专利名称：无水三氯化铝升华提纯制备方法
技术领域：
本发明涉及一种对无机盐无水三氯化铝通过加热升华物理化学提 纯制备方法，尤其是无水三氯化铝升华提纯制备方法。
二背景技术：
三氯化铝A1C13，英文名称Aluminium trichloride,分子量 133.35，相对密度(水=1)2.44，蒸汽压0. 13kPa (IO(TC),熔点190°C (253kPa)，酸性腐蚀品危险标记20，是由铝土矿化学加工或以金属铝 氯化而制得的一种重要的无机盐。工业上三氯化铝有固体的无水物和六 水物以及液体的三氯化铝产品。无水物为六方晶系的白色固体或粉末， 工业品由于含有游离的氯、铁或痕量的有机物等杂质，常呈淡黄色、灰 色或橘黄色。在湿空气中吸水释放出氯化氢，有强盐酸气味。与水剧烈 反应放出大量热，溶于多种有机溶剂，微溶于四氯化碳、三氯甲烷。六 水物为微黄色至无色、有潮解性，水溶液呈酸性。吸入高浓度氯化铝可 刺激上呼吸道产生支气管炎，并且对皮肤、粘膜有刺激作用，个别人可 引起支气管哮喘。误服量大时，可引起口腔糜烂、胃炎、胃出血和粘膜 坏死。长期接触可引起头痛、头暈、食欲减退、咳嗽、鼻塞、胸痛等症 状。
无水三氯化铝是有机合成反应中不可缺少的催化剂及石油炼制催 化剂。还可用于农药、医药、染料、颜料、香料等工业中。六水氯化铝 用作含油污水的分离剂、木材防腐剂、水的消毒剂及制聚氯化销絮凝剂的原料。
另外，分析纯度的无水三氯化铝还作为锂-亚硫酰氯电池(Li/S0Cl2) 锂电池电解质无水四氯铝酸锂(LiAlCl,)的重要生产原料，Li/S0Cl2 电池以锂为负极，碳作为正极，的SOCh溶液为电解液，S0Cl2又是正极 活性物质，采用聚丙烯毡或玻璃纤维纸作为隔膜，锂-亚硫酰氯电池是 比能量较高的一种，目前可达到500Wh/kg或1000Wh/L的水平。它的额 定电压是3.6V，以中等电流放电时具有极其平坦的3.4V放电特性，可 在90%容量范围内平坦地放电，保持不大的变化。电池可以在-40°C~ + 85°(:范围内工作，但在-4(TC时的容量约为常温容量的50%，年自放 电率<1%,储存寿命长达10年以上。锂电池的正极材料是二氧化锰或 亚硫酰氯，负极是锂，或者炭材料为负极，以含锂的化合物作正极，在 充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。
LiAlC14的制备方法为将无水LiCl和无水AlCl3在干燥空气中研 碎并充分混合，再在氩气气氛里加热到180°C，此时，粉末溶成LiAlCh。 冷却后，在干燥箱内粉碎装瓶备用。
LiAlCl4 /SOCh电解液制备方法为在干燥气氛中，往SOCh溶剂中 缓慢加入一定量的LiAlCh，不断搅拌，以免放热太快。溶液倒入容量 瓶中，用溶剂洗涤盛电解液容器后，再添入瓶内，直到液面与刻度一致。 当电解液浓度为1. 73mol时，电导率可达2. 04 x 10-2欧姆-1•厘 米-l。为除去与锂作用的杂质，电解液应该净化，在玻璃器皿中放入光 亮锂带和上述电解液后密封，然后在70。C以上温度加热相当长时间，让 杂质和锂带充分作用后，搁置备用。我国是锂电池需求大国、生产大国，锂电池和锂离子电池的年产量
逐年递增，2005年已达到9亿只。因此，用于生产锂-亚硫酰氯电池 (Li/S0C12)锂电池的无水三氯化铝的制备技术至关重要。
工业上生产无水三氯化铝釆用氯化法加工，以铝土矿为原料时，将 高质煤粉与铝土矿混合成型后再进行高温氯化。以金属铝为原料时，可 直接氯化。将氯气通入铝锭熔融池内，生成气体氯化铝在接收器中冷凝 即得产品。该法设备简单、流程短、产品质量好。但以金属铝为原料， 成本高，通常生产规模较小。六水三氯化铝是用热盐酸分解铝土矿制取 的。 一般工业用无水三氯化铝优等品要求三氯化铝含量>99. 0%,以 FeCL;形式存在的铁《含量0. 05%，水不溶物含量《0. 05%,以pb计重 金属含量< 0. 006%，游离铝含量《0. 010%， 一般以编织袋或塑料桶包 装。无水三氯化铝极不稳定，易吸湿分解，释放硫化氢气体，腐蚀性极 强。含水分较多地的电解液制备的电池影响质量并可能发生炸裂，因而 作为制备锂电池电解质原料的无水三氯化铝必须达到分析纯的标准，因 而提纯无水三氯化铝技术十分重要。
目前，两种工业化生产提纯无水三氯化铝的主要技术一种是钢制设 备气化排出水分和硫化氢等杂质后三氯化铝在冷却塔壁上结晶析出后 刮离粉碎包装，另一种是玻璃制仪器设备热升华收取提纯，前者虽然工 业产能较大但不足在于无法避免铁金属成分在被三氯化铝腐蚀后，进入 产品严重影响纯度，致使产成品部分呈黄色，很难用于制备锂电池电解 质；后者虽然可保证产品纯度但不足在于，由于玻璃容器材质限制单部 设备产能很小，一般每个升华管子一次加料量为l-1.5Kg，升华后得产品0.85-1.2Kg,另外玻璃仪器会出现生产过程中炸裂的现象。由于以上这 些原因，导致LiAlCU/S0Cl2材料价格居高不下，影响锂-亚硫酰氯电 池的规模化生产。
三
发明内容
本发明的发明目的在于，提供一种可以有效提高无水三氯化铝提纯 产能的热升华方法，即无水三氯化铝升华提纯制备方法。
本发明的发明目的通过以下措施实现，釆用铝制容器对三氯化铝热升华。
本发明充分考虑了金属铝材质的生活容器对三氯化铝的耐腐蚀作 用，生华工艺仪器的容积可以制作的较大以提高产能，工艺仪器设备成 本控制较好，同时由于钼材质本身具有较好的热传导性，也实现了节约 能源的目的，显著降低了 LiAlCh/S0Cl2材料生产成本和价格，同样规 格的锂-亚硫酰氯电池生产成本最多可以降低50%。
四具体实施例方式
釆用铝制容器对三氯化铝热升华。以50升铝合金压力锅为热升华 容器。打开上盖， 一次加料20-30Kg含有杂质的三氯化铝，关闭上盖并 压紧密封卡，升华容器加热温度183-28(TC，三氯化铝溶融，通过真空
泵排出水分和硫化氢等杂质后，密闭、干燥、冷却得分析纯无水三氯化 铝17-26Kg。
铝合金压力锅釆用耐高温密封材料。铝合金压力锅布设排气阀。 本发明充分考虑了金属铝材质的生活容器对三氯化铝的耐腐蚀作 用，生华工艺仪器的容积可以制作的较大以提高产能，耐受温度60(TC，强度高，安全性能可靠，工艺仪器设备成本控制较好，同时由于铝材质 本身具有较好的热传导性，也实现了节约能源的目的，显著降低了
LiAlCl4 /SOCh材料生产成本和价格，同样规格的锂-亚硫酰氯电池也 可由原来的20-22元/支降低到9-11元/支。
本发明即可应用于将工业级无水三氯化铝提纯为分析级，也可适用 于对分析级无水三氯化铝的进一步精制。
权利要求
1、无水三氯化铝升华提纯制备方法，其特征在于，釆用铝制容器 对三氯化铝热升华。
2、 如权利要求l所述的无水三氯化铝升华提纯制备方法，其特征 在于，以50升铝合金压力锅为热升华容器。
3、 如权利要求2所述的无水三氯化铝升华提纯制备方法，其特征 在于，打开上盖， 一次加料20-30Kg含有杂质的三氯化铝，关闭上盖并 压紧密封卡，升华容器加热温度183-28(TC，三氯化铝溶融，通过真空泵排出水分和硫化氢等杂质后，密闭、干燥、冷却得分析纯无水三氯化 铝17-26Kg。
4、 如权利要求2所述的无水三氯化铝升华提纯制备方法，其特征 在于，铝合金压力锅采用耐高温用封材料。
全文摘要
无水三氯化铝升华提纯制备方法，涉及一种对无机盐无水三氯化铝通过加热升华物理化学提纯制备方法，采用铝制容器对三氯化铝热升华。本发明充分考虑了金属铝材质的生活容器对三氯化铝的耐腐蚀作用，生华工艺仪器的容积可以制作的较大以提高产能，工艺仪器设备成本控制较好，同时由于铝材质本身具有较好的热传导性，也实现了节约能源的目的，显著降低了LiAlCl<sub>4</sub>/SOCl<sub>2</sub>材料生产成本和价格，同样规格的锂-亚硫酰氯电池生产成本最多可以降低50％。
文档编号C01F7/00GK101311118SQ200710109350
公开日2008年11月26日 申请日期2007年5月21日 优先权日2007年5月21日
发明者杨风春 申请人:杨风春