Определить металлический алюминий в шлаке.

[Синистр]

Имеется шлак от переплавки вторичного алюминия. Он содержит хлориды (аммония, натрия, алюминия), оксид алюминия и металлический алюминий - последний в виде корольков. Интересует содержание именно металла. Его обычно определяют переплавкой шлака - при этом металлические частицы сплавляются в один королёк. Но для алюминия, замечено, мелкие корольки остаются в шлаке, не сплавляются.
Есть ли способ определить в массе шлака именно металлический алюминий на фоне его оксида и хлорида? Думается, это должна быть методика типа химического фазового анализа (селективное растворение Al-содержащих фаз).

[amik]

Коллега Синистр, с хлоридом аммония в шлаках Вы наверно опечатались
Сам бы попробовал вначале выщелочить все водорастворимые фазы 5-10% раствором муравьиной кислоты. Спросите, почему именно ей? Кислота средней силы, растворяет всякие железы, и водорастворимые соли, но практически не реагирует с алюминием на холоду. Соляная и серная затронут алюминий, фосфорная - комплексообразователь и может дать осадки фосфатов, уксусная не выщелочит некоторые компоненты шлака.
Потом отболтал бы остаток со слабым раствором NaOH до прекращения выделения водорода, на холоду займет несколько часов, с нагревом можно поэкспериментировать. В полученном щелочном экстракте Al оттитровывается или определяется весовым методом. Возможна и фотометрия с ализарином.

Вообще это скорее для раздела аналитики.

[avor]

Если вот это : " Он содержит хлориды (аммония, натрия, алюминия), оксид алюминия и металлический алюминий" правда и больше ничего нет, то растворяем все что можно в воде, а потом травим все щелочью кондовой по выделившемуся водороду считаем количество металлического люминя.

[serg1]

Уважаемый, а Вы с какой целью интересуетесь?
Ежели там для диссертации, или из чистого любопытства, то можно там всякие рентгено-фазовые анализы или селективные растворения поизвращаться.
А ежели для живой практики - то переработчиков интересует не столько общий металлический алюминий в шлаке, сколько ИЗВЛЕКАЕМЫЙ.
Стандартный метод при этом- переплавка шлака с избытком покровного флюса - KCl+NaCl+CaF2 (или криолит, или что-ндь еще фтористое) с последующей ручной выборкой и взвешиванием корольков. По оценкам практиков при этом извлекается порядка 80-90% мет. Al.
Ну а еще добавлю, что вторичный алюминиевый шлак ведет себя не совсем очень так, как ему по теоретической химии быть положено.
И про хлорид аммония- это тоже не совсем очепятка.
В шлаке при плавлении кроме оксида образуются и карбиды, и нитриды и прочее много чего.
И полежав на улице или даже просто в цехе от атмосферной влаги шлак начинает источать такие аммиачно-ацетиленово-сероводородные запахи
Те же вонючие газы прут и при попытке растворения шлака- даже в воде, а не в кислоте, что надо учитывать при "растворительном" анализе.

[Синистр]

Теоретически оксид алюминия, тем более прошедший термообработку, в разбавленных щелочах не растворяется. А практически?..

Коллега serg 1, шлак нас интересует как восстановитель в пиро-процессе, поэтому весовой метод определения корольков ("ковкой" части шлака) не совсем устраивает, так как даёт заниженный результат. Поэтому хотим определить, сколько же в шлаке реально есть металлического алюминия.
А диссертацию я защитил давно и совсем по другой теме.. )

Хлорид аммония действительно вводится в шихту при плавке. Основная масса его, надо полагать, разлагается. Но кто его знает, как шихту в печке перемешивали...

[serg1]

Ну тады наверное объемная газометрия пойдет. только тоже будет искажение из-за прочих выделяющихся вонючих газов - вероятно надо будет делать анализ смеси газов и давать поправку на состав.

[Вася Химикат]

А алюминиевый хлорид там точно есть? Он вроде бы возгоняться должен в процессе шлакообразования. Чуть-чуть имел дело с подобным шлаком, в водорастворимой части алюминия не было.

По идее, прокалённый Al2O3 с кислотами не реагирует, так что ПМСМ можно на холоду и с разбавленной солянкой (после предварительной промывки), с последующим мучительным титрованием.

А какие исходники дадут в шлаке карбид? Может, силициды - причина "ацетиленовых" запахов?
Газовый анализ - можно ведь и с поглотителями, но звучит муторно.

[serg1]

1AlCl3 там есть, но очень мало, для заявленных практикических целей можно пренебречь.
2 С кислотами шлак реагирует и довольно сильно.
3 Карбид-из углерода из топлива и загрязнений лома. впрочем силициды тоже возможны, количественный анализ мы не делали.

[nikkochem]

А если возгонкой при высокой температуре с фторидом алюминия
AlF3 + 2Al = 3AlF (газ) высокотемпературная зона
3AlF = 2Al + AlF3 холодная зона
где-то даже ссылка была на такой метод получения особо чистого алюминия (без железа, кислорода и.т.д.)

[amik]

Коллега nikkochem, тема про одновалентный алюминий здесь
В данном случае эти процессы, скорее всего, не помогут.

[nikkochem]

Так попытка не пытка. Может что и получиться. И книжка есть Белиев А.И., Фирсанова Л.А., «Одновалентный алюминий в металлургических процессах», 1969 г.