminium in das a-Aluminiuin-'@; fluorid übergeHihrt worden ist und annähernd alles Siliciumdioxyd als gefälltes Material vorliegt. ,Die. unlöslichen Verunreinigungen werden entfernt, in-: dem man die flüssige von der festen Phase trer4vt, wodurch eine klare Lösung von Alumniumfluorid zu- rückbleibt, die praktisch von Siliciumdiaxyd freu ist.' Wichtig ist, daß die Filtration am kritischen Punkt der Umsetzung durchgeführt wird. Sobald die Treu- nung zu früh oder zu spät erfolgt, ist die arhaltei Aluminiumfluoridlösung im Verhältnis zu verdü=t und der Wirkungsgrad des Verfahrens niedrig. Die abgetrennten Festkörper bestehen aus Siliciumdioxyd, den ursprünglichen Verunreünigungen der Ausgan"s,,:,,, stoffe und ß-Aluminiumfluorid. Der kritische Punkt in. der Reaktion. ist der: Punkt höchster Konzentration das Aluminitmn- fluorids. In Fig: 1 dar Zeichnung wird er durch'"'die senkrechte gestrichelte Linie angegeben; die durtah den höchsten Punkt der Aluminiumkurve geht. Älh- liche kritische Punkte sind aus der Fig. 2, und zwar den Kurven bei 71, 49 und 38° zu entnehmen. Es hat sich. ergeben, daß die Temperatur, bei!: &r die Umsetzung durchgeführt wird, der regulieren' " Faktor bei der Bestimmung der Zeit ist, nach welcher . der kritische Punkt in der Reaktion auftritt. ..je höher die Temperatur ansteigt, um so mehr atei ;a die Reaktionsgeschwindigkeiten. an, so daß der Punkt.. maximaler Aluminiumfluoridkonzentration früher reicht wird. Um diesen Effekt zu erläutern, wurde drei bis auf die Reaktionstemperaturen in jeder `Be`" ziehung identische Versuche mit äquivalenten # Men- gen von. etwa 20o/oiger Kieselfluorwassarstoffs41.re und hydratisiertem Aluminiumoxyd durchgeführt. Das hydratisierte Aluminiumoxyd wurde zu 85°/o durch ein Sieb von 60 Maschen je cm gegeben',-Die Versuche wurden bei 38, 49 bzw. 71° durchgedehtt. Innerhalb eines Zeitraumes von 5 Stunden nach°@,d=,; Mischen der Ausgangsstoffe wurden alle 10 Minuten Pxoben des Reaktionsgemisches entnommen. Sie vuR den sofort filtriert und die Filtrate auf Aluminium' "' Fluor und Silicium untersucht. Die Konzentrationen an Aluminium, Fluor und Silicium bei jeder Probte''' eines jeden Versuches wurden gegen die Zeit auf- getragen. Die erhaltenen Kurven sind aus Fig. 2 .zci entnehmen, in der die senkrechten gestrichelten Linien die jeweiligen kritischen Punkte für jede Temperatur angeben. Bei 71° wurde der kritische Punkt 62 Minuten, bei 49° 157 Minuten und bei 38° 255 Minuten nach Reaktionsbeginn erhalten. Aus Fig. 2 ergibt sich, daß bei Temperaturen won'"° etwa 38 und 49° sich der Punkt maximales 11t1' miniumflu.oridkonzentration über eine beträchtliche Zeitdauer erstreckt und daß demzufolge die Fil- tration an zahlreichen Punkten der AlumÜinm@r; fluoridlöslichkeitskurve durchgeführt werden kann::.,, Man erkennt aber auch, daß bei Temperaturen 'von 38 und 49° die Löslichkeit des Siliciumdioxyds dm- jenigen bei 71° ähnlich ist. Aus diesem Grunde wird bei einer Säuren von gegebener Konzentratiorl,,;##"d einem aluminiumhaltigen Stoff von gegebener "Tdil# chengröße, die Reinheit des Aluinin,iumfluoridflltrerts nicht verbessert, wenn man die Umsetzung bei eie;w' niedrigeren Temperatur durchführt und dement, sprechend zusätzlich Zeit verbraucht. Der kritische Punkt der Reaktion variiert etw mit der Teilchengröße des aluminiumhaltigen Steffa#. . Meist ist es so, daß die zur vollständigen. Durchfüh- rung der Reaktion erforderliche Zeit direkt mil,( der Teilchengröße: des Ausgangsstoffes schwankt. Innerhalb vernünftiger Grenzen wird die Teilchengröße dadurch bestimmt, in wie einfacher Weise sich der Ausgangsstoff mahlen, und sichten läßt. Natürlich wird eine kleinere Teilchengröße bevorzugt, weil das Mischen leichter und schneller bewirkt werden kann. Dies ist besonders wichtig, wenn man bei höheren Temperaturen arbeitet, weil dann nur kurze Zeit zur gründlichen Durchmschung zur Verfügung steht, ehe der kritische Punkt in der Reaktion erreicht wird.The reaction between silicofluoric acid and aluminum oxide takes place according to the equation H. , Si Fs + A1203 - # 2AlF3 + S'02 + H20. The invention is based on the phenomenon that aluminum fluoride can exist as a trihydrate in either the metastable soluble α or the insoluble β form. In a solution, the α-aluminum fluoride is converted into the β form by heating or aging. The solubility of β-aluminum fluoride in water is 0.41% at 25 °, ie it is less than a tenth of the solubility of the metastable α-form. As has already been described, the soluble α-aluminum fluoride is thus formed first in the above reaction, which after a certain time is converted into the insoluble β-aluminum fluoride. The invention is now pulling. benefit from the discovery that - a critical period of time occurs during the initial conversion, 1111,, which practically all aluminum in the a-aluminum - '@; fluoride has been transferred and almost everything Silica is present as a precipitated material. ,The. insoluble impurities are removed, in: where the liquid phase is separated from the solid phase, whereby a clear solution of aluminum fluoride remains, which is practically happy from silicon dioxide. ' It is important that the filtration is at the critical point implementation is carried out. As soon as the loyalty If the decision is made too early or too late, it is a holdup Aluminum fluoride solution in relation to dilute and the efficiency of the process is low. the separated solids consist of silicon dioxide, the original impurities of the outlet "s ,,: ,,, substances and ß-aluminum fluoride. The critical point in the reaction. is the: Point of highest concentration the aluminite fluorids. In Fig: 1 of the drawing it is represented by '"' the vertical dashed line indicated; the durtah goes to the highest point of the aluminum curve. Älh- Liche critical points are from Fig. 2, namely the curves at 71, 49 and 38 °. It has. show that the temperature at !: & r the implementation is carried out, the regulate '" Factor in determining the time is after which. the critical point occurs in the reaction. .. ever the higher the temperature rises, the more atei; a the reaction rates. so that the point .. maximum aluminum fluoride concentration earlier is enough. To explain this effect, was three except for the reaction temperatures in each `Be`" drawing identical attempts with equivalent #men- gen of. about 20% silicofluorocarbons41.re and hydrated alumina. The hydrated alumina became 85% passed through a sieve of 60 meshes per cm ', - The Tests were carried out at 38, 49 and 71 °. Within a period of 5 hours according to ° @, d = ,; Mixing of the raw materials was made every 10 minutes Taken from the top of the reaction mixture. You vuR the immediately filtered and the filtrates on aluminum '"' Investigated fluorine and silicon. The concentrations of aluminum, fluorine and silicon in every sample ''' of every attempt were made against time carried. The curves obtained are from Fig. 2 .zci in which the vertical dashed Lines the respective critical points for each Specify temperature. At 71 ° it became critical Point 62 minutes, at 49 ° 157 minutes and at 38 ° Obtained 255 minutes after the start of the reaction. From Fig. 2 it follows that at temperatures won '"° about 38 and 49 ° the point maximum 11t1 ' minium fluoride concentration over a considerable Duration and that consequently the fil- tration at numerous points of the AlumÜinm @ r; fluoride solubility curve can be performed ::. ,, But it can also be seen that at temperatures' of 38 and 49 ° the solubility of silicon dioxide dm- those at 71 ° is similar. Because of this, with an acid of a given concentration ,,; ## "d an aluminous substance of given "Tdil # size, the purity of the aluminum, fluoride filter not improved if the implementation at eie; w ' lower temperature and dementia, speaking also consumes time. The critical point of the reaction varies sth with the particle size of the aluminum-containing Steffa #. . It is usually the case that the complete. Implementation the time required to initiate the reaction directly, (the Particle size: the starting material varies. The particle size is determined within reasonable limits by how easily the starting material can be ground and sifted. Of course, a smaller particle size is preferred because mixing can be effected more easily and quickly. This is particularly important when working at higher temperatures, because then there is only a short time available for thorough mixing before the critical point in the reaction is reached.

Die Zeit, die bis zum Eintreten. des kritischen Punktes in. der Reaktion verstreicht, schwankt etwas mit der Konzentration der angewandten Säure. Je verdünnter die Säure ist, desto mehr Zeit muß verstreichen, ehe die Aluminiumfluoridkon:zen,tration ihr Maximum erreicht. Kieselfluorwasserstoffsäurc wurde in einer Konzentration von etwa 20% bei den meisten in Verbindung mit der Erfindung durchgeführten praktischen Versuchen angewandt. Obwohl die Erfindung nicht auf eine spezielle Säurekonzentration beschränkt ist, verfährt man bevorzugt so, daß man das aluminiumhaltige Material mit 20%iger Kieselfluorwasserstoffsäure bei 60° vermischt und den unlöslichen Rückstand nach 20 bis 40 Minuten aus dem Gemisch abfiltriert.The time it takes to enter. the critical point in the reaction elapses, varies somewhat with the concentration of the acid used. The more dilute the more time must pass before the aluminum fluoride concentration is acid, the more time must pass reached its maximum. Hydrofluoric acid was used in a concentration of about 20% for most practicals made in connection with the invention Try applied. Although the invention is not limited to a specific acid concentration is limited, the preferred procedure is to remove the aluminum-containing material mixed with 20% silicofluoric acid at 60 ° and the insoluble residue filtered off from the mixture after 20 to 40 minutes.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nicht zweckmäßig, mit einer gegebenen Menge aluminiumhaltigen Ausgangsmaterials mehr als die äquivalente Menge Säure umzusetzen. weil sonst die am kritischen Punkt abgetrennte Aluminiumfluoridlösung überschüssige Kieselfluorwasserstoffsäure als Verunreinigung enthält. Andererseits ergibt eine unter der äquiva,len.ten Menge liegende Säure eine Erniedrigung der Ausbeute, so daß man es vorzieht, das Endprodukt durch überschüssige Säure etwas verunreinigen zu lassen. Um deshalb ein Aluminiumfluorid zu erhalten, das praktisch frei von Siliciumdioxyd ist, wendet man. eine Säuremenge an, die vorzugsweise nicht größer ist als die zur Umsetzung mit einer äquivalenten Menge aluminiumhaltigen Ausgangsmaterials erforderliche Menge. Etwas niedrigere Ausbeuten an Aluininiumfluorid mit vergleichsweiser höherer Reinheit werden erhalten, wenn die erforderliche Säuremenge unterschritten wird.When carrying out the method according to the invention, it is not expedient with a given amount of aluminum-containing starting material more than to implement the equivalent amount of acid. because otherwise the cut off at the critical point Aluminum fluoride solution and excess hydrofluoric acid as an impurity contains. On the other hand, an acid below the equiva lent amount results a lowering of the yield, so that one prefers to replace the end product with excess To let acid contaminate something. Therefore, in order to obtain an aluminum fluoride, which is practically free of silicon dioxide is used. an amount of acid that is preferably is not greater than that for reaction with an equivalent amount of aluminum-containing Required amount of starting material. Slightly lower yields of aluminum fluoride with comparatively higher purity are obtained if the required amount of acid is fallen below.

Beispiel 1 Bauxit wurde so, weit zerkleinert, daß er zu 900/0 durch ein Sieb mit 40 Maschen je cm ging, um eine innige Vermischung mit der Säure zu erreichen. Der Bauxit war wie; folgt zusammengesetzt: A12 03 ... .........................58 0/0 Si 02 ............................. 13 0/0 Ti 02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... 2,5% Fee 03 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 1170/0 Der gemahlene Bauxit wurde mit einer äquivalenten Menge 21%iger Kieselfluorwasserstoffsäure bei etwa 60-° innig gemischt. In Abständen von 10 Minuten wurden Proben des Reaktionsgemisches entnommen, unmittelbar filtriert und das Filtrat auf Aluminium untersucht. Der Aluminiumgehalt einer jeden Probe wurde gegen die Zeit aufgetragen; der kritische Punkt trat etwa 30 Minuten nach dein Vermischen auf. An diesem Punkt enthielt das Filtrat 32,5% Aluminiumfluoridtrihydrat bzw. 19,8% Aluminiuinfluoricl, wenn man es als wasserfreies Salz berechnete. Das als Endprodukt erhaltene Aluminitxnifliio.rid war wie folgt zusammengesetzt: Al, berechnet als A120,1 .. . . . . . . . . 35 - 0/0 F ................... .........38 0/0 Si 0. ...... . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . 0,050% Ti 02 ... .........., ............. 0,015% Fee 03 ....... . ....... . . ....... , . 0,020 % Aus diesen Angaben ist ersichtlich, daß das Aluininiumfluorid zu etwa. 90,3%, wenn man es auf Fluorgchalt bezog, bzw. zu 951/o, wenn man es auf den Aluminiumoxydgehalt bezog, gewonnen wurde. Beispiel 2 Zum besseren Verständnis der Reaktion zwischen dem a,luminiumha.ltigen Ausgangsstoff und der K ieselfluorwassersto.ffsäure und. zur Erläuterung der Genauigkeit des kritischen Punktes wurden. in jeder Beziehung (mit Ausnahme der Temperatur) identische Versuche durchgeführt und innerhalb von 5 Stunden in annähernd gleichen. Zeitabständen Proben des Reaktionsgemisches entnommen. Diese wurden sofort filtriert und diel Filtrate; auf Aluminium, Fluor und Silicium analysiert. Die dadurch erhaltenen. Daten sind aus Fig.2 zu entnehmen. Für jede Temperatur ist eine senkrechte gestrichelte Linie durch den jeweiligen kritischen Punkt gelegt.EXAMPLE 1 Bauxite was comminuted so that it passed 900/0 through a sieve with 40 meshes per cm in order to achieve intimate mixing with the acid. The bauxite was like; is composed as follows: A12 03 ... ......................... 58 0/0 Si 02 ........... .................. 13 0/0 Ti 02. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...... 2.5% fee 03. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 1170/0 The ground bauxite was intimately mixed with an equivalent amount of 21% hydrofluoric acid at about 60 °. Samples of the reaction mixture were taken at intervals of 10 minutes, filtered immediately, and the filtrate was examined for aluminum. The aluminum content of each sample was plotted against time; the critical point occurred about 30 minutes after your mixing. At this point the filtrate contained 32.5% aluminum fluoride trihydrate or 19.8% aluminum fluoricl when calculated as the anhydrous salt. The aluminum nitride obtained as the end product was composed as follows: Al, calculated as A120.1 ... . . . . . . . 35 - 0/0 F ................... ......... 38 0/0 Si 0. ....... . . . . . . . . ... . . . . . . . . 0.050% Ti 02 ... .........., ............. 0.015% Fee 03 ........ ........ . .......,. 0.020% From these data it can be seen that the aluminum fluoride to about. 90.3% when it is related to fluorine switching, or 951 / o when it is related to the aluminum oxide content, was recovered. Example 2 For a better understanding of the reaction between the starting material containing aluminum and the silicofluorohydro.ofic acid and. were used to explain the accuracy of the critical point. The tests were identical in every respect (with the exception of the temperature) and almost identical within 5 hours. Samples of the reaction mixture are taken at intervals. These were immediately filtered and the filtrates; analyzed for aluminum, fluorine and silicon. The resulting. Data can be found in Fig. 2. For each temperature, a vertical dashed line is drawn through the respective critical point.

Es ist nicht möglich, die Zeit genau anzugeben, nach welcher der kritische Punkt der Reaktion erreicht wird, da dieser Punkt mit der Temperatur, der Teilchengröße, dein jeweils angewandten aluminiumlialtigen Stoff, den jeweiligen Arbeitsbedingungen und anderen früher erwähnten Faktoren schwankt. Der kritische Punkt maximaler Aluminiumfluoridkonzentration kann jedoch für ganz bestimmte Reaktionsbedingungen mit Hilfe( einer Kontrollreaktion leicht bestimmt werden. In kurzen Intervallen nach dein Mischen werden Proben des. Reaktionsgemisches entnommen, und der Aluminiumflu.oridgehalt in den Filtraten bestimmt. Dieser Wert für jede Probe wird dann gegen. die verstrichene Reaktionszeit aufgetragen. Wenn man durch diese Punkte eine Kurve zieht, erhält man ein Maximum mit nachfolgendem Abfall. Der kritische Punkt für diese gegebenen Reaktionsbedingungen ist die Zeit, die dem höchsten Punkt dieser Kurve entspricht. Bei nachfolgenden Ansätzen wird das Reaktionsgemisch am Punkt der maximalen Konzentration, filtriert.It is not possible to specify the exact time after which the critical Point of reaction is reached, since this point with the temperature, the particle size, your applied aluminum-based material, the respective working conditions and other factors mentioned earlier. The critical point of maximum aluminum fluoride concentration can, however, be used for very specific reaction conditions with the help of (a control reaction can be easily determined. Samples of the. Taken from the reaction mixture and determined the aluminum fluoride content in the filtrates. This value for each sample is then compared against. the elapsed reaction time is plotted. If you draw a curve through these points, you get a maximum with the following Waste. The critical point for these given reaction conditions is the time which corresponds to the highest point of this curve. In the following approaches the reaction mixture at the point of maximum concentration, filtered.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of aluminum fluoride by. Reaction of aluminum-containing material with hydrofluoric or silicofluoric acid or a mixture of these acids. and subsequent separation of the aluminum fluoride solution from the solids in the reaction mixture, in which the aluminum-containing material is intimately mixed with no more than the s.tochioinetric equivalent of the fluorine-containing acid at a temperature above 38 ° and below 87 °, characterized in that the aluminum-containing Material is bauxite or a hydrated aluminum oxide contaminated with silicic acid and that the insoluble residue from the aqueous aluminum fluoride solution according to a previously determined, for the particular. Reaction conditions determined time period is separated by bringing the reaction time in relation to the total content of aluminum fluoride in the solution that the end point of this period corresponds to the point of maximum concentration of dissolved aluminum fluoride.

2. Procedure. according to claim 1, characterized in that the aluminum-containing Material mixed with 20% hydrofluoric acid at 60 ° and the insoluble The residue is filtered off from the mixture after 20 40 minutes. Considered Publications: German Patent No. 69,791: British Patent No. 643 379.