Как получить соединения алюминия прокалкой раствора азотки?

[amik]

Послушайте, psp, все Ваши вопросы лежат в какой-то малоинтересной теоретической области. Ну работает, ну чото там получается, ну термодинамика позволяет. Ваша любимая Alcoa, привлекая, начиная с середины восьмидесятых годов прошлого века хороших специалистов(больше 25 лет прошло!), обкакалась по полной и проект был закрыт. Хотите оживить его своими заклинаниями и молитвами, не имея ни знаний, ни специалистов ни нормального финансирования?
Пожелаю Вам удачи в изысканиях, но ИМХО на таком уровне это просто несерьезно и просто смахивает на забавы зафанатевшего после прочтения научпоповской статьи о Гениальных Грядущих Гигантских перспективах.

[psp]

Вот этим полностью согласен :

Alcoa, привлекая, начиная с середины восьмидесятых годов прошлого века хороших специалистов(больше 25 лет прошло!), обкакалась по полной и проект был закрыт.

Но ведь я и не собираюсь восстанавливать это направление, Вы здесь ошибаетесь.
Как доказательство : Технология Alcoa - технология жидкостная (расплавная) - а я не раз уже говорил о не перспективности таких подходов.

Ошибаетесь вы и в другом :
есть и специалисты, есть и знания, есть и финансирование.

За пожелание удачи - большое спасибо.
Ваши же сомнения естественны.
Жаль только, что критики о сути процессов не было.
Возможно, это по тому, что и сами интересующие меня процессы мною внятно и сконцентрировано не были изложены ?
Если это так, то я это могу исправить.
Пожалуй, это единственное, что мне тут было надо - критика внятно и сконцентрировано изложенных мною интересующих меня процессов.
Если это произойдёт - то тогда мне тут делать будет нечего, если, конечно я тут не полезен ещё по каким иным причинам.

[amik]

Технология Alcoa - технология жидкостная (расплавная) - а я не раз уже говорил о не перспективности таких подходов.

Хмм, только вчера специально посмотрел Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, где описание подобных процессов идут дополнением к статье о технологии алюминия
Еще раз - удачи, но не зацикливайтесь на позе непризнанного изобретателя.

[psp]

Поза непризнанного изобретателя меня абсолютно не прельщает.Именно по этому я и хочу критики этих процессов.
Вкратце изложу ход процессов :
1.Хлорирование сырья и получение хлорида алюминия и сопутствующих хлоридов в газовой фазе.
2.Выделение из этой газовой смеси хлоридов трихлорида алюминия .Методы желательные - высокотемпературные мембраны.(знаю,кто этим занимается и где взять - процессы реальные)
3.Получение из трихлорида алюминия монохлорида алюминия и получение из него диспропорцированием алюминия.Проблем тут много и вариантов технологий тоже.Но и перспективы и достоинства у этих процессов есть.И есть успешные эксперименты, подтверждающие реальность процессов.

Вот вкратце и всё.

[sezam]

подозреваю что первым пунктом должно стоять шихтоподготовка. да и еще вскрытие в расплаве,в кипящей слое, или просто хлорирование на сухую? процесс планируется непрерывный? вопросов на самом деле очень много.это только по первому пункту.я еще не добрался до хлорирующегоагента, обогрева хлоратора, футеровки, и т.д.

[ Post made via Android ]

[psp]

Само по себе хлорирование оксида алюминия хорошо описано в

Фурман А.А. Неорганические хлориды. Химия и технология.

Думаю, мне повторяться тут не стоит.
Если коротко, то исходник у нас - бемит(есть поставщик ), который обжигаем до состояния гамма-окиси алюминия.
Далее будем пробовать хлорирование по реакции :
2Al2O3+3S+6Cl2=4AlCl3+3SO2
Используем кипящий слой,процесс планируется непрерывный.Футеровка корундовая.SO2 зацикливается с разложением, сера возвращается в процесс.Учитываем, что сера является как и восстановителем, так и катализатором реакции.Предполагаемая температура реакции - 500 гр С.
Ваше мнение ?

[MONSTA]

Понятно. Гражданин с жиру бесится. Бемит - наиболее простая руда для получения глинозема, проще просто не реально. Поэтому он и считает, что из любой глины можно в два счета получить сырье для производства алюминия. Для производства силумина - да, в большинстве случаев это реально. Для производства алюминия давно уже отобран ряд конкретных минералов, переработка которых на алюминиевое сырье (по существующей технологии!) наиболее рентабельна и разумна.

Правда, с бемитом действительно есть смысл поизвращаться, ибо тут затраты на переработку мизерные. Тут я топикстартера начинаю понимать.

[psp]

Неверное понимание ситуации.Суть - в другом.Бемит получается в топливных элементах при получении водорода для них с помощью активированного алюминия.
Стоит основная задача - рециклинга алюминия для топливных элементов.Причём нужно делать это быстро и с компактной аппаратурой.Обычный процесс тут не катит.Поэтому и выбран бемит и другой процесс..
В принципе мог бы быть выбран и другой исходник - кианит, силлиманит и т.п.Ситуация изменилась бы несущественно.

[Iskander]

Само по себе хлорирование оксида алюминия хорошо описано в

Фурман А.А. Неорганические хлориды. Химия и технология.

Думаю, мне повторяться тут не стоит.
Если коротко, то исходник у нас - бемит(есть поставщик ), который обжигаем до состояния гамма-окиси алюминия.
Далее будем пробовать хлорирование по реакции :
2Al2O3+3S+6Cl2=4AlCl3+3SO2
Используем кипящий слой,процесс планируется непрерывный.Футеровка корундовая.SO2 зацикливается с разложением, сера возвращается в процесс.Учитываем, что сера является как и восстановителем, так и катализатором реакции.Предполагаемая температура реакции - 500 гр С.
Ваше мнение ?

Попробуйте оценить потоки материалов при проведении процесса при атмосферном давлении. Отсюда примерные потребности в вентиляторах и сечениях реакторов и трубопроводов. Все расплавные технологии позволяют работать с высокими концентрациями веществ, которые трудно достичь газофазными методами. Низкие концентрации вынуждают строить громоздкие установки, работающие с большими потоками.
Далее, для поддержания кипящего слоя нужен большой поток сухого инертного газа, много больше, чем объём хлора для протекания реакции. При проведении реакции в кипящем слое восстановитель (сера), мне кажется, будет расходоваться далеко не полностью и будет его унос. Расплавное хлорирование в ионных жидкостях на основе хлорида алюминия кажется предпочтительнее.

[psp]

Расплавное хлорирование в ионных жидкостях на основе хлорида алюминия кажется предпочтительнее.

Эта фраза мне непонятна....

[MONSTA]

Хотя я спец по этим вещам очень условный, я читаю студентам курс по прикладной электрохимии. В том числе - и по топливным элементам. Честно, я просто не подозревал, что есть топливные элементы на основе алюминия. Пробелы в моем образовании. Магниевые элементы, местами очень плотно смыкающиеся с топливными - это я знаю. Цинково-воздушные тоже в кассу будут. А про алюминиевые не знал.

Зато никто не будет спорить, что классикой топливных элементов являются водородно-кисолродные (водородно-воздушные). Изученные в куче модификаций. И для разных применений. В частности, для того, чтобы запасать энергию в ночные часы (когда ее переизбыток и она дешева) и отдавать ее в дневные, когда на нее повышенный спрос. В силу многих объективных причин КПД такого двойного циклирования водородно-воздушного элемента составляет около 30%. Конечно, несколько лучше, чем у паровоза, но при нынешних тарифах экономить ночью за счет затрат, окупающихся днем, по другому тарифу, абсолютно точно не реально. Боюсь, что и с любыми другими типами топливных элементов сейчас это точно не прокатит.

[Iskander]

Честно, я просто не подозревал, что есть топливные элементы на основе алюминия.

Металл/воздушные батареи на основе алюминия известны примерно с 1970-х. Кстати, нет нужды городить топливный элемент на водороде, если можно напрямую получать ток окислением алюминия.

Хлорирование в расплаве состава NaCl/AlCl3. Такого типа расплавы легкоплавки (работал с системой LiCl/AlCl3, у неё т.пл около 150 градусов). Расплавы называются ионные жидкости. Если в подобную жидкость подавать оксид алюминия и, например, серу с хлором, то можно осуществить хлорирование с отгонкой хлорида алюминия.
Сейчас подобного типа системы используют при хлорировании титановых руд.

[psp]

Уважаемый MONSTA ,мне жаль Ваших студентов...В какой эре Вы застряли ? Кайнозой? Протозой? Я не говорю про век...
В настоящее время существует 7 типов топливных элементов только для водородно-воздушного варианта.
Есть ,например, твердооксидные топливные элементы ,КПД которых является самым высоким из всех топливных элементов – около 60%. Помимо этого, высокие рабочие температуры позволяют осуществлять комбинированное производство тепловой и электрической энергии для генерации пара высокого давления. Комбинирование высокотемпературного топливного элемента с турбиной позволяет создать гибридный топливный элемент для повышения КПД генерирования электрической энергии до 70%.Промышленно выпускаются модули с выходной электрической мощностью 100 кВт. И всем таким элементам нужен водород, недорогой. И безопасный в хранении. И самый удобный вариант здесь – алюминий. Вопрос только в его стоимости, в дешёвой и быстрой регенерации его из бемита…
Уважаемый Iskander , спасибо за информацию.Занесу в своё досье и проработаю вопрос.Можете ли указать литературу по этому варианту ?
Кстати, по энергетической эффективности водородные т.элементы выше чисто алюминиевых,хотя существуют т.н. гибридные т.э. - это когда водород от работы чисто алюминиевых элементов направляется в воздушно-водородные т.э.

[Iskander]

Про хлорирование в расплавах неплохо (хотя и немного) написано здесь
http://www.tmetally.ru/xlorirovanie-v-solevom-rasplave/

Кстати, по энергетической эффективности водородные т.элементы выше чисто алюминиевых,хотя существуют т.н. гибридные т.э. - это когда водород от работы чисто алюминиевых элементов направляется в воздушно-водородные т.э.

В массовом расчете 1 кг водорода эффективнее 1 кг алюминия. В мольном - наоборот.

[psp]

Iskander ,спасибо за информацию!
В топливных элементах используют массовый расчёт.
При окислении кислородом водород даёт 120,6 кДж/грамм энергии, далее бериллий и бор -примерно 68 кДж/грамм,углерод - примерно 34 кДж/грамм и потом лишь алюминий - примерно 30 кДж/грамм .Так что массовом сопоставлении водород - вне конкуренции.

[Joni-Fantazi]

Так топливный элемент то у Вас на алюминии.
Вот и прикините получаемую энергию с 1 г алюминия по схемам:
1) Al -> H2 -> E (энергия)
2) Al -> E

[psp]

При окислении кислородом водород даёт 33,502 кВт*час/ кг энергии, далее бериллий и бор -примерно 18,89 кВт*час/кг,углерод - 9,445 кВт*час/кг и потом лишь алюминий - примерно 8,334 кВт*час/кг.
При взаимодействии с водой 1 кг алюминия даст 0,112 кг водорода - это 3,752 кВт*час
Если мы берём гибридный топливный элемент, то только за счёт химических процессов с 1 кг алюминия получаем 3,752+8,334= 12,086 кВт*час электроэнергии .Если КПД установки 50 %- то это 6,043 кВт*час электроэнергии с 1 кг алюминия.
При регенерации окиси алюминия по традиционной технологии на 1 кг алюминия нужно 15 кВт*час электроэнергии. Так что нужен другой процесс регенерации.

[stallker]

psp, в Ваше досье:

http://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=& ... GE&cad=rjt

[psp]

Уважаемый stallker,спасибо!Многое мне из этого известно,но есть и любопытные мелочи.

[avor]

--лишь алюминий - примерно 8,334 кВт*час/кг.
При взаимодействии с водой 1 кг алюминия даст 0,112 кг водорода - это 3,752 кВт*час
Если мы берём гибридный топливный элемент, то только за счёт химических процессов с 1 кг алюминия получаем 3,752+8,334= 12,086 кВт*час электроэнергии .

Вы все расчеты так ведете? Я не завидую тем, кто будет работать на спроектированных вами установках.