Перейти к содержанию
Форум химиков на XuMuK.ru

Безэлектролизное получение алюминия из хлорида алюминия


dump

Рекомендуемые сообщения

🚑 Решение задач, контроши, рефераты, курсовые и другое! Онлайн сервис помощи учащимся. Цены в 2-3 раза ниже!

В этой теме http://www.chemport.ru/forum/viewtopic.php?f=8&t=9469&sid=dbc12662e4cf6815ca860f7559fc6c76

встречается интересная фраза:

Всё проще.Далее при высокой температуре переводим трихлорид алюминия в монохлорид алюминия ,потом резко снижаем температуру и диспропорцированием получаем чистый алюминий.

Т.е трихлорид алюминия(2AlCl3) можно перевести с помощью высокой температуры(а какой именно?) в монохлорид(2AlCl)?

И что такое диспропорцирование? И почему тогда это диспроцирование не применяется в промышленности, а применяется электролиз хлорида алюминия, даже в новой разработке фирмы alcoa, которая подвергает электролизу хлорид алюминия?

Ссылка на комментарий

Может банально дешевле и проще, чем возиться с "резким снижением температуры" и монохлоридом? Да и, как я понимаю, монохлорид будет диспропорционировать до трихлорида и алюминия, так и геморойнее.. Не знаком с пром. технологиями получения Al, если что, поправьте

Ссылка на комментарий

В этой теме http://www.chemport....a860f7559fc6c76

встречается интересная фраза:

 

Т.е трихлорид алюминия(2AlCl3) можно перевести с помощью высокой температуры(а какой именно?) в монохлорид(2AlCl)?

И что такое диспропорцирование? И почему тогда это диспроцирование не применяется в промышленности, а применяется электролиз хлорида алюминия, даже в новой разработке фирмы alcoa, которая подвергает электролизу хлорид алюминия?

По энергии-то все равно будет одно и то же.

Зато если напрямую из сырья получать алюминий, то потерь будет меньше.

По-моему так.

Ссылка на комментарий

И почему тогда это диспроцирование не применяется в промышленности, а применяется электролиз хлорида алюминия, даже в новой разработке фирмы alcoa, которая подвергает электролизу хлорид алюминия?

Потому что невыгодно это для промышленности. Электролизу подвергается не хлорид, а оксид алюминия под слоем криолита - гексафтороалюмината натрия.

Ссылка на комментарий
В этой теме http://www.chemport....a860f7559fc6c76 встречается интересная фраза: Т.е трихлорид алюминия(2AlCl3) можно перевести с помощью высокой температуры(а какой именно?) в монохлорид(2AlCl)? И что такое диспропорцирование? И почему тогда это диспроцирование не применяется в промышленности, а применяется электролиз хлорида алюминия, даже в новой разработке фирмы alcoa, которая подвергает электролизу хлорид алюминия?

 

Вообще-то, "субхлорид" алюминия AlCl (который существует только в газовой фазе) получается не просто при нагревании AlCl3, а взаимодействием расплава Al с парами AlCl3 при температурах порядка 800°С и выше:

 

2Al + AlCl3 <==> 3AlCl

 

При охлаждении системы ниже указанной температуры происходит полное смещение равновесия этой реакции в сторону исходных веществ.

 

Автор поста (по Вашей ссылке) для обоснования своей точки зрения цитирует статью о самородном алюминии, где говорится о том, что:

 

При сильном повышении температуры галогениды алюминия разлагаются, переходя в состояние с низшей валентностью металла, например, AlCl.

 

Допустим, это так. Тогда реакция термического разложения AlCl3 может быть записана в следующем виде:

 

AlCl3 <==> AlCl + Cl2

 

Температура в первоисточнике не указана, но можно предположить, что тысячи 2-3 градусов для неё необходимо. Довольно энергозатратно.

 

Но не это главное. Вопрос: куда девается хлор? Ведь очевидно, что при малейшем снижении температуры он моментально вновь соединится с AlCl с образованием AlCl3.

 

Возможно, в природных условиях Cl2 частично соединяется с какими-то составляющими окружающих горных пород, магмы и т.п., освобождая таким образом часть AlCl, из которого при дальнейшем охлаждении выделяется 2/3 содержащегося в нём алюминия в виде свободного металла.

 

Но что делать на практике с раскалённой газовой смесью AlCl + Cl2 (если её вообще удастся получить из AlCl3)? Из какого материала должен быть реактор, и как изолировать AlCl от хлора? Автор поста утверждает, что всё просто - якобы надо всего-навсего "резко снизить температуру". Ещё один вопрос: как это осуществить практически? Смешивать реакционную массу с избытком холодного инертного газа (причём, даже азот в этом качестве вряд ли подойдёт)? Или направлять поток на поверхность, охлаждаемую снаружи жидким азотом? Опять же, из какого материала должна быть эта поверхность, чтобы противостоять тепловому удару и агрессивному действию хлора (который, кстати, по-прежнему надо куда-то девать)? А цена готового продукта?

 

Сплошные нанотехнологии! Видимо, поэтому алюминий и производят другими, более разумными методами.

 

Таким образом, реально получить из AlCl3 "субхлорид" AlCl можно только уже имея в наличии металлический алюминий. Поэтому данный метод (ИМХО) для получения алюминия из AlCl3 непригоден. Но вполне годится для очистки металлического алюминия.

 

P.S. Диспропорционирование - особый тип внутримолекулярных окислительно-восстановительных реакций, при которых некоторое число атомов химического элемента, входящих в состав молекулы, повышает свою степень окисления (окисляется), а другая часть атомов этого же элемента понижает свою степень окисления (восстанавливается).

 

В данном случае процесс диспропорционирования можно изобразить электронной схемой:

 

2Al+1 + 2e- --> 2Al0

Al+1 - 2e- --> Al+3

----------------------

3Al+1 --> 2Al0 + Al+3

Ссылка на комментарий

Вообще-то, "субхлорид" алюминия AlCl (который существует только в газовой фазе) получается не просто при нагревании AlCl3, а взаимодействием расплава Al с парами AlCl3 при температурах порядка 800°С и выше:

 

2Al + AlCl3 <==> 3AlCl

 

При охлаждении системы ниже указанной температуры происходит полное смещение равновесия этой реакции в сторону исходных веществ.

 

Автор поста (по Вашей ссылке) для обоснования своей точки зрения цитирует статью о самородном алюминии, где говорится о том, что:

 

 

 

Допустим, это так. Тогда реакция термического разложения AlCl3 может быть записана в следующем виде:

 

AlCl3 <==> AlCl + Cl2

 

Температура в первоисточнике не указана, но можно предположить, что тысячи 2-3 градусов для неё необходимо. Довольно энергозатратно.

 

Но не это главное. Вопрос: куда девается хлор? Ведь очевидно, что при малейшем снижении температуры он моментально вновь соединится с AlCl с образованием AlCl3.

 

Возможно, в природных условиях Cl2 частично соединяется с какими-то составляющими окружающих горных пород, магмы и т.п., освобождая таким образом часть AlCl, из которого при дальнейшем охлаждении выделяется 2/3 содержащегося в нём алюминия в виде свободного металла.

 

Но что делать на практике с раскалённой газовой смесью AlCl + Cl2 (если её вообще удастся получить из AlCl3)? Из какого материала должен быть реактор, и как изолировать AlCl от хлора? Автор поста утверждает, что всё просто - якобы надо всего-навсего "резко снизить температуру". Ещё один вопрос: как это осуществить практически? Смешивать реакционную массу с избытком холодного инертного газа (причём, даже азот в этом качестве вряд ли подойдёт)? Или направлять поток на поверхность, охлаждаемую снаружи жидким азотом? Опять же, из какого материала должна быть эта поверхность, чтобы противостоять тепловому удару и агрессивному действию хлора (который, кстати, по-прежнему надо куда-то девать)? А цена готового продукта?

 

Сплошные нанотехнологии! Видимо, поэтому алюминий и производят другими, более разумными методами.

 

Таким образом, реально получить из AlCl3 "субхлорид" AlCl можно только уже имея в наличии металлический алюминий. Поэтому данный метод (ИМХО) для получения алюминия из AlCl3 непригоден. Но вполне годится для очистки металлического алюминия.

 

P.S. Диспропорционирование - особый тип внутримолекулярных окислительно-восстановительных реакций, при которых некоторое число атомов химического элемента, входящих в состав молекулы, повышает свою степень окисления (окисляется), а другая часть атомов этого же элемента понижает свою степень окисления (восстанавливается).

 

В данном случае процесс диспропорционирования можно изобразить электронной схемой:

 

2Al+1 + 2e- --> 2Al0

Al+1 - 2e- --> Al+3

----------------------

3Al+1 --> 2Al0 + Al+3

Добрый день.

Я есть тот самый автор поста,с цитаты из которого начался этот топик.

Мне известно гораздо больше,чем выложено в том посте.

Моногалагенидный процесс получения алюминия, в частности,монохлоридный,известен в полупромышленном виде в России (СССР) с 1959 гг.

Про это мало кто знает,ибо его использовали для получения сверхчистого алюминия..

Процесс этот проходил следующим образом.:

При t=1000 гр.С и выше получали моногалогенид алюминия (монофторид или монохлорид) так, что в этой газовой фазе галогенида не было,а был только моногалогенид алюминия (в ваккуме или инертной атмосфере).,а после резкко снижали температуру и тогда происходила реакция диспропорцирования - часть алюминия уходила в металл в жидкой фазе, а часть - в тригалогенид,существующий при этой низкой температуре.

Процесс этот,более выигрышный по энергетическим затратам,чем байеровский электролизный процесс,не стал промышленным по следующим причинам :

1.Моногалогениды алюминия - весьма химически аггрессивные реактивы при температуре своего существования и соответствующие материалы для работы с ним найти в то время было трудно.

2.Существующий электролизный процесс сейчас и так даёт владельцам (Дерипаске и Ко) 500долл и свыше прибыли с каждой тонны алюминия,и они не видят смысла полностью менять оборудование.

Ссылка на комментарий
Добрый день. Я есть тот самый автор поста,с цитаты из которого начался этот топик. Мне известно гораздо больше,чем выложено в том посте. Моногалагенидный процесс получения алюминия, в частности,монохлоридный,известен в полупромышленном виде в России (СССР) с 1959 гг. Про это мало кто знает,ибо его использовали для получения сверхчистого алюминия.. Процесс этот проходил следующим образом.: При t=1000 гр.С и выше получали моногалогенид алюминия (монофторид или монохлорид) так, что в этой газовой фазе галогенида не было,а был только моногалогенид алюминия (в ваккуме или инертной атмосфере).,а после резкко снижали температуру и тогда происходила реакция диспропорцирования - часть алюминия уходила в металл в жидкой фазе, а часть - в тригалогенид,существующий при этой низкой температуре. Процесс этот,более выигрышный по энергетическим затратам,чем байеровский электролизный процесс,не стал промышленным по следующим причинам : 1.Моногалогениды алюминия - весьма химически аггрессивные реактивы при температуре своего существования и соответствующие материалы для работы с ним найти в то время было трудно. 2.Существующий электролизный процесс сейчас и так даёт владельцам (Дерипаске и Ко) 500долл и свыше прибыли с каждой тонны алюминия,и они не видят смысла полностью менять оборудование.

 

Здравствуйте. Очень приятно. Уважаю технологов.

 

Если я правильно понял выделенное место в тексте Вашего поста, то по данной технологии моногалогенид алюминия (монофторид или монохлорид) получается по другому методу, нежели я указал в своём посте:

 

2Al + Hal2 --(1000°C)--> 2AlHal

 

Но всё равно ведь из алюминия?

 

То есть, предварительно каким-либо другим способом должен быть получен первичный металл, но тогда речь идёт уже не собственно о производстве алюминия (если я правильно понял вопрос топикстартера, он имел ввиду именно производство алюминия из AlCl3 через получение из него монохлорида), а о процессе получения особо чистого алюминия (с выходом не более 2/3 от исходного количества). Если так, то вопросов нет.

Ссылка на комментарий

Здравствуйте. Очень приятно. Уважаю технологов.

 

Если я правильно понял выделенное место в тексте Вашего поста, то по данной технологии моногалогенид алюминия (монофторид или монохлорид) получается по другому методу, нежели я указал в своём посте:

 

2Al + Hal2 --(1000°C)--> 2AlHal

 

Но всё равно ведь из алюминия?

 

То есть, предварительно каким-либо другим способом должен быть получен первичный металл, но тогда речь идёт уже не собственно о производстве алюминия (если я правильно понял вопрос топикстартера, он имел ввиду именно производство алюминия из AlCl3 через получение из него монохлорида), а о процессе получения особо чистого алюминия (с выходом не более 2/3 от исходного количества). Если так, то вопросов нет.

Я не технолог, я инженер,физик ,бизнесмен..Но с химией хорошо знаком.

Так, как Вы описали, 2Al + Hal2 --(1000°C)--> 2AlHal ,галогениды алюминия получают, когда стоит задача получить особо чистый алюминий.

А так хлористый алюминий можно получить из гамма-окиси алюминия,воздействуя на него монооксидом углерода и хлором.Это в общем виде,тонкости тут есть,но процесс этот идёт энергично и давно освоен в промышленном масштабе.Есть и другие реакции, позволяющие получить моногалогенид алюминия непосредственно из его оксда.Так что это не препятствие.

Могу добавить,что для такого процесса можно использовать не только бокситы или нефелины, а и минералы кианит,СИЛЬВИНИТ, ОБЫКНОВЕННЫЕ ГЛИНЫ И ДАЖЕ ЗОЛЫ ОТ СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ,ГДЕ СОДЕРЖИТСЯ ОКИСЬ АЛЮМИНИЯ.

.(Кстати, существуют и монооксиды алюминия,что позволяло получать алюминий в древности в редких случаях,и это проверено и доказано в эксперименте )

(Есть также моноиодиды и монобромиды алюминия...:) )

Изменено пользователем psp
Ссылка на комментарий

Я не технолог, я инженер,физик ,бизнесмен..Но с химией хорошо знаком.

Так, как Вы описали, 2Al + Hal2 --(1000°C)--> 2AlHal ,галогениды алюминия получают, когда стоит задача получить особо чистый алюминий.

А так хлористый алюминий можно получить из гамма-окиси алюминия,воздействуя на него монооксидом углерода и хлором.Это в общем виде,тонкости тут есть,но процесс этот идёт энергично и давно освоен в промышленном масштабе.Есть и другие реакции, позволяющие получить моногалогенид алюминия непосредственно из его оксда.Так что это не препятствие.

Могу добавить,что для такого процесса можно использовать не только бокситы или нефелины, а и минералы кианит,СИЛЬВИНИТ, ОБЫКНОВЕННЫЕ ГЛИНЫ И ДАЖЕ ЗОЛЫ ОТ СЖИГАНИЯ УГЛЕЙ,ГДЕ СОДЕРЖИТСЯ ОКИСЬ АЛЮМИНИЯ.

.(Кстати, существуют и монооксиды алюминия,что позволяло получать алюминий в древности в редких случаях,и это проверено и доказано в эксперименте )

(Есть также моноиодиды и монобромиды алюминия... :) )

 

Спасибо за информацию.

 

О том, что глинозём хлорируется в присутствии восстановителей (СО, угля и т.п.) мне, конечно, известно. Просто не приходило в голову, что этот процесс можно отрегулировать так, чтобы на выходе получать не три-, а монохлорид алюминия.

 

О существовании прочих соединений одновалентного алюминия я также в курсе, но вот никак не могу представить, чтобы кто-то сумел получить металлический алюминий раньше Эрстеда. Возможно, это лишь гипотеза, подкреплённая теми знаниями, которыми мы располагаем в настоящее время. По закону Чизхолма со 100%-ной вероятностью происходят только плохие события, хорошие могут не случиться вовсе :).

 

Кстати, сильвинит ведь x(NaCl)*y(KCl).

Ссылка на комментарий

Спасибо за информацию.

 

О том, что глинозём хлорируется в присутствии восстановителей (СО, угля и т.п.) мне, конечно, известно. Просто не приходило в голову, что этот процесс можно отрегулировать так, чтобы на выходе получать не три-, а монохлорид алюминия.

 

О существовании прочих соединений одновалентного алюминия я также в курсе, но вот никак не могу представить, чтобы кто-то сумел получить металлический алюминий раньше Эрстеда. Возможно, это лишь гипотеза, подкреплённая теми знаниями, которыми мы располагаем в настоящее время. По закону Чизхолма со 100%-ной вероятностью происходят только плохие события, хорошие могут не случиться вовсе :).

 

Кстати, сильвинит ведь x(NaCl)*y(KCl).

Добрый день.

В моём тексте есть ошибка - речь идёт о минерале Силлиманите — минерал, алюминиевый силикат. Химическая формула — (Al2O3)(SiO2). Назван в честь американского химика Бенджамина Силлимана (17791864). А не о сильвините.

Что касается алюминия в древности,то вот цитата :

 

Однако в последнее время появились новые данные о принципиальной возможности получения металлического алюминия в древности. Как показал спектральный анализ, украшения на гробнице китайского полководца Чжоу-Чжу, умершего в начале III в. н.э., сделаны из сплава, на 85% состоящего из алюминия. Могли ли древние получить свободный алюминий? Все известные способы (электролиз, восстановление металлическим натрием или калием) отпадают автоматически. Могли ли в древности найти самородный алюминий, как, например, самородки золота, серебра, меди? Это тоже исключено: самородный алюминий — редчайший минерал, который встречается в ничтожных количествах, так что древние мастера никак не могли найти и собрать в нужном количестве такие самородки.

Однако возможно и другое объяснение. Алюминий можно восстановить из руд не только с помощью электричества и щелочных металлов. Существует доступный и широко используемый с древних времен восстановитель — это уголь, с помощью которого оксиды многих металлов при нагревании восстанавливаются до свободных металлов. В конце 1970-х немецкие химики решили проверить, могли ли в древности получить алюминий восстановлением углем. Они нагрели в глиняном тигле до красного каления смесь глины с угольным порошком и поваренной солью или поташом (карбонатом калия). Соль была получена из морской воды, а поташ - из золы растений, чтобы использовать только те вещества и методы, которые были доступны в древности. Через некоторое время на поверхности тигля всплыл шлак с шариками алюминия! Выход металла был мал, но не исключено, что именно этим путем древние металлурги могли получить «металл 20 века».

Если же разобрать этот процесс теоретически, то здесь без субоксидов и субхлоридов алюминия не обошлось дело.

Изменено пользователем psp
Ссылка на комментарий

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйте новый аккаунт в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
×
×
  • Создать...