Jan Kulik i Tadeusz Pukas
K a t e d r a C h e m ii N i e o r g a n i c z n e j P o l i t e c h n i k i Ś l ą s k i e j w G l i w i c a c h
Przegląd metod otrzymywania tlenku glinowego wysokiej czystości
W a r t y k u le o m ó w io n o z a s to s o w a n ia tl e n k u g lin o w ego w y so k ie j czy sto ści. O p isa n o ró ż n e m e to d y jeg o w y tw a r z a n ia o r a z s to s o w a n e do te g o c e lu su ro w c e .
Zastosowanie A120 3
T le n e k g lin o w y A120 3 w y s o k ie j cz y sto śc i i w y ro b y z n ie g o z n a jd u ją s z e ro k ie , s t a le w z r a s ta ją c e z a s to s o w a n ie
w w ie lu d z ie d z in a c h w s p ó łc z e s n e j te c h n ik i.
P o n iż e j o m ó w io n e z o s ta n ą m e to d y p o z w a la ją c e n a u z y s k a n ie p r o d u k t u d ro b n o sp ro s z k o w a n e g o o s u m ie z a w a rto ś c i w s z y s tk ic h z a n ie c z y sz c z e ń m e ta lic z n y c h (w p rz e lic z e n iu n a tle n k i) p o n iż e j 0,1%. W z a k r e s ie p ro b le m a ty k i a r t y k u łu n ie m ie sz c z ą się w ię c ró ż n e sp o s o b y w y tw a r z a n ia m o n o k r y s z ta łó w z A120 3, ic h o cz y sz c z a n ia n p . p r z e z s tr e f o w e to p ie n ie j a k r ó w n ie ż m e to d y n ie p o z w a la ją c e n a u z y s k a n ie z a ło ż o n e j c z y sto śc i. W z w ią z k u z ty m n ie z o s ta n ą o n e t u t a j p o ru s z o n e . P o n ie w a ż w l i t e r a t u r z e d o ty c z ą c e j tle n k u g lin o w e go is tn ie je d o sy ć d u ż a d o w o ln o ść w s to s o w a n iu te r m i n u w y s o k a c z y s to ś ć w p ro w a d z o n o p o w y ż sz e o k re ś le n ie , iktóre p o z w a la n a s z e r o k ie p o tr a k to w a n ie z a g a d n ie n ia .
J e d n y m z n ie w ą tp liw ie n a jp o w a ż n ie js z y c h z a sto so w a ń tle n k u g lin o w e g o w y s o k ie j cz y sto śc i je s t p ro d u k o w a n a z n ie g o c e n n a c e r a m ik a s p e c j a l n a '). T a k ie je j w ła śc iw o ś c i, ja k : o d p o rn o ś ć n a w y s o k ie te m p e r a t u r y (1900 °C i w y żej), p r z e w o d n ic tw o c ie p ln e , d o b ra w y tr z y m a ło ś ć m e c h a n ic z n a , w y s o k i m o d u ł e la s ty c z n o ś c i u w a r u n k o w a n e są m . in . o d p o w ie d n im s to p n ie m c z y sto śc i je j s k ła d n ik ó w . T a b lic ę 1, w k tó r e j p o d a n o w a r to ś c i tw a rd o ś c i i w y trz y m a ło ś c i n a z ła m a n ie p rz e z z g in a n ie d la m a te r i a łó w c e ra m ic z n y c h o ró ż n e j z a w a rto ś c i A120 3, z a c z e rp n ię to z p r a c y K lin g le r a i D o e r- r e ’a 2>.
W y ro b y z tle n k u g lin o w e g o c e c h u je m a ła ro z s z e rz a ln o ś ć c ie p ln a , o d p o rn o ś ć n a z m ia n y te m p e r a t u r , d u ż y o p ó r e le k tr y c z n y w w y s o k ic h te m p e r a tu r a c h , n ie z n a c z n e s t r a ty d ie le k tr y c z n e p r z y w y s o k ic h c z ę s to tliw o ś c ia c h . J u ż n ie z n a c z n e ilo śc i z a n ie c z y sz c z e ń z m ie n ia ją w p o w a ż n y m s to p n iu p r z e w o d n ic tw o i p r z e n ik a ł noś ć m a g n e ty c z n ą k o r u n d u .
S z c z e g ó ln ie c e n io n ą z a le tą m a te r i a łó w z A120 3 je s t ich w y ją tk o w a o d p o rn o ś ć c h e m ic z n a : n a d z ia ła n ie k w a s ó w (n a w e t H 2F 2), z a sa d , s to p io n y c h a lk a lió w , p a r y w o d n e j, a tm o s f e r y z a ró w n o u tl e n ia j ą c e j j a k i r e d u k u j ą c e j. S tą d te ż c h ę
1 9 f i P R Z E M Y Ś L C H E M IC Z N Y 48/3 (1969)
tn ie w y k o n u je s ię z k o r u n d u : ty g le , łó d k i, w y ła d z in y p ie ców , o s ło n y te r m o p a r , p o m p y d o c ie c z y s iln ie k o r o d u j ą cych, a n a w e t n ie k t ó r e e le m e n ty p o ja z d ó w k o s m ic z n y c h 3>.
D o d a te k A120 3 w y s o k ie j c z y sto śc i do ró ż n y c h c e r a m ik p o p r a w ia ic h w ła ś c iw o ś c i. T le n e k g lin o w y o d u ż e j gęstości (s p ie k a n y , r e k r y s ta liz o w a n y ) u z y s k u je się z s u r o w c a o z a w a r to ś c i 99,99% A120 3. Z o d m ia n y t e j ( p r a w ie p rz e z r o c z y s te j w w y r o b a c h c ie n k o ś c ie n n y c h ) w y tw a r z a s ię a k tu a ln ie a p a r a t u r ę u ż y w a n ą do w ie lu ¡sp ecjaln y ch c e ló w p rz e m y s ło w y c h i a n a lity c z n y c h : n a c z y n ia , g w in c ia r k i, n a s a d k i, m o ź
d z ie rz e , tłu c z k i, św ie c e z a p ło n o w e do s iln ik ó w . W ty m o s ta tn im p r z y p a d k u k o n ie c z n y je s t b o w ie m m a t e r i a ł o w y s o k im n a p ię c iu p rz e b ic ia i o d p o rn y n a d z ia ł a n ie p o w s ta j ą c e go o s a d u w ę g la i o ło w iu .
N o w e, w ie lo r a k ie ¡zasto so w an ia c z y ste g o A120 3 w d z ie d z i
n ie e le k tr o te c h n ik i i e le k tr o n ik i z o s ta ły b a r d z ie j szczeg ó ło w o o m ó w io n e w k il k u p u b lik a c ja c h 2.5.6). T u ta j -zw rócim y u w a g ę ty lk o n a n ie k tó re . M ię d z y in n y m i w e le k tro n ic e s p ie k a n y k o r u n d w y p ie r a k la s y c z n y m a t e r i a ł iz o la c y jn y s t e a ty t . T le n e k g lin o w y d z ię k i d u ż e m u p rz e w o d n ic tw u c ie p ln e m u i w y s o k ie m u o p o ro w i e le k try c z n e m u je s t u ż y w a n y ja k o p o d ło ż e o b w o d ó w d r u k o w a n y c h 5). Z k o r u n d u w y k o n u je Się te ż p r a c u j ą c e w w y ż sz y c h te m p e r a t u r a c h iz o la to ry , czę śc i ra d io w e , e le m e n ty n a s ta w c z e w p r z e k a ź n ik a c h i p r z e łą c z n ik a c h °). P r z y w y tw a r z a n iu p e w n y c h e le m e n tó w p ó ł
p rz e w o d n ik o w y c h s t o s u je s ię c ie n k ie , z w a r te b ło n k i A120 3.
T a b l i c a 1. T w a r d o ś ć i w y t r z y m a ł o ś ć n a z g i n a n i e r ó ż n y c h izo- l a c y j n y c h m a t e r i a ł ó w c e r a m i c z n y c h
M a t e r i a ł S k ł a d c h e m i c z n y
T w a r d o ś ć w g V i c k e r s a
fk G /m m * l
W y trz y m a ło * « ’1 n a z g i n a n i n
[ k O / m m T]
P o r c e l a n a K 20 . A l „ 0 3.SiC>, 600—800 7
S t e a t y t M g O .S iO , 600—800 14
T l e n e k g l i n o w y 80* A120 3 1070 27
T l e n e k g l i n o w y 90% A120 3 1460 30
T l e n e k g l i n o w y 95$ A l,O , 1920 34
T l e n e k g l i n o w y 97—100% A 1 ,0 3 2300 30—50
S z a f i r s y n t e
t y c z n y 100% a i 2o 3 2550 30
U z y s k u je się je p rz e z ro z k ła d n a p y lo n y c h n a m e ta l o r g a n ic z n y c h z w ią z k ó w g lin o w y c h '*). C z y ste g o A120 3 u ż y w a się
do s p o r z ą d z a n ia k a ta liz a to r ó w n ie k tó r y c h ty p ó w r e a k c j i o rg a n ic z n y c h (o d w o d o rn ie n ie p o łą c z o n e z iz o m e ry z a c ją i cy - k li z a c j ą ) 3).
W p r o d u k c ji s y n te ty c z n y c h k a m ie n i sz la c h e tn y c h w y jś c io w y tl e n e k u z y s k u je Się p rz e z r o z k ł a d .te rm ic z n y a łu n u g li- n o w o -a m o n o w e g o N H 4A 1 (S 0 4)2 • 12 H 20 9.10). W y tr ą c e n ia , w sz czeg ó ln o ści jo n ó w m e t a li a lk a lic z n y c h , ip o w o d u ją d e fe k ty w s ia tc e m o n o k r y s z ta łu 9). Z a n ie c z y s z c z e n ia jo n a m i ż e la z a , m a g n e z u i k r z e m u w ilo śc i k ilk u części n a m ilio n m o ż n a ju ż s tw ie r d z ić w p rz e z r o c z y s ty m m o n o k r y s z ta le n ie u z b r o jo n y m o k ie m 10>.
C zy sty tle n e k g lin o w y u ż y w a n y je s t do p o le r o w a n ia p rz y p r o d u k c ji p ó łp rz e w o d n ik ó w . S z c z e g ó ln ie w y s o k ie j cz y sto śc i A l2O a ij e s t s to s o w a n y do s p o r z ą d z a n ia avzorcôw w a n a liiz e s p e k t r a ln e j.
M e to d y o tr z y m y w a n ia A I20 3 w y s o k ie j c z y sto śc i
T le n e k g lin o w y u z y s k a n y p r z e z r o z k ł a d h y d r a r - g i l i t u p o w s ta ją c e g o w p ro c e s ie B a y e r a z a w ie r a z n a c z n e ilo śc i zanieczylszczeń g łó w n ie s o d u , p o za ty m s e t n e części p ro c e n ta k rz e m u i ż e la z a , k t ó r e tr u d n o je s t c a łk o w ic ie w y e lim in o w a ć ; d o d a tk o w e p rz e m y w a n ie ro z c ie ń c z o n y m i k w a s a m i p o z w a la je d y n ie n a z m n ie js z e n ie z a w a rto ś c i s o d u do o k o ło 0,05% N a20 n ). O g ra n ic z a to m o ż liw o ść z a s to s o w a n ia ta k ie g o p r o d u k t u d o c e ló w , w k tó r y c h w y m a g a n a je s t sz c zeg ó ln ie w y s o k a czy sto ść. W p r z y p a d k a c h , g d z ie ta k a cz y sto ść n ie je s t k o n ie c z n a , m e to d a t a jesrt s to s o w a n a na s k a lę te c h n ic z n ą .
N a p r z e s tr z e n i o s t a tn i c h l a t w l i t e r a t u r z e n a u k o w e j i p a te n to w e j u k a z a ło s ię w ie le n o w y c h , c ie k a w y c h sp o so b ó w o tr z y m y w a n ia A l-A , o w y s o k ie j c z y sto śc i:
— b e z p o ś r e d n ia s y n te z a z a lu m in iu m i tl e n u
— e le k tr o lity c z n e u tl e n ia n i e m e ta lu
— S p a la n ie w tle n ie z w ią z k ó w g lin o w y c h
— h y d ro liz a z w ią z k ó w g lin o w y c h (h y d ro liz a w p ło m ie n iu w o d o ro tle n o w y m , tzw . h y d ro liz a p ło m ie n io w a )
— r e a k c j a a lu m in iu m z w o d ą (w a u to k la w ie p o d c iś n ie n ie m , tz w . r e a k c j a h y d r o te r m a ln a )
— r o z k ła d te r m ic z n y z w ią z k ó w g lin o w y c h .
W n ie k tó r y c h z ty c h r e a k c j i n ie u z y s k u je się b e z p o ś r e d n io tle n k u g lin o w e g o , a le jeg o h y d r a ty , k t ó r e m o ż n a o d w o d n ić p rz e z p ra ż e n ie .
S u r o w c e i s p o s o b y i c h o c z y s z c z a n ia
C z y sto ś ć p o w s ta ją c e g o p r o d u k tu u z a le ż n io n a j e s t o d s t o p n i a c z y s to ś c i w y jś c io w y c h z w ią z k ó w . M e t a l i c z n e a l u m i n i u m , k t ó r e c zęsto je s t s u b s tr a t e m , w y tw a r z a się m e to d ą e le k tr o lity c z n ą (czy sto ść p o w y ż e j 99,99%) czy sto ść p o w y ż e j 99,999% A l u z y s k u je s ię m e to d ą s tre fo w e g o to p ie n ia . M e to d y t e n ie n a s t r ę c z a j ą w c h w ili o b e c n e j w ię k s z y c h tr u d n o ś c i 12). W o s t a tn im p r z y p a d k u ¡zw ięk szają s ię je d n a k koszity p r o d u k c j i. N a le ż y d o d a ć ż e im c z y stsz e a lu m in iu m , ty m tr u d n ie j w s tę p u je w r e a k c j e z a l k o h o l a m i7) i k w a s a m i. Z d r u g ie j s t r o n y s to s o w a n ie ta k ie g o a lu m in iu m n ie zawisze je s t k o n ie c z n e , g d y ż z w ią z k i g lin o w e m o ż n a o czy sz
c z a ć p r z e z d e s ty la c ję , s u b lim a c ję i k r y s ta liz a c ję .
B a rd z o d o b re r e z u l t a t y u z y s k u je s ię p r z e z z a s to s o w a n ie do sy n te z y A120 3 o r g a n i c z n y c h p o łą c z e ń g lin o w y c h (a lk o h o la n y , tr ó je ty le k ) . I ta k w e d łu g T o r k a r a u ) e ta n o la n g lin u p o d d a n y d w u k r o tn e j d e s ty la c ji w a p a r a t u r z e s r e b r n e j z a w ie ra o k o ło 10 r a z y m n ie j z a n ie c z y sz c z e ń C u, C a, S i, F e, M g n iż 9 9 ,9 9 6 -p ro cen to w e a lu m in iu m u ż y te d o jeg o o tr z y m a n ia . W e d łu g D a w ih la i K u h n a z a w a rto ś ć s o d u (w p r z e lic z e n iu n a N a 20 ) w iz o p r o p a n o la n ie g lin u s p a d ła p o d w u k r o tn e j d e s ty la c ji z 34 do 5 p p m 14).
Z s u b s ta n c ji n ie o r g a n ic z n y c h do o tr z y m y w a n ia tle n k u g lin o w e g o n a jc z ę ś c ie j s ta s o w a n y je s t b e z w o d n y c h l o r e k g l i n o w y A1C13. D e c y d u ją c ą r o lę o d g ry w a tu f a k t, że A1C13 m o ż n a s to s u n k o w o ła tw o o tr z y m a ć n p . p rz e z c h lo r o w a n ie s to p io n e g o m e t a lu w te m p e r a tu r z e 660 °C 15>.
O czyszcza się A1C13 p rz e z s u b lim a c ję w te m p e r a t u r z e 178 °C.
T a s to s u n k o w o n is k a t e m p e r a t u r a d e c y d u je o jeg o p r z y d a tn o ś c i do o tr z y m y w a n ia A120 3 w fa z ie g a z o w e j.
D u ż e m o ż liw o śc i u z y s k a n ia c z y sty c h z w ią z k ó w g lin o w y c h d a je k r y s ta li z a c ja s o li n ie o rg a n ic z n y c h . W e d łu g G o r- s z te jn a , E rm o lin y i F r i d e n b e r g a 18) je d n o r a z o w a k r y s ta li z a c ja a ł u n u i gl i n o w o - a m o n o w e g o N H 4A 1 (S 0 4)2 •
• 12H20 p r z y w y d a jn o ś c i 90% p o z w a la n a k ilk u d z ie s ię c io - w z g lę d n ie k il k u s e t k r o tn e z m n ie js z e n ie w n im ś la d o w y c h z a w a rto ś c i jo n ó w F e 3+, F e J+ , C a, + , M n I+ , Z n 5+, C u 1+,
N a + , A g + , S b 5 + , S n 4 + , P 20 5, C o2 + , J e d y n i e jo n y p o ta s u i t a l u u le g a ją n ie z n a c z n e m u , czy te ż w ogóle n ie u le g a ją z a g ę sz c z e n iu w łu g u p o k ry s ta lic z n y m .
P ro c e s u s u w a n ia 'zan ieczy szczeń z a c h o d z ą c y p o d c z a s w y - s a la n ia z r o z t w o r u u w o d n io n e g o c h lo r k u g lin o w e g o A1C13 •
• 6H 20 za p o m o cą g a z o w e g o c h lo r o w o d o r u b a d a li K a r a b a s z i in . ” ). W e d łu g n ic h t r z y k r o tn a k r y s ta li z a c ja A1C13 • 6H20 (ciecz o d o sa d u o d d z ie la n o , k a ż d o ra z o w o p r z e z d e k a n ta c ję ) w y s ta r c z a , a b y do łu g u p o k ry s ta lic z n e g o p r z e s z ły p r a k t y c z n ie ilo ścio w o (85— 100%): B e, M g, C a, B a, T i, V, Mo, M n, F e, Co, N i, C u, A g, Z n , C d, P b , S n . S b , B i, In . B a d a n y z a k r e s z a w a r to ś c i d o m ie sz e k w y n o s ił 10-4% — 10-°%. J e d y n ie c h ro m s t r ą c a się w z n a c z n e j części z o s a d e m A1C13 • 6H 20 tw o rz ą c iz o m o rfic z n y C rC l3 • 6H20 . W o b y d w u p o w y ż e j w z m ia n k o w a n y c h p r a c a c h n ie z b a d a n o "w pływ u w ie lo k r o t
n e j k r y s ta li z a c ji s o li n a z a w a rto ś ć w n ic h ta k i c h p o s p o li
ty c h z a n ie c z y sz c z e ń , ja k k rz e m i b o r , a ta k ż e m a g n e z u I6) i s o d u 17).
U w a g i o g ó ln e d o t y c z ą c e o t r z y m y w a n i a A 1 ,0 3
P r o d u k t p r z y d a tn y do p r o d u k c j i c e r a m ik i s p e c ja ln e j o tr z y m u je s ię w f a z i e g a z o w e j (p la z m ie ). W ty m celu p a r y lo tn y c h p o łą c z e ń g lin o w y c h w p ro w a d z a s ię w o b e c n o śc i g a z u n o śn ik o w e g o do s t r e f y r e a k c y j n e j, g d z ie n a s t ę p u je ic h k o n w e r s ja w tle n e k g lin o w y . R e a k c ję k o n w e r s ji m o ż n a p r z e p r o w a d z ić p o p rz e z h y d ro liz ę , u tl e n ie n i e , czy te ż w re s z c ie p ir o liz ę z w ią z k ó w g lin o w y c h . N a s k a lę te c h n ic z n ą
■bywa to n a jc z ę ś c ie j u tle n ia n i e lu b h y d ro liz a b e z w o d n e g o A lC lj.
H o m o g e n ic z n e w a r u n k i p o w s ta w a n ia w f a z ie g az o w e j (p lazm ie) c z ą s te k A120 3 s p r a w i a ją , że ic h w y m ia r y z a w a r te s ą w b a rd z o w ą s k ic h g ra n ic a c h . W ielk o ść i k s z t a łt p o w ie rz c h n i m o ż n a re g u lo w a ć p o p rz e z z m ia n ę s tę ż e n ia p a r z w ią z k u g lin o w e g o w g a z ie te m p e r a t u r y r e a k c j i i c z a su ic h p r z e b y w a n ia w p r z e s tr z e n i r e a k c y j n e j. W w y n ik u s z y b k ie g o s c h ło d z e n ia p r o d u k tó w p o w s ta j ą s f e ry c z n e c z ą s tk i A120 3 b e z p o ró w o w y m ia r a c h z n a c z n ie m n ie js z y c h od
1
Im t e m p e r a t u r a w s t r e f i e r e a k c y j n e j je s t w y ż sz a , ty m w y ższy je s t s to p ie ń k o n w e r s ji ¡s u b s tra tu w t le n e k , a p o w s ta ły p r o d u k t z a w ie ra m n i e j z a n ie c z y sz c z e ń n ie m e ta lic z n y c h . D la te g o te ż s to s u je s ię p a ln ik w o d o r o - tle n o w y i p l a z m ę . W ty c h w a r u n k a c h .p o w s ta ją c e c z ą s tk i A 1 ,0 3 to p ią się, co je s t je d n ą z p rz y c z y n ic h s f e ro id y z a o ji. M im o te g o (tem p . to p n . A120 3 = 2050 ") n ie s t a n o w i ą o n e (p o d o b n ie z re s z tą ja k i w w y p a d k u in n y c h s y n te z p ro w a d z o n y c h w fa z ie g a z o w e j) o d m ia n y a — A120 3. A b y u z y s k a ć s t r u k t u r ę a — A120 3 k o n ie c z n e j e s t d o d a tk o w e p ra ż e n ie . J a k o c ie k a w o s tk ę d o d a jm y , że d o z u ją c p ro s z e k k o ru n d o w y d o p ło m ie n ia p a ln ik a w o d o ro -tle n o w e g o i s c h ła d z a ją c n a s tę p n ie szy b k o s p a lin y , m o ż n a p r z e p r o w a d z ić o d m ia n ę a w k tó r ą ś z m o d y f ik a c ji p rz e jś c io w y c h ; n a jc z ę ś c ie j b y w a to o d m ia n a O.
I n n y m p ro b le m e m , z k tó r y m n a le ż y się lic z y ć p o d c z a s o tr z y m y w a n ia A120 3 w y s o k ie j cz y sto śc i, je s t m o ż liw o ść w tó rn e g o z a n ie c z y sz c z e n ia (np. z n a c z y ń ) p o w s ta łe g o t l e n k u . W g D a w ih la i K u h n a 14> s to s o w a n ie n a c z y ń s z k la n y c h n ie k o r z y s tn ie w p ły w a n a c z y sto ść p ro d u k tu . Ś w ia d c z ą
o ty m d a n e w ta b lic y 2 z a c z e rp n ię te j z ic h p r a c y . P o d o b n ie w b a d a n y m iz o p r o p a n o la n ie g lin u z n a jd o w a ło s ię n a p o c z ą tk u 34 p p m N a 20 , p o d c z a s g d y w y jś c io w e a lu m in iu m , z a w ie r a ło ty lk o 4 p p m so d u (w p rz e lic z e n iu n a N a 20 ) .
A b y z a p o b ie c z a n ie c z y sz c z e n io m so d e m p o d c z a s r o z k ła d u te rm ic z n e g o a łu n u , H e n ry , i K e lly d o K o n y w ali go w n a c z y n ia c h z A120 3 w y s o k ie j c z y s t o ś c ils). Z a le c a się r ó w n ie ż z a s tę p o w a n ie n a c z y ń s z k la n y c h a p a r a t u r ą ze s r e b r a I3>, z e s t a l i n ie r d z e w n e j u >
lu b ze s z k ł a o rg a n ic z n e g o n '>.
B e z p o ś r e d n i a s y n t e z a t l e n k u g l in o w e g o
W a r t e n b e r g 2°) u z y s k a ł tle n e k g lin o w y p rz e z s p a l a n i e f o l i i a l u m i n i o w e j o g ru b o ś c i 0,5 n w a tm o s fe r z e tle n u . F o lia b y ła a k ty w o w a n a p r z e d r e a k c j ą p r z e z z a n u r z e n ie w 10- p r o c e n to w y m H g O w n a s y c o n y m ro z tw o r z e H g C l2.
P ro c e s p ro w a d z o n y w z a m k n ię te j r u r z e k w a rc o w e j był- in i- PRZEMYSL CHEMICZNY ł o i^
48/3 (1969) ' T a b l i c a 2. W z r o s t z a w a r
t o ś c i N a 20 w i z o p r o p a n o l a n i e g l i n o w y m p o d c z a s g o t o w a n i a w n a c z y n i a c h s z k l a n y c h
C z a s Z a w a r t o ś ć
g o t o w a n i a N a 20
[h] Ip p m ]
0 34
24 85
43 170
72 306
c jo w a n y za ipom ocą is k r y e le k tr y c z n e j. P r z e b ie g a ł o n a n a lo g ic z n ie ja k w la m p ie b ły s k o w e j, je d n a k p r o d u k t m ia ł b a r d zo n ie je d n o r o d n ą s t r u k t u r ę , a ś r e d n ic e c z ą s te k w y n o s iły od p o n iż e j 0,1 n do 50 ¡j. T e n f a k t o r a z tr u d n o ś c i p r e p a r a ty k i s p r a w i a ją , że p r a c a m a z n a c z e n ie w y łą c z n ie la b o r a to r y jn e .
P o d a n o sp o só b p o le g a ją c y n a c ią g ły m s p a l a n i u s t o p i o n e g o a l u m i n i u m w s t r u m i e n iu tle n u . W w y n ik u r e a k c j i p o w s ta ją s f e r y c z n e c z ą s tk i o ś r e d n ic a c h 0,005 — 0,8 u.
P o w ie rz c h n ia w ła ś c iw a p r o d u k t u w y n o s i 12— 18 im2/g, a w y d a jn o ś ć p ro c e s u 68— 76% 21>. U tle n ia n ie a lu m in iu m ja k o
sp o s ó b w y tw a r z a n ia c z y s te g o tl e n k u n a r a z i e n ie m a w ię k sz e g o z n a c z e n ia te c h n ic z n e g o .
U t l e n i a n i e e l e k t r o l i t y c z n e a l u m i n i u m
W r o k u 1960 T o r k a r w r a z z w s p ó łp r a c o w n ik a m i o p u b li
k o w a ł w y n ik i p r a c d o ty c z ą c y c h o tr z y m y w a n ia w o d o r o tl e n k ó w i tle n k ó w g lin o w y c h o z d e f in io w a n e j s t r u k t u r z e k r y s ta lo g r a f ic z n e j. W k il k u a r t y k u ła c h >3,22—2») o m ó w io n o s z e r o k i w a c h la r z m e to d p o z w a la ją c y c h n a u z y s k iw a n ie p r o d u k tó w o w y s o k im s to p n iu czy sto ści. W p ie r w s z e j p u b li
k a c j i p o d a n o r e z u l ta t y b a d a ń p ro c e s u u tl e n ia n i a e le k tro d y z cz y ste g o a lu m in iu m . E le k tr o lite m b y ły w o d n e r o z tw o r y C 0 2 i H 20 2, k tó r e w t r a k c ie e le k tro liz y n ie zan ie c z y sz c z a ły p o w s ta ją c e g o w o d o ro tle n k u g lin o w e g o . S to s o w a n o g ę sto śc i p r ą d o w e r z ę d u 10~* A/cm'-. W y d a jn o ś c i b y ły r a c z e j m a łe (rz ę d u 0,1 g /g o d z in ę ). W p o sz c z e g ó ln y c h p r ó b a c h w z a le ż n o śc i o d te m p e r a t u r y e le k t r o l it u u z y s k iw a n o w o d o ro tle n k i b e z p o sta c io w e , b a je r y t lu b m ie s z a n in y b a je r y tu i b e m itu . (Z u ż y w a n ą n o m e n k l a tu r ą w o d o ro tle n k ó w i tle n k ó w g lin o w y c h m o ż n a s ię z a p o z n a ć w a r t y k u le F ie d o r o w a 27>). W e w s z y s tk ic h ty c h p r o d u k t a c h z a w a rto ś ć so d u je s t n ie z n a c z n a .
S p a l a n i e z w i ą z k ó w g l i n o w y c h
W o s ta tn ic h la t a c h sz c z e g ó ln e z a in te r e s o w a n ie b u d z ą m e to d y z w ią z a n e z u tle n ie n ie m w fa z ie g a z o w e j c h l o r k u g l i n o w e g o A lC lj. W s k a z u je n a t o z n a c z n a ilo ść o p isó w p a te n to w y c h d o ty c z ą c y c h te j r e a k c j i 2S—34). P a r y c h lo r k u g lin o w e g o i t l e n p o d a je s ię do s t r e f y r e a k c y j n e j, g d z ie u l e g a ją z m ie s z a n iu w s tr u m ie n iu itu rb u le n tn y m . Z a c h o d z ą c a r e a k c j a j e s t e g z o te rm ic z n a . M im o to , a b y z a p e w n ić c a łk o w ite u tle n ie n i e j a k i p o w s ta n ie c z ą s te k o o d p o w ie d n ic h w y m ia r a c h k o n ie c z n e je s t p o d w y ż s z e n ie te m p e r a tu r y . D o
k o n u je s ię te g o p r z e z s p a l a n ie w s t r e f i e r e a k c y j n e j ta k ic h g a z ó w , ja k : C2H 2, C O , C SH 6, w z g lę d n ie p r z e z w y ła d o w a n ie
e le k try c z n e .
P o d a n o 35) c ie k a w ą m e to d ę u tle n ia n i a b e z w o d n e g o A1C13.
P a r y c h lo r k u g lin o w e g o d o p ro w a d z a się d o m ie js c a r e a k c j i w s tr u m ie n iu g o rą c e j p la z m y (a rg o n lu b azo t). W y so k a t e m p e r a t u r a (3570 °C) z a p o b ie g a tw o r z e n iu się s t a ły c h c z ą s te k b e z p o ś re d n io w c h w ili z a in ic jo w a n ia p ro c e s u p o z m ie s z a n iu z tle n e m . W y tr ą c a ją s ię o n e d o p ie ro p o g w a łto w n y m o c h ło d z e n iu m ie s z a n in y r e a k c y jn e j. P o w s ta j e p r o d u k t b a rd z o d ro b n y (0,02—0,03 /.t) o w y s o k im s to p n iu c z y sto śc i. P ro c e s p ro w a d z o n y je s t w sp o só b c ią g ły .
H y d r o l i z a z w i ą z k ó w g l i n o w y c h
M o ld o v a n w r a z z e w s p ó łp r a c o w n i k a m i36) u z y s k a li i] — A120 3 do k a ta l iz y z i z o p r o p a n o l a n u g 1 i n u p r z e z jego h y d ro liz ę i n a s tę p n ie d łu g o tr w a łą o b ró b k ę te r m i c z n ą p o w s ta łe g o h y d r a t u . E e a k c ję h y d ro liz y p ro w a d z o n o w k r a p l a - ją c ro z tw ó r iz o p r o p a n o la n u g lin u w a lk o h o lu iz o p r o p y lo w y m do w o d y . A n a liz a p r o d u k t u w y k a z a ła , że z a n ie c z y sz c z e n ia b y ły z a w a r te w g r a n ic a c h (w p r o c e n ta c h ) :
C a lO-3 — lO-4 C u .lO-3 — lO-4
F e 10-3 — lO-4 B — 10-2
S i 10-1 — lO-2
W p r a c a c h T o r k a r a 1S) z b a d a n o m o ż liw o ść w y tw a r z a n ia w o d o ro tle n k ó w g lin u p o p rz e z r e a k c j ę z w o d ą (C 6HjN H )3A1 i e ta n o la n u (C2H 50 )jA 1. W k o n k r e tn y m w y p a d k u n a jle p s z e r e z u l ta t y u z y s k a n o d la e ta n o la n u g lin u . S p o só b je g o o c z y . sz c z a n ia p o d a n o p o w y ż e j.
S to p io n y e ta n o l a n w k r a p la n o d o w o d y d w u k r o tn i e d e s ty lo w a n e j. H y d r a t po tr z y m ie s ię c z n y m s ta r z e n i u s ta n o w ił b a rd z o c z y sty b a je r y t. A n a liz a a k ty w a c y jn a w y k a z a ła o b e c
n o ść w n im m ie d z i w ilo śc ia c h 3 p p m i s o d u p o n iż e j 1 p p m . Z p o w o d ó w w y ż e j p o d a n y c h h y d ro liz a lo tn y c h p o łą c z e ń
g lin u je s t k o r z y s tn a w fa z ie g a z o w e j, p r z y u ż y c iu p a r y w o d n e j 3J). U n ik a s ię w t e n sp o só b k o n ie c z n o śc i s ą c z e n ia (o d w iro w y w a n ia ) o s a d u j a k i m o ż liw o śc i w s p ó łs tr ą c a n ia I O C PRZEMYSŁ CHEMICZNY
J-iŁO 18/3 (1969)
z p o w s ta ją c y m w o d o ro tle n k ie m z a n ie c z y sz c z e ń . W w y n ik u u z y s k u je s ię od r a z u b e z w o d n y tl e n e k , z w ła sz c z a g d y s t o s u j e s ię s te c h io m e tr y c z n e ilo śc i p a r y w o d n e j. J e d n o z e s t o s o w a n y c h r o z w ią z a ń te c h n o lo g ic z n y c h p o le g a n a h y d ro liz ie b e z w o d n e g o A1C13 s te c h io m e try c z n ą ilo śc ią p a r y w o d n e j w te m p e r a t u r z e 550 °C. J e ś li n a to m ia s t A1C13 w p ro w a d z ić do p ło m ie n ia w o d o ro tle n o w e g o (tzw . h y d r o liz a p ło m ie n io w a ), to z a c h o d z ą w n im ró w n o c z e śn ie lu b n a s t ę p u ją b e z p o ś r e d n io p o s o b ie s y n te z a w o d y , h y d ro liz a c h lo r k u i d e h y d r a ta c ja tle n k u 18,38,39).
W w y n ik u r e a k c j i
2 H , + Os - > 2 H jO
2 A lC lj - f 3 H 20 — > A120 3 + 6 HC1 p o w s ta j e d ro b n o s p r o s z k o w a n y A120 3 i c h lo ro w o d ó r.
P r o d u k t z a w ie r a p e w n e ilo ś c i jo n ó w c h lo r k o w y c h (do k i l k u p ro c e n t). M ożna te m u z a p o b ie c , je ś li w e d łu g T h ie le g o , S c h w a r tz a i D e t t m a n a 40) z a s tą p ić c h lo r e k g lin o w y t r ó j - e t y l k i e m g l i n o w y m A1(C2H 5)3. T r ó je ty le k w p r o w a d zo n o do p ło m ie n ia w o d o ro tle n o w e g o ra z e m ze s tr u m ie n ie m w o d o ru , k t ó r y s p e łn ia ł je d n o c z e ś n ie r o l ę g a z u n o śn ik o w e g o . Ś r e d n ic e o tr z y m a n y c h s f e ry c z n y c h , n ie p o r o w a ty c h c z ą s te k w a h a ły s ię w g r a n ic a c h 0,02— 0,2 ft. P o w ie rz c h n ia w ła ś c iw a w y n o s iła 24,7 m 2/g . G łó w n e z a n ie c z y s z c z e n ia A120 3 o p ró cz ś la d ó w m a g n e z u s ta n o w iły F e 20 3 p o n iż e j 0,01% , S i 0 2 p o n iż e j 0,01% i C l p o n iż e j 0,001%.
P o d a n o r ó w n ie ż s p o s ó b p o le g a ją c y n a o d p a r o w a n i u e ta n o la n u w z g lę d n ie iz o p r o p a n o la n u g lin o w e g o ra z e m z w o d o re m i s p a l e n i u m ie s z a n in y z d o d a tk ie m p o w ie tr z a 41>.
P o w s ta j ą c e c z ą s tk i m ia ły ś r e d n ic e o d 0,05 ¡.1 do 0,1 fi.
R e a k c j a a l u m i n i u m z w o d ą
Z n a n y je s t f a k t , że r e a k c j a a lu m in iu m z w o d ą zach o d zi d o p ie r o p o u p r z e d n im z a k ty w o w a n iu p o w ie rz c h n i m e ta lu (n p . z a p o m o c ą H g C l2). O tr z y m u je się w te n sp o só b c z y sty b a j e r y t w z g lę d n ie b e m i t 42»43). W te m p e r a t u r z e p o w y ż e j 100 °C s y n te z y m o ż n a d o k o n a ć w a u to k la w ie p o d c iś n ie n ie m , u n ik a ją c a m a lg a m o w a n ia . J e s t t o tz w . r e a k c j a h y d r o -
¡ t e r m a l n a 23—26.44,45).
2 A l + 3 H 20 — > A ljO a + 3H a
M e ta lic z n e a lu m in iu m p o d d a n e d z ia ła n iu p a r y w o d n e j o c iś n ie n iu p o w y ż e j 100 a t m w te m p e r a t u r z e w y ż sz e j od 400 “C d a je d o b rz e w y k s z ta łc o n y k o r u n d . W w y n ik u o ś m io g o d z in n e g o p ro c e s u o tr z y m u je się c z ą s tk i a — A120 3 o ś r e d n ic y p o w y ż e j .1 i*. W ła ś c iw o śc i c h e m ic z n e i fiz y c z n e p r o d u k tu o d p o w ia d a ją w ła ś c iw o ś c io m k o r u n d u p o w s ta łe g o p rz e z o d w o d n ie n ie h y d r a t ó w w n o r m a ln y c h w a r u n k a c h w dużo w y ż sz y c h te m p e r a t u r a c h (p o w y żej 1200 °C). P o p rz e z z m ia n ę p a r a m e tr ó w , w k tó r y c h p r z e b ie g a r e a k c j a , o tr z y m u je się r ó ż n e o d m ia n y ( h y d r a ty ) tl e n k u g lin o w e g o .
P r o d u k t u z y s k a n y w b o m b ie h y d r o t e r m a ln e j c z ę sto z a w ie r a n ie p r z e r e a g o w a n y g lin 45>, c h o c ia ż w e d łu g T o r k a r a 23>
p ro c e s m o ż n a p o p ro w a d z ić ze s t u p r o c e n to w ą w y d a jn o ś c ią . W y m a g a t o j e d n a k d o s ta te c z n ie d łu g ie g o c z a su .
R o z k ł a d t e r m i c z n y z w i ą z k ó w g l i n o w y c h
W r o k u 1967 K o b a k h s h i46) w r a z z e w s p ó łp r a c o w n ik a m i o p a te n to w a li sp o s ó b o tr z y m y w a n ia s z e r e g u tl e n k ó w m e ta li, m .in . A120 3 p r z e z p i r o l i z ę a l k o h o l a n ó w . W ty m c e lu p a r y a lk o h o la n ó w po z m ie sz a n iu z g a z e m n o ś n ik o w y m N 2, A r lu b H e) r o z k ł a d a s ię s u c h y m , p r z e g r z a n y m g azem (N 2, A r, H e, 0 2) o b o ję tn y m w z g lę d e m n o ś n ik a . P o w s ta łe tl e n k i w y tr ą c a s ię e le k tr o s ta ty c z n ie .
W ię k sz o ść a lk o h o la n ó w g lin u u le g a r o z k ła d o w i te r m i c z n e m u w te m p e r a t u r z e 200— 265 °C z u tw o rz e n ie m tle n k u g lin o w e g o o ra z o d p o w ie d n ic h o le fin i a lk o h o li. W t e m p e r a tu r z e p o w y ż e j 300 "C p r o c e s te n je s t c a ł k o w i t y 47). N a to m ia s t m e ta n o la n g lin o w y z a c z y n a się ro zik ład ać ju ż w 110 °C.
W w y n ik u te j r e a k c j i p o w s ta je o p ró c z A120 3 e te r d w u m e ty - lo w y a lb o (w w y ż sz y c h te m p e r a tu r a c h ) C H 4, CO i H 248).
W e d łu g T o r k a r a te r m ic z n y r o z k ła d e ta n o la n u g lin o w e g o A l(O C 2H 5)3 w o b e c n o śc i tle n u d a je b ia ły p r o d u k t, k tó r y w te m p e r a t u r z e d o 800 °C je s t re n tg e n o g r a f ic z n ie b e z p o s ta c io w y . P o w y ż e j t e j t e m p e r a t u r y z a c z y n a ją s ię p o ja w ia ć n a r e n t g e n o g r a m a c h p o je d y n c z e l i n i e o d p o w ia d a ją c e m o d y f i
k a c ji y — A120 3. D la te m p e r a t u r w y ż sz y c h od 900 °C reakcja*
m a c h a r a k t e r w y b u c h o w y I3>.
D a w ih l i K u h n 14> u z y s k a li c z y sty k o r u n d z r o z k ła d u t e r m ic z n e g o m e ta n o la m i g lin o w e g o A l(O C H 3)3. M e ta n o la n
o trz y m y w a n o p rz e z r e a k c ję w y m ia n y m e ta n o lu z iz o p ro p a - n o la n e m g lin o w y m . T e n o s ta tn i oczy szczan o p rz e z d w u k r o t
n ą d e s ty la c ję . A1(OOH3)3 r o z k ła d a n o w s tę p n ie p rz e z 1 g o d z in ę w te m p e r a t u r z e 300 °C p o d c iś n ie n ie m 5 m m H g. B yło to k o n ie c z n e ze w z g lę d u n a m o ż liw o ść w y b u c h o w e g o p r z e b ie g u r e a k c j i. P r o d u k t p ra ż o n o ¡n a stę p n ie w c ią g u 2 g o d zin w ¡te m p e ra tu rz e 1300 °C. W y d a jn o ś ć p ro c e s u w p rz e lic z e n iu n a w y jśc io w y m e ta l w y n o s iła 86% . M e to d a ta z a w ie r a w ie le c z a s o c h ło n n y c h o p e r a c ji p o ś r e d n ic h i n ie m a w ię k sz e g o z n a c z e n ia te c h n ic z n e g o .
R o z k ła d te r m ic z n y n ie o rg a n ic z n y c h s o li g lin o w y c h p o - . z w a la u z y sk a ć p r o d u k t d r o b n o k r y s ta lic z n y . K s z ta łt p o w s ta
ją c y c h c z ą s te k ¡nie je s t ta k k o r z y s tn y d la c e ra m ik i s p e c j a l
n e j j a k w p r z y p a d k u s y n te z w fa z ie g a z o w e j. O trz y m u je się je d n a k w te n sp o só b p rz y u ż y c iu p ro s ty c h o p e ra c ji b a rd z o c z y ste tle n k i.
D ysoc ja c ja te r m ic z n a z a ró w n o a ł u n u ¡g 1 i n o w o - a m o- n o w e g o , j a k i u w o d n io n e g o c h l o r k u g l i n o w e g o s to s o w a n a je s t do p rz e m y s ło w e g o w y tw a r z a n ia cz y ste g o k o r u n d u .
B a d a n ia te r m o g r a w im e tr y c z n e w y k a z u ją , ż e a łu n g lin o - w o -a m o n o w y N H 4A 1(S 04)2 • 12 H zO u le g a r o z k ła d o w i w k i l k u k o le jn y c h e ta p a c h . W z a k re s ie t e m p e r a t u r y do 310 °C o d sz c z e p ia ją się c z ą ste c z k i w o d y k r y s ta liz a c y jn e j. M iędzy 524 °C a 620 °C ro z p a d a się s ia r c z a n a m o n o w y (N H 4)2S 0 4 •
• A12( S 0 4)3 52-*~620° C> A12( S 0 4), + 2N H 3 + S 0 3 + H ,0 . Z k o le i w t e m p e r a t u r z e o k o ło 620 °C ro z p o c z y n a się d y s o c ja c ja A l2<SO<)3.
t > 620° C
AljtSO.,), — --- > A 1 ,0 3 + 3 S O ,,
p r z y czy m n ie je s t o n a c a łk o w ita n a w e t w te m p e r a tu r z e 1030 ° C 19). P r o d u k t p r a ż o n y w te m p e r a t u r z e 1000 °C z a w ie r a je s z c z e p o n a d 1% n i e u s u n ię ty c h jo n ó w S 0 42— 19). A b y je u s u n ą ć p r a k t y c z n ie c a łk o w ic ie s to s u je s ię te m p e r a t u r ę n a
w e t 1250 ° — 1300 ° C 5I>>.
K a lc y n o w a n ie w te m p e r a tu r z e p o n iż e j 1150 °C d a j e ró ż n e p rz e jś c io w e m o d y f ik a c je tl e n k u 'g lin o w eg o o w y m ia r a c h k r y s ta li tó w m n ie js z y c h od 100 A . P o w y ż e j t e m p e r a t u r y 1150 °C n a s t ę p u je p rz e jś c ie w o d m ia n ę a — A120 3, co w ią ż e się ze w z ro s te m k r y s ta li tó w d o w y m ia r ó w p o w y ż e j ' 1000 A 19).
R o z k ła d o w i a łu n u to w a rz y s z y z n a c z n y u b y te k m a s y . W y tw o rz o n y w te n sp o só b tle n e k g lin o w y s ta n o w i z a le d w ie 1/9 m a s y a łu n u (te o re ty c z n ie z 907 g a łu n u o tr z y m u je się 102 g A120 3). W e d łu g H e n r y ’ego i K e lly ’ego 18> tl e n e k g li n o w y u z y s k a n y p rz e z n ic h z a łu n u d w u k r o tn ie p r z e k r y s ta liz o - w a n e g o z a w ie r a ł ja k o g łó w n e z a n ie c z y sz c z e n ia p o ta s w ilo ści 2 • 10-» — 5 M10-3% i g a l (2 ■ 10-3% ).
P r o s z e k p r z y d a t n y d o p r o d u k c ji m o n o k r y s z t a ł ó w A120 3 w y tw a r z a się z a łu n u u m ie s z c z a ją c go o d r a z u w g o r ą c y m p ie c u w te m p e r a t u r z e 1000 — 1 1 0 0 ° C 10). P o w s ta ły w te n s p o s ó b tl e n e k je s t b a r d z o d ro b n o z ia rn is ty . P rz e z r o z k ła d N H 4A 1 (S 0 4)2 • 12 • H , 0 o tr z y m u je s ię c z y s ty A120 3, k tó r y s p ie k a się w t e m p e r a t u r z e n iż sz e j od 1500 ° C 51) n a p r o d u k t o d u ż e j g ęsto ści. P o d o b n ie w w y n ik u 3 -g o d z in n e g o p r a ż e n ia y — A120 3 (p o w s ta łe g o z r o z k ła d u A12( S 0 4)3 o w y s o k ie j c z y sto śc i) w t e m p e r a t u r z e 1000 °C w a tm o s fe r z e c h lo ro w o d o ru o tr z y m u je s ię a — A120 3. P r o d u k t t e n u z y s k a n y w g 52), o g rz e w a n y d o 1850 °C n ie u le g a k o n tr a k c ji o b ję to śc i i n ie r e k r y s ta l iz u j e .
U w o d n io n y c h l o r e k g l i n o w y A1C13 • 6H 20 p o d g r z a n y do te m p e r a t u r y p o w y ż e j ¡118 °C r o z p a d a się d a ją c tle n e k g lin o w y , c h lo r o w o d ó r i w o d ę
t 118° C
2 A lCla • 6 H aO — --- > A120 , - f 6 HC1 + 9 H aO P r z y w z ro śc ie te m p e r a t u r y do 500 °C d y s o c ja c ja te r m ic z n a zach o d zi s z y b k o , a n a s tę p n ie ju ż w o ln ie j. W te m p e r a tu r z e 800 °C p rz e m ia n a A1C13 • 6HzO w tle n e k je s t c a łk o w ita 40). T e m p e r a tu r a t a je s t n iż sz a o d a n a lo g ic z n e j d la a łu n u . U b y te k m a s y p o d c z a s ro z k ła d u A1C13 • 6H 20 je s t m n ie js z y n iż w p r z y p a d k u a łu n u (te o re ty c z n ie z 483 g
A1C13 • 6H 20 p o w s ta je 102 g A120 3).
P r z e m ia n a m i fa z o w y m i z a c h o d z ą c y m i p o d czas p r a ż e n i a c z y s t e g o A 1 j0 3 (Si < 1.10-3% , F e < 1 . 1 0 - 3% ) u z y s k a n eg o z r o z k ła d u A1C13 • 6H 20 z a jm o w a li się S ti r l a n d , T h o m a s i M o o r e M). J e ś li k o ń c o w ą o b ró b k ę te r m i c z n ą p r o w a d zo n o w z a k re s ie te m p e r a t u r 840— 1000 °C, p r o d u k t z a w ie ra ł g ło w n io o d m ia n y / A120 3 i r. — A120 3; w te m p e r a t u r z e 1100 °C u z y s k iw a n o a — A120 3.
W je d n e j z e sto s o w a n y c h te c h n o lo g ii ro z p u s z c z a s ię a lu m in iu m w y s o k ie j czy sto ści w k w a s ie so ln y m . P o w y d z ie le n iu z r o z tw o r u A1C13 • 6H 20 r o z k ł a d a s ię go w s tę p n ie w t e m p e r a t u r z e 600 °C, a n a s tę p n ie k a lc y n u j e s ię w 1200 °C,
P o d a n o 51) s p o s ó b o tr z y m y w a n ia b a r d z o c z y s t e g o A120 3 p r z e z r o z k ła d te r m ic z n y u w o d n io n e g o c h lo r k u g lin o w e g o w te m p e r a t u r a c h 90 0 ° — 1000 °C. Z a n ie c z y s z c z e n ia z c h lo r k u g lin o w e g o u s u w a n o s to s u ją c w s p ó łs tr ą c a n ie z 'k u p fe rr o n e m (g łó w n ie żelazo), e k s t r a k c j ę m ie d z i c h lo r o fo r m o w y m r o z tw o r e m d w u e ty lo d w u tio k a r b a m in ia n u d w u - e ty lo a m o n io w e g o o ra z d w u k r o tn e w y s a la n ie A1C13 • 6 H ,0 z r o z tw o r u w o d n e g o g a z o w y m c h lo ro w o d o re m .
T le n e k g lin o w y a n a liz o w a n o s p e k tr o g r a f ic z n ie i s t w i e r dzono w n im o b ecn o ść k rz e m u (1.10-‘% ), m a g n e z u (2.10-4%) i ż e la z a <1.10—*°/o). W y so k i s to p ie ń c z y sto śc i p r e p a r a t u s p r a w ia , ż e m o ż e on z n a le ź ć z a s to s o w a n ie do ró ż n y c h s p e c ja l
n y c h celó w , p rz e d e w s z y s tk im ja k o w zo rz e c s p e k tr a ln y .
A n a liz a z a n i e c z y s z c z e ń w A l 0 3 w y s o k i e j c z y s to ś c i
Do w y z n a c z a n ia z a w a rto ś c i ś la d o w y c h z a n ie c z y sz c z e ń w w y s o k ie j cz y sto śc i A120 3 ¡za n a jb a r d z ie j p r z y d a t n ą u w a ż a się a n a liz ę s p e k tro g ra f ic z n ą .P o z w a la o n a b o w ie m n a o z n a c z a n ie s z e r e g u p ie r w ia s tk ó w b e z k o n ie c z n o ś c i r o z t w a r z a n ia b a d a n e j p ró b k i A120 3, c o je s t z a d a n ie m k ło p o tliw y m i w ią ż e się z m o ż liw o śc ią w p ro w a d z e n ia d o d a tk o w y c h z a n ie czy szczeń . V iln a t i V o in o v itc h 55> o p ra c o w a li m e to d ę s p e k t r a l n ą o z n a c z a n ia ś la d o w y c h z a w a r to ś c i 1.1<H% — 1.10-®% n a s t ę p u ją c y c h p ie r w ia s tk ó w : S i, T i, F e, C a , M g, C r, P b , Z n , M n, V, C u, B. T eg o sa m e g o rz ę d u z a w a r to ś c i s o d u , p o ta s u i litu o z n a c z a n o p r z y u ż y c iu f o to m e tr u p ło m ie n io w e g o .
O t r z y m a n o 18.VI.68
L IT E R A T U R A
1. I. E. K e m p b e ll, T e c h n ik a w y s o k ic h te m p e r a tu r , M o sk w a 1959.
2. E. A. K lin g le r, E. D o e rre , D er. D e u t. K e r a m . G es., 44, 498 (1967).
3. S p ra v o ć n ik „ O g n e u p o ry d lja k o s m o s a ”, M o sk w a 1967.
4. P a t. U S A 3311482 (1967); C h e m . A b s tr ., 67, 25108 (1967).
5. W. R . B u e sse m , K e r a m is c h e Z e its c h r ift, 19, 761 (1967).
6. P . P . B u d n ik o v , G . N. M a s le n n ik o v a , I z w . A k a d . N a u k S S S R , N ie o rg . M a t. 3, 1862 (1967).
7. L. A. R ja b o v a , E. A . G e ra s im o v a , J a . S. S a v ic k a ja , p r ik l. c h im ., 38, 1862 (1965).
8. K ir k - O th m e r , E n c y k lo p e d ia o f C h e m ic a l T e c h n o lo g y , N e w Y o rk 1963, t. 2, s tr . 54.
9. U llm a n n s E n c y k lo p ä d ie d e r te c h n is c h e n C h e m ie , M o n a c h iu m 1955, t. 6, s tr . 5220.
10. K ir k - O th m e r , E n c y k lo p e d ia o f C h e m ic a l T e c h n o lo g y , t.
10, 1966.
11. K ir k - O t h m e r , E n c y k lo p e d ia o f C h e m ic a l T e c h n o lo g y , Mom Vnr»lr 1 QfiQ if 9 oft*
12. C h a u d ro n , M e t.’ ItaU 5 8 ,'l U966); C h e m . A b s tr . 05, 4157 (1966).
13. K . T o r k a r , M. B ie g le r, M. E g g h a rt, G, F a y e , II. W o rel, M o n a tsh ., 91, 450 (1960).
14. W . D a w ih l, K . D . K u h n , B e r . D e u t. K e r a m . G es. 41, 365 (1964).
15. F a ith , K e y e s, C la rk , In d u s tr ia ls c h e m ic a ls, N ew Y o rk 1957.
16. G. J . G o rs z te jn , N . S. E r m o lin a , E. S. F r id e n b e r g , .T r u d y I R E A , 30, 452 (1967).
17. A. G. K a ra b a s z , Sz. J . P e jz u la e v , P . J . S lju s a r e v a , W.
M. M e szk o v a, Z . a n a l, c h im ., 14, 598 (1959).
18. E. W a g n e r, M. B r ü n n e r , A n g e w . C h e m ., 72, 744 (I960).
19. J . H e n ry , H . K e lly , J. A m . C e ra m . Soc., 48, 217 (1965).
20. H. W a r te n b e r g , Z . a n o rg . C h e m ., 269, 82 (1952)
21. P a t. b r y t. 691769 (1953); C h e m . A b s tr ., 47, 1082i6 (1953).
22. K . T o r k a r , O. B e rg m a n n , M o n a tsh ., 91, 400 (1960).
23. K . T o r k a r , H . W o rel, H. K r is c h n e r , M o n a tsh ., 91, 653 (1960).
24. K . T o r k a r , H . K r is c h n e r , M o n a tsh ., 91, 658 (1960).
25. K . T o r k a r , H. K r is c h n e r , M o n a tsh ., 91, 757 (1960).
26. K . T o r k a r , H . K ris c h n e r, M o n a tsh ., 91, 764 (1960).
27. R . F ie d o ro w , W ia d . C h e m ., 21, 761 (1967).
28. P a t. sz w a jc ., 265192 (1950); C h e m . A b s tr ., 44, 9642h 29. P a t. sz w a jc ., 27685 (1951); C h e m . A b s tr ., 46 8340b (1952).
30. P a t. sz w a jc ., 295398 (1954); C h e m . A b s tr ., 49, 13612a (1955).
PRZEMYŚL CHEMICZNY l i m 48/3 (1969)
31. P a t. h o le n d ., 6503408 (1965); C h e m . A b s tr ., 64, 7725a (1966).
32. P a t. h o le n d ., 6513696 (1966); C h e m . A b s tr ., 65, PC8402g 1966).
33. P a t. h o le n d ., 6507087 (1965); C h e m . A b s tr ., 64, P13802g (1966).
34. P a t. U S A 3361525 (1968); C h e m . A b s tr ., 68, 51418 (1968).
35. P a t. b r y t . 1040657 (1966); T r a n s , o f B r it. C e ra m . S o c., 66, 160 (1967).
36. I . M o ld o v a n , D. S a n d u le s c u , A l. G h . J o n e s c o , R a d o v ic i, R e v . C h im . B u c u re s ti, 15, 665 (1964).
37. P a t. N R F 1212047 (1966); C h e m . A b s tr ., 64, P17098h (1966).
38. R. C a illa t, I. P . C u e r, J . E isto n , F . J u i ll e t. R . P o in tu d , M . P r e t t r e , S . T e ic h n e r, B u ll. S o c. C h im . F ra n c e , (1959) 152.
39. P a t. fr a n c . 1458298 (1966); C h e m . A b s tr . 67, 23630c (1967).
40. K . H . T h ie le , W . S c h w a rtz , L . D e ttm a n n , Z . a n o rg . C h e m ., 349, 324 (1967).
41. P a t. U S A 2754176 (1956); C h e m . A b s tr ., 50, 17361d (1956).
42. H. S c h m a c h , Z. N a tu r fo r s c h ., 1, 323 (1946).
43. R . F r ic k e , K . J o c k e r s , Z . a n o rg . C h e m ., 262, 3 (1950).
44. P a t. U S A 2758011 (1956); C h e m . A b s tr ., 50, 17361a (1956).
.45. P a t. U S A 2867505 (1959); C h e m . A b s tr ., 53, 9591d (1959).
46. P a t. U S A 3297414 (1967); C h e m . A b s tr ., 66, 77829 (1967).
47. W . T isz c z e n k o , Z. R u s s k . F iz. C h im ., 31, 784 (1899).
48. R . P ię k o ś , W ia d . C h e m ., 20, 145 (1966).
49. C. D u v a l, A n a l. C h im . A c ta , 20, 21 (1959).
50. J u . V. K a x ja k in , I. I. A n g e lo v , C z is ty e c h im ic z e s k ije r ie - a k t i w y , M o s k w a 1955.
51. K . S e ip F o e r la n d , T id s s k r . K e m i, B e r g v e s e n , M e t., 27, 62 (1967).
52. P a t. N R D 52663 (1966); C h e m . A b s tr ., 66, 117473k (1967).
53. D. J. S ti r l a n d , A . G . T h o m a s , iN. C. M o o re, T r a n s , o f B r it. C e ra m . Soc., 57, 69 (1958).
54. A. H o re c k a , J . K u lik , Z e sz . N a u k . P o lite c h . Ś lą s k . C h e m ia , z. 39, 149 (1967).
55. I. V iln a t, I. A . V o in o v itc h , P u b l. G ro u p . A v a n . M e th o - d e s S p e c tr o g r a f. (1962) 307.
i O A PRZEMYSŁ CHEMICZNY -LOU 48/3 (1969)
