JP2000264627A - 塩基性塩化アルミニウムの塩基度向上方法 - Google Patents
塩基性塩化アルミニウムの塩基度向上方法Info
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Abstract
く工業的に製造する方法を提供する。 【解決手段】 塩基性塩化アルミニウム溶液にアルミン
酸ソーダと炭酸ソーダの混合溶液を添加することにより
塩基度を向上させる方法において、(1)混合溶液を添
加する温度が30〜80℃の範囲とし、且つ(2)アルミン
酸ソーダ中のナトリウム重量(A)が炭酸ソーダ中のナ
トリウム重量(B)に対して0.1 〜0.7 の範囲内とす
る。
Description
な塩基性塩化アルミニウムの塩基度を向上させる方法に
関するものである。
塩化アルミニウムは一般的にはポリ塩化アルミニウム
(PAC)として、浄水用、排水用の凝集剤として、近
年その使用量が増加している。塩基性塩化アルミニウム
の一般式を[Al2(OH)nCl6-n] としたとき、塩基度はn/
6×100 %で表される。塩基性塩化アルミニウムは、工
業的には塩酸と水酸化アルミニウムを原料にして、加圧
加熱状態で反応を行うことにより製造されている。しか
し、このようにして得られた塩基性塩化アルミニウム
は、塩基度50%以下であり、塩基度を向上させるため炭
酸塩を加える必要がある。更に、寒冷地及び冬期の低水
温での凝集に有用な塩基度60%以上の高塩基度塩基性塩
化アルミニウムを得るためには、多量の炭酸塩を加えな
ければならない。また塩基性塩化アルミニウムに硫酸根
(硫酸イオン)を含有させると凝集性能が向上すること
はよく知られており、JIS:K−1475(水道用ポ
リ塩化アルミニウム)では硫酸根の含有量を3.5 %以下
と規定している。一方、塩基性塩化アルミニウムは、一
般的な凝集剤である硫酸アルミニウム(硫酸バンド)に
比べ分解し易いため、保存性が悪いという問題がある。
分解すると凝集性能が著しく劣化し、最悪の場合、全く
凝集しなくなる。分解の原因は色々考えられるが、塩基
度向上に使用する炭酸塩や、硫酸根を含有させるために
使用する硫酸塩に含まれる陽イオン等が原因と考えられ
る。即ち、炭酸塩としては価格、使い易さ等から一般的
に炭酸ソーダが使われており、硫酸塩としては一般的に
硫酸ナトリウムが使われているが、これらに含まれてい
るナトリウムイオンの量が多くなると、塩基性塩化アル
ミニウムは分解し易くなり、保存安定性や凝集性能が悪
くなる。アルカリ剤の1種であるアルミン酸ソーダは炭
酸ソーダに比べて1分子中に含まれるナトリウムが少な
く、水溶液としたとき、水酸イオン(OH- )が多いの
で、塩基性塩化アルミニウムの塩基度向上剤として優れ
たものと考えられるが、加水分解してアルミナゲルを生
成し易いので、塩基度向上剤として直接使用するのは困
難であった。アルミン酸ソーダを間接的に使用して塩基
性塩化アルミニウム溶液の塩基度を向上させる方法とし
て、特開平7−172824号公報に記載がある。この
方法では、先ず、アルミン酸ソーダと炭酸ソーダを同時
に添加してアルミナゲルを製造し、次に濾過やデカンテ
ーションを行ってアルミナゲルを分別し、これを低塩基
性塩化アルミニウムに混合溶解し高塩基性塩化アルミニ
ウムを製造するとしている。しかし、この方法は工程が
長く、アルミナゲルの溶解に長時間を要し、濾過工程で
ナトリウムを含んだ排水を処理しなければならない等、
あまり工業的に優位な方法とはいえない。その他、特公
昭63−12645号公報、特開昭50−153799
号公報、特開昭51−132195号公報、特公平2−
4534号公報、特開昭61−14126号公報、特開
昭64−45717号公報等にも記載があるが、これら
はいずれもアルミナゲルを生成するため、濾過工程やゲ
ル溶解工程が必須であり、やはり工業的に優位な方法と
はいえない。
の欠点を改良するもので、本発明者らは、アルミン酸ソ
ーダを使用して塩基性塩化アルミニウム溶液の塩基度を
向上させる方法を鋭意研究した結果、特定の温度範囲で
塩基性塩化アルミニウム溶液に、特定量のアルミン酸ソ
ーダと炭酸ソーダの混合溶液を添加することにより、ア
ルミナゲルを生成することなく、塩基性塩化アルミニウ
ムの塩基度を向上させることができ、更に得られた塩基
性塩化アルミニウムはナトリウム含有量が少なく、保存
性、凝集性能に優れたものであることを見出した。即
ち、本発明は、塩基性塩化アルミニウム溶液にアルミン
酸ソーダと炭酸ソーダの混合溶液を添加することにより
塩基度を向上させる方法において、(1)混合溶液を添
加する温度が30〜80℃の範囲であり、且つ(2)アルミ
ン酸ソーダ中のナトリウム重量(A)が炭酸ソーダ中の
ナトリウム重量(B)に対して0.1 〜0.7 の範囲内であ
ることを特徴とする塩基性塩化アルミニウムの塩基度向
上方法である。
本発明の特徴は、先ずアルミン酸ソーダ中のナトリウム
重量(A)が炭酸ソーダ中のナトリウム重量(B)に対
して0.1 〜0.7 の範囲になるように両者を混合し、塩基
性塩化アルミニウム溶液に添加することである。ナトリ
ウム重量比(A/B)が0.1 未満であると、塩基度の向
上が少なく、所望する塩基度が得られない。また、ナト
リウム重量比(A/B)が0.7 を越えると、アルミン酸
ソーダが加水分解を起こし、微細な水酸化アルミニウム
(アルミナゲル)が生成し、液全体が白濁し、濾過しな
ければ製品が得られなくなる。微細なアルミナゲルを濾
過すると、濾布が目詰まりを起こし、濾過に長時間を要
し、最悪の場合、濾過できなくなる。また、アルミン酸
ソーダと炭酸ソーダの混合溶液の添加は、30〜80℃の範
囲で行うのがよい。30℃未満では、炭酸ソーダと塩基性
塩化アルミニウム溶液の反応が遅いためか、所望する塩
基度が得られない。また、80℃を越えると、アルミン酸
ソーダが加水分解を起こし、微細な水酸化アルミニウム
が生成する。
ダからもたらされるナトリウムの合計重量(A+B)と
最終製品中のアルミナ重量(C)との重量比[(A+
B)/C]が0.01〜0.24の範囲内であることが望まし
い。該重量比が0.01未満では、所望する塩基度が得られ
ない。また、該重量比が0.24を越えると、製品中のナト
リウム含有量が多くなり、保存性が悪化し、長時間保存
するとPACが分解し、微細な水酸化アルミニウムが生
成し、凝集性能が著しく劣化する。また、アルミン酸ソ
ーダと炭酸ソーダの使用量が増えると、製造コストがア
ップするので、これらの使用量は少ない方が好ましい。
中の酸化ナトリウム量とアルミナ量のモル比(Na2O/Al
2O3 )が1.2 〜1.8 の範囲にあることが好ましく、また
且つアルミン酸ソーダ中のアルミナ重量(D)と最終製
品中のアルミナ重量(C)との重量比(D/C)が0.02
〜0.1 の範囲内であることが好ましい。該重量比(D/
C)が0.02未満では、所望する塩基度が得られない。ま
た、該重量比が0.1 を越えると加水分解が起こり微細な
水酸化アルミニウムが生成する。アルミン酸ソーダは炭
酸ソーダ溶液に溶解すればよく、液体でも粉体でも使用
可能である。
のが好ましい。5%未満では炭酸ソーダの濃度が薄いた
め、最終製品の濃度調整が上手くいかなくなることがあ
り、25%を越えるものは炭酸ソーダの貯蔵中に結晶が析
出し易くなり、貯蔵が難しい。
液はいかなる方法によって得られたものでも使用可能で
あるが、ナトリウムを全く含まない工業用塩酸と工業用
水酸化アルミニウムを原料にして、加圧加熱状態で反応
を行って得られたものが最も好ましい。
ムに硫酸根(硫酸イオン)を含有させると凝集性能が向
上することはよく知られているが、本発明で用いる硫酸
根源としては硫酸アルミニウムかポリ硫酸アルミニウム
が好ましい。硫酸ナトリウムを使用すると製品中にナト
リウム量が増え、保存性が悪くなるので適当でない。
は、ナトリウム含有量が少なく、保存安定性に優れ、凝
集剤として使用するとき、処理水へ移行するナトリウム
量が少ないため、処理水水質への影響が少ない。また、
アルミナゲルが生成しないので、新たな濾過設備を必要
とせず、工業的に優れた方法である。また、高塩基度塩
基性塩化アルミニウムを得るためには、従来の方法では
多量の炭酸ソーダ等のアルカリ剤を必要としていたが、
本発明の方法を用いれば炭酸ソーダ等のアルカリ剤使用
量を半分以下にすることが可能である。
ス瓶に約80cc液を入れ、蓋をした。温度50℃の恒
温槽の中に入れ、白濁するまでの日数を調べた。 〔保存安定性試験結果〕
度塩基性塩化アルミニウムは凝集性能に優れ、保存安定
性の良好な凝集剤であることがわかる。
Claims (3)
- 【請求項1】 塩基性塩化アルミニウム溶液にアルミン
酸ソーダと炭酸ソーダの混合溶液を添加することにより
塩基度を向上させる方法において、(1)混合溶液を添
加する温度が30〜80℃の範囲であり、且つ(2)アルミ
ン酸ソーダ中のナトリウム重量(A)が炭酸ソーダ中の
ナトリウム重量(B)に対して0.1 〜0.7 の範囲内であ
ることを特徴とする塩基性塩化アルミニウムの塩基度向
上方法。 - 【請求項2】 アルミン酸ソーダと炭酸ソーダからもた
らされるナトリウムの合計重量(A+B)と最終製品中
のアルミナ重量(C)との重量比[(A+B)/C]が
0.01〜0.24の範囲内であることを特徴とする請求項1記
載の方法。 - 【請求項3】 アルミン酸ソーダ中の酸化ナトリウム量
とアルミナ量のモル比(Na2O/Al2O3 )が1.2 〜1.8 の
範囲にあり、且つアルミン酸ソーダ中のアルミナ重量
(D)と最終製品中のアルミナ重量(C)との重量比
(D/C)が0.02〜0.1 の範囲内であることを特徴とす
る請求項1又は2記載の方法。
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JP11066444A JP2000264627A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 塩基性塩化アルミニウムの塩基度向上方法 |
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