JP2000509009A - Boehmite alumina salt - Google Patents

Boehmite alumina salt

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Abstract

(57)【要約】 織物染色に有用なベーマイトアルミナのカチオン繊維性アセテート塩。   (57) [Summary] Cationic fibrous acetate salt of boehmite alumina useful for textile dyeing.

Description

【発明の詳細な説明】 ベーマイトアルミナの塩 本発明は、ベーマイトアルミナ(boehmite alumina)のカチオン繊維性アセテー ト塩と、その調製法及び、例えば綿等の織物(fabric)を染色する際のその使用方 法、並びに、例えば染料含有廃水流等の廃水流からの廃物除去法に関するもので ある。 染色は一般に、染料含有溶液を、繊維又は多くの繊維からなる織物に接触させ 、それにより染料を、絡み合った繊維のラチス内に取り込ませるか、又はラチス に付着させることにより行われる。その後、その繊維又は織物を洗浄し、固着さ れていない染料、つまり、完全に付着していないか又は完全に取り込まれていな い染料を除去する。これまで、取り込まれていない又は付着していない染料は、 廃水として使用済み染浴と共に排出しており、洗浄汚水よりも濃度が高かった。 これによりかなりの量の高価な染料が浪費されるだけでなく、その汚水を河川な どに排出する前に浄化処理する必要があった。ここで使用している染料(dye)と いう用語は、染料とキャリヤの顔料及び製剤又はコンビネーション、てん料等の 添加剤を含む。 本発明は、染色する際、及び廃水流又は汚水を浄化する際の使用に適したベー マイトアルミナの塩に関するものである。本発明はまた、凝集及び/又は沈殿に よる都市廃水流及び染料廃水流の浄化に関するものである。織物を染色する際、 染料廃水流から相当な量の染料を除去するため、染色工程において有用な物質の 性能を、効率向上及び処理費用削減に利用できる。 ベーマイトアルミナの新規カチオン繊維性アセテート塩(ケーク、チップ、粒 子、板又は形成体のような形態)を染料廃水流と接触させると、他のイオン種で 水流を汚染することなく、染料が凝集又は沈殿することが分かっている。従って 、ベーマイトアルミナの塩は、染色工程において有用であるばかりでなく、染料 が都市廃水流中に汚染物質として存在しているか、又は染浴廃水流中に残留染料 (繊維に取り込まれなかった又は付着しなかった)として存在しているかにかかわ らず、その染料(例えば、アニオン染料)を沈殿、結合、及び/又は凝集させるこ ともできる。オプションとして、その除去した染料を染色工程で再生利用しても よい。 従って、本発明は一態様において、水と塩基性アルミニウムアセテートのスラ リーを攪拌し、それらを実質的に完全混合し、前記スラリーを反応させ、ゼータ ー電位が約25より大きく、アルミニウムのアセテートに対する重量比が約4より 小さいベーマイトアルミナの繊維性カチオンアセテート塩を生成することにより 得ることのできるベーマイトアルミナのカチオン繊維性アセテート塩を提供する 。 有利な特色の一つは、本発明による塩の体積に対する表面積の比率は、約50% 以上としてもよいことである。 都合の良いことに、前記繊維性アセテートの活性/反応部位は、市販のコロイ ド性アルミナより少なくとも約40%多い。 本発明は更なる態様において、本発明によるベーマイトアルミナのカチオン繊 維性アセテート塩の調製法を提供するものである。前記調製法は、水と塩基性ア ルミニウムアセテートのスラリーを攪拌して、それらを実質的に完全混合し、前 記スラリーを反応させ、ゼーター電位が約25より大きく、アルミニウムのアセ テートに対する重量比が約4より小さいベーマイトアルミナの繊維性カチオンア セテート塩を生成するものである。 好都合なことに、前記スラリーは、約0.5重量%から約30重量%のAl2O3を、好 ましくは約0.5重量%から約15重量%のAl2O3を(Al2O3を基本として)含有する。 前記スラリーは、反応開始に先立って約1分未満から約60分間、好ましくは、約5 分から約30分間攪拌する。前記スラリーは、温度約100℃から約180℃で、好まし くは約140℃から160℃で反応させ、約1秒未満から約240分間反応させる。所望の 最終生成物のタイプによって、前記スラリーは、約10分から約120分間反応させ 得る。好都合なことに、前記スラリーは、−タイプの最終生成物に対しては、約 140℃で約120分間反応させ得る。他のタイプの生成物を製造する場合、前記スラ リーは温度約153℃で、約5秒未満の間反応させ、その場合、前記スラリーの温度 が153℃に達した時点で温度上昇を止め、冷却を開始する。前記スラリーは、反 応中約50から約800rpmの速度で攪拌するのが好ましい。反応終了後、その反応し たスラリーを約20℃から約100℃までの温度に冷却するのが好ましい。 本発明は更に、直接染料、反応染料、硫化染料及び酸性染料から選ばれた染料 を用いた繊維染色工程を提供する。前記繊維染色工程においては、染色されてい ない繊維を、本発明によるベーマイトアルミナのカチオン繊維性アセテート塩に 結合した又は付着した染料を含有する液槽を通し、それにより、前記染料と接触 することでベーマイトアルミナの繊維性アセテート塩から前記繊維が前記染料を 除去する。 本発明は他の態様において、染料廃水流の処理工程を提供する。前記処理工程 では、前記水流に、本発明に係るベーマイトアルミナのカチオン繊維性アセテー ト塩を含む少なくとも一凝集剤又は沈殿剤を入れ、前記染料と前記薬剤の沈殿物 又は凝集物を形成し、そして、前記沈殿物又は凝集物を前記水流から分離する。 前記凝集剤又は沈殿剤自体も本発明の更なる態様の一つであり、無機塩類、凝固 剤、有機凝集剤、ポリマー性凝集剤、及びそれらの混合物から選ばれた成分を更 に含有していてもよい。 前記染色工程並びに染料除去工程を、直接染料に関して説明することにするが 、それらの工程は、その他の染料、例えば、直接染料、酸性染料、硫化染料又は 反応染料、そして負電荷又は部分的に負電荷を有するあらゆる染料にも同様に適 用できるものと理解されたい。 処理工程において、前記薬剤は好都合なことに、染料廃水流に含有される染料 と反対のイオン電荷を有し、それにより前記染料は、イオン置換により前記薬剤 に付着する。前記薬剤が正のイオン電荷を、前記染料が負のイオン電荷を有する のが好ましい。前記工程は、前記廃水流と繊維性アセテート懸濁液のpHを、約 2から約8の間に調整するステップを含むことが好ましい。前記沈殿物又は凝集物 は、都合よく、浮遊分離により除去され、濾過される。そして、前記沈殿物又は 凝集物から前記染料を分離するステップ、並びに前記沈殿物又は凝集物から前記 染料を再生するステップを含んでいてもよい。そのような再生は、前記沈殿物又 は凝集物を、例えばOH-又はCO3 -2といった負荷電基と接触させることにより行っ てもよい。オプションとして、前記の分離された又は再生された染料は、前記染 色工程において再度使用されてもよい。 本発明の更なる一態様は、都市廃棄物処理水流から汚染物質を除去する工程で ある。前記の工程においては、本発明に係るベーマイトアルミナのカチオン繊維 性アセテート塩を廃水流に添加し、汚染物質と塩の沈殿物又は凝集物を形成し、 その沈殿物又は凝集物を廃水流から分離する。 本発明以前、染料廃水流は一般に、汚水として処理及び排出されていた。この 前記工程を用いることで、染料を除去することができ、オプションとして、染料 を再生することもでき、実質的に染料非含有水流を再使用又は排出できる。 好都合なことに、前記ベーマイトアルミナの繊維性アセテート塩は、前記染料 と反対のイオン電荷を有する。前記繊維性アセテートが正電荷を、前記染料が負 電荷を有することが好ましい。前記染料は負に帯電しているため、正に帯電した 繊維性アセテートに引き付けられ付着する。電荷の差により、前記染料と前記繊 維性アセテート間の反応性又は付着性の度合いが高くなる。本発明の繊維の思い がけなく優れた結果の一部は、前記染料の前記繊維性アセテート表面への吸着に よるものである。しかしながら、前記繊維性アセテートと前記染料間の電荷の差 から生じる反応性が、廃水流から相当な量の染料を除去するという明白な思いが けない結果の大きな要因を占めるものと考えられる。 前記廃水流のpHは、無機酸又は有機酸を添加することにより約2から約8の間 で調整し、アルミナアセテート一水和物塩繊維と染料の沈殿又は凝集を促進する ことが好ましい。前記染料(反応染料を除く)を再生又は分離し、染色工程に再度 利用してもよい。前記廃水流のpHが、約3から約5の間にある場合、特に好まし い結果が得られる。あらゆる好都合な方法で、十分な量の繊維性アセテートを前 記染料廃水流に添加することができる。 前記沈殿物又は凝集物を分離する一方法は、浮遊分離器を使用するものがある 。圧力下、空気により過飽和状態にすることにより粒子を浮遊させてもよい。そ の後、圧力を開放すると、懸濁液中の空気が、粒子を表面まで持ち上げる。そし て、浮遊粒子を機械式スキマーにより除去し、廃棄物が漂白された汚水を排出す る。その後、あらゆる好都合な手段により、前記粒子を循環処理し、前記染色工 程で使用してもよい。フィルターを通して濾過することにより、前記粒子の濃度 を上げることもできる。前記沈殿又は凝集工程で使用するアルミナ一水和物繊維 の割合の多くは、容易に元の状態にもどすことができる。浮遊分離は、好ましい 分離方法ではあるが、除去された染料は、高加圧濾過のような、当業者にとって 周知となっている他の方法によっても分離できる。しかしながら、高加圧濾過は 、浮遊分離よりも多くのエネルギーを必要とする。 本発明の重要な一態様は、一定の例において、前記染料を再生でき、前記染色 工程に戻して再使用できるという可能性である。上述のごとく、繊維性アセテー トと染料の電荷の差による可溶性が、本発明の予期しなかった結果の大きな要因 であると考えられる。前記染料は、負荷電基を負に帯電した染料と置換し、繊維 性アセテートから前記染料を放出させることにより再生してもよい。好都合なこ とに、そのような負荷電基は、OH-又はCO3 -2等のアルカリ基である。前記沈殿物 又は凝集物を濾過し、負荷電基を使用し、アルミナアセテート一水和物塩繊維と 染料を含有するフィルターケークと接触させ、前記負荷電基を染料と置換し、染 料を放出させ再使用されるのが好ましい。 本発明による染料含有廃水流から染料を除去する工程は、バッチ又は連続で実 施してもよい。 工業用工程において、織物の染色は環境障害になりうる。工業用工程では、90 ℃まで染浴を加熱し、適切な着色をするため、塩化物か硫酸塩のどちらかとして 10%までナトリウム塩を添加する必要がある。織物を染色する前に、本発明に従 って繊維性アルミナアセテートを適用すること(前処理)により、染料溶液を加熱 する必要性及び塩を添加する必要性を低減又は排除することができる。 本発明に係る塩は、塩基性アルミニウムアセテートから調製してもよい。前記 塩基性アルミニウムアセテートは、アルミナ三水和物と酢酸から調製してもよい 。高温及び高圧で、塩基性アルミニウムアセテートを加水分解し、アルミナ一水 和物を生成してもよい。アルミナ一水和物は重合して、繊維を形成する。一般的 工程は下記のように表せる。 上記式は、ベーマイトの組成を示す。しかし、本発明の生成物は、実際にはベ ーマイトアセテート塩である。塩基性アルミニウムアセテートは、 Al2O(CH3CO2)4・H2Oとして一般式化することもできる。ゾル生成物は、アルミナ 一水和物繊維、酢酸及び水から成る。 反応条件、温度、固体濃度、pH及び攪拌速度は、繊維の寸法特性を決定する 。新規且つ予期しなかった寸法特性範囲を有する繊維は、例えば、短くて非常に 幅広い、又は柔軟で毛のような繊維に生成されることが分かっている。固体濃度 及び温度は、パラメータであり、繊維及び繊維束(bundles)の繊度及び寸法に直 接影響する。繊維束は、単繊維の大きな集合体または凝集体(aggregations)であ り、特定の反応条件で生成される。実施例 本発明の高度カチオン性ベーマイトアルミナアセテート繊維性溶液は、圧力容 器(例えば、パー(Parr)反応装置モデル4522M)内で生成するのが好ましい。スラ リーの急速加熱及び急速冷却ができる、あらゆるタイプの装置を使用することが できる。その工程は、都合良く下記四段階に要約できる。 (1)BAAスラリーの調製: 1357gの脱イオン水を143gの社内で調製した塩基性アルミニウムアセテート(B AA)に添加し、そのスラリーを10分間攪拌した。そして、いかなる沈殿をも防 ぐため、その攪拌されたスラリーを迅速にパー(Parr)反応装置に設置し、かき混 ぜ速度を200〜400RPMに設定し、高温に加熱した。 (2)緩やかな温度まで急速加熱: 加熱速度は、最初4℃/分から所望の温度に近づくにつれ5℃/分まで変化させ た。 (3)所望の温度での最小反応時間: 一旦所望の温度に達したら、加熱を止め、溶液が反応温度を有するのが1分未 満であるように、直ちに反応装置内の冷却コイルに氷水をポンプで送り込んだ。 (4)冷却及び排出: 冷水を冷却コイルにポンプで流す一方、攪拌を続けた。内容物が50℃に達する と、ポンピングを止め、その溶液を排出させた。冷却工程には約10分を要した。 BAAの加水分解を完了させ、ベーマイトアルミナアセテート繊維の成長を制 限するため、最小反応時間とともに緩やかな反応温度(140〜160℃)が要求される 。小さな繊維は、より高い比表面積のみならず所望の荷電密度を供給する。 アルミナ一水和物ゾル生成物を、350℃で乾燥させた。ベーマイトアルミナア セテート塩の高度カチオン特性は、織物染色スタッフとのその反応/固着、及び 廃水改善の働きをする。 アルミナアセテート塩繊維の特性把握は、例えば、走査型電子顕微鏡法(SE M)、透過型電子顕微鏡法(TEM);熱重量法や、ゾル中の酢酸含有量の酸滴定 ;粒度分析;及びゼーター電位等の種々周知の解析技法によって行われた。更に 、織物染料吸着最大量、元素分析、熱重量分析(TGA)、X線回折及び赤外線分 光は、アルミナゾルの性質に関する更なる情報を提供している。 2-リッターパー(Parr)反応装置において、140℃、2時間で、3.0重量パーセン トのAl2O3ゾルを生成した(ゾルA)。これらの反応条件では、短く細い繊維から なるゾルが生成された。同一の反応装置において、153℃で、この温度での保持 時間をゼロにして、例えば、その混合物を、その温度になるまでのみ加熱し、3. 0重量パーセントの第二のAl2O3ゾルを生成した(ゾルB)。後者の物質は、非常に 小さい繊維のみを含有していた(長さ<145mn(TEM))。ゾルA及びBのサンプ ルを大気温度で空気乾燥し、アルミニウム、炭素並びに水素に対し元素分析を行 った。デュポン(DuPont)9900熱重量セルを用いて、空気乾燥された各サンプルに 対し、TGAを実施した。最初の実施では、650℃まで温度を上昇させる(毎分20 °)前に、80℃で15分間サンプルを乾燥させ、二番目の実施では、乾燥時間を 設けず、650℃まで温度を上昇させた。空気乾燥させたゾルの追加サンプルを、8 0℃で17時間加熱し、他のサンプルを350℃で、2時間加熱した。同様に、二つの 空気乾燥させたサンプルをTGA実験によりテストした。一方は、温度を毎分20 ℃で上昇させ、他方は毎分2℃で上昇させた。X線回折をこれらの乾燥させたゾ ルに対し実施した。空気乾燥させたゾルの赤外線分光を得た。元素分析 1.ゾルA ゾルAの空気乾燥させたサンプルの元素分析をしたところ、C 4.92%、H 3.08% 、及びAl 32.32%であった。この合計(40.32%)との差分は、酸素59.68であると考 えられる。炭素が、アセテートイオンとのみ結合するとすると、アセテートの含 有量は、12.10%と計算され、C 4.92%、H 0.62%、O 6.56%と割り当てられる。残 りのH、O、Alの含有量は、アセテート及びこれら成分のモル、正規化(normalize d)モル、及び荷電平衡と共に下記に示す。 電荷は、完全に呼応していないが(+5.03対-5.27)、これは、元素分析における わずかな誤差によるものと考えられる。二つのアルミニウム原子が、この物質中 に存在すると仮定する、例えば、それがアルミナであると仮定すると、その物質 の実験式(分子量155.03グラム/モル)は、下記のように表記される。 Al2O2.83(CH3COO)0.34・2H2O 2.ゾルB 空気乾燥されたサンプルの元素分析をしたところ、C 8.79%、H 3.70%及びAl 3 0.60%であった。その成分(全アセテート21.6%を含む)の元素分析結果は、C 8.79 %、H 1.10%、O 11.72%であった。 従って、このゾルは、ゾルAよりもかなり多くのアセテートを含有する。それ らの成分に対する、残りのパーセンテージは、計算したアセテートと共に以下に 記す。 上記荷電平衡は、この物質/化合物の分析に関し、例えば、+5.28対−5.32と いったようにかなり良いようである。前記化合物が、その実験式に二つのアルミ ニウム原子を含有すると仮定すると、その化合物は、下記のように示される。 Al2O2.68(CH3COO)0.64・2.25H2O染料吸着 新しく生成したゾルAに対する、C.I.直接(染料)赤80の染料吸着は、Al2O3 グラム当たり染料2800mgであった。しかしながら、「古くなった」ゾル保有サンプ ルに対しては、アルミナグラム当たりほぼ5000mgの値が観察される。全てのアセ テート分子に一吸着部位が存在するとすれば、部位数はアルミナAl2O3グラム当 たり0.033モルと計算される。直接(染料)赤80に対する1417グラム/モルの分子 量に基づき、部位当たり一染料分子が吸着するとすると、理論上の吸着し得る染 料の量は、アルミナグラム当たり4700mgと計算される。従って、その実験式は、 染料の吸着と一致する。 同様に、ゾルBに対して、計算された吸着(アセテートイオン当たり一吸着部 位が存在すると仮定する)は、アルミナAL2O3グラム当たり吸着剤0.0062モルであ る。C.I.直接(染料)赤80に対し、予想された吸着は、アルミナグラム当たりお よそ8800mgであったであろう。これは、新しく生成したゾルにおいては見られな いが、この物質の「古くなった」ゾルは、アルミナグラム当たり約8000mgの吸着を 示している。熱分析 650℃まで加熱した際のゾルAの熱残留重量は、アルミナAl2O3となる化合物に 対して、65.66%であると計算される。測定残留重量は、初期乾燥しない場合、69 .50%であることが分かった(図1)。これは、緩く結合したいくらかのアセテート が、熱分析の前に、大気条件で酢酸として失われるのではないかと思われる。例 えば、アセテートの分子量の約半分のみが、実際にアルミナに結合し、その残り は、単に酢酸としてその固体に吸収されるものとすると、Al2O2.91(CH3COO)0.17 ・ 1.92H2Oを加熱した場合、理論上の残留重量は、70.27%である。 1)緩く結合した酢酸および水の損失: 2)650℃に加熱したサンプル: この説明は、直接(染料)赤80の吸着と一致する。例えば、吸着した染料の量は 、アルミナグラム当たり約2400mgであると予想されるであろう。 赤外線分光法により、特性把握のため熱処理により、追加サンプルを調製した 。80℃で失われる化学成分の性質を確認するため、乾燥したゾルのサンプルを80 ℃で17時間加熱した。このサンプルに関する残留重量は、93.72%と測定された( 図2)。同様に、サンプルを350℃で2時間加熱した場合、残留重量は77.60%と測 定された(図3)。 ゾルBの空気乾燥サンプルを熱重量法でテストした。前記サンプルが曝された 最高温度は、650℃であった。その温度では、下記に示すようにアルミナのみが 残るものと予想される。 この式に基づいて計算された残留重量は、58.24%である。図4及び5に見られる ように、毎分20度及び2度の二つの温度上昇速度に対し、残留重量は、それぞれ6 1.59%及び61.99%であることが分かった。赤外線分析 臭化カリウムムルを用いて、空気乾燥したAMS物質サンプルの赤外線分光を 得た。サンプルは、1)室温で、2)80℃で17時間(図6参照)、及び3)350℃で2時 間乾燥させた。イオン化アセテート塩は、約1600cm-1ではっきりと示され、前記 AMS物質が実際にアセテート塩又は化合物であるという更なる証拠を提供して いる。全サンプルの分光は、図7に示されており、それぞれA)350℃で2時間処 理、B)80℃で17時間処理、そしてC)室温で空気乾燥させたものである。全分 光において見られるように、塩の化学構造が存在する。 1)化学及び物理学の手引書(Handbook of Chemistry and Physics);ライデ、デ ィー.アール.(Lide、D.R.);エド.−イン−チーフ(Ed.-in-Chief);第73版(7 3rd ed.);シーアールシー プレス(CRC Press),1993;9〜152。 2)鉱物の赤外線スペクトル(The infrared Spectra of Minerals);ファーマー 、ヴイ.シー.、エド.(Farmer,V.C.,Ed.);鉱物学会(Mineralogical Societ y)、1974。 3)マクシモフ、ヴイ.エヌ.(Maksimov,V.N.);グリゴル‘エフ、エー.アイ .ジェイ.インオーガ.ケミ.ユーエスエスアール(Grigor ev,A.I.J.Inorg .Chem.USSR(英語翻訳)1964、9(4)、559〜560。 4)無機化合物の赤外線スペクトル(Infrared Spectra of Inorganic Compounds) ;ナイクィスト、アール.エー.(Nyquist,R.A.);カーゲル、アール.オー. 、エド.(Kagel,R.O.,Ed);アカデミックプレス(Academic Press)、1971。 TGA(図1)から分かるように、350℃以上でかなりの重量減少(16.60%)が起る。 350℃以上で測定された重量減少は、以下の実験式、Al2O2.91(CH3COO)0.17・0.08 5H2O、によって表される塩であり、理論上の重量減少は、13.24%と計算され、測 定値とよく一致している。従って、水のみがこれらの温度で失われ、アルミナア セテート塩は比較的そのまま残っている。X線回折 25℃で空気乾燥したゾルAのX線回折は、ベーマイトアルミナと一致した幅の 広い線図を示した(図8)。その線の広がりは、サンプル中に存在するアルミナの 小さな粒子によるものである。観察された主な差異は、例えば、d−スペーシン グ6.635オングストローム対ベーマイトの文献値である6.110といったように、約 14度の2−シータにおける最初のピークにおいて見られる。もちろんこれは、酢 酸が、例えば塩錯体等のアルミナ繊維に明らかに結合された場合に予想されるも のである。 d=6.635Aでのこのピークを更に調べるために、d−スペーシングを確認する ため二番目のディフラクトグラムを行った。図9に示すように、同一の回折を得 た。しかしながら、サンプルを80℃で乾燥させた場合、6.6オングストロームで のd−スペーシングは6.375Aに移動し(図10)、ベーマイトのものに近づいている 。これは、この塩錯体が80℃で熱反応をしていることを示唆しており、他の実験 結果と一致する。これら全ての回折結果を下記にまとめる。 ゾルBの乾燥させたサンプルに関しては、ディフラクトグラム中、他のいくつ かの小さなピークが観察される。(図11参照)。ベーマイトアルミナとの最も重要 なずれは、約6.8オングストロームで起こり、このアルミナアセテート塩/錯体 に固有のものであるようだ。要約 元素分析、熱的研究、赤外分光及びX線回折は、ゾル固形物が固有のベーマイ トアルミナアセテート塩からなり、高度のカチオン電荷又はアセテートのアルミ ナ対比を有するという事実を支持している。大気温度で空気乾燥させたゾルA及 びBの実験式は、染料吸着研究と一致しており、熱重量分析及び赤外分光は、 Al2O2.83(CH3COO)0.34・2H2O及びAl2O2.68(CH3COO)0.64・2.25H2Oに最もよく適し ている。 実施例1 水と塩基性アルミニウムアセテート(BAA)でスラリーを作成した。前記スラ リーに使用したBAAの量は、Al2O3を基本として約1%から約5%(w/w)まで変化 させた。一旦適量の水を添加し、総量1500グラムにしたら、マグネチックスター ラーによりスラリーを10分間攪拌した。あらゆる沈殿を防ぐために、このスラリ ーを素早くパー リアクター モデル4522M(Parr Reactor Model 4522M)の2リッ ター加圧反応装置に配置した。加熱率を高く設定し、30〜45分以内に前記反応装 置は所望の温度になった。2から5グラムのサンプルをこの時点で取り出し、その 後30分毎に追加サンプルを取り出した。 所望の温度で2時間反応させた後、反応装置を加熱源からはずし、冷却ポンプ を使用して約70〜80℃まで冷却した。反応装置を開け、複屈折アルミナゾルを除 去し、物理的特性解析のためサンプルを取り出した。各サンプルのpH、粘度、 酢酸のパーセントを測定した。透過型電子顕微鏡(TEM)により、生成物ゾルの アリコートの繊維寸法に対する特性を決定した。 表1は、三つの要因研究により成された実験に関する反応パラメーターを含む 。 表1:反応パラメーター TEM写真図から、三つの新規繊維形状が製造されたことを確認した(表2参照 )。最初のものは、短く、幅広の単繊維であり、低温実施の間に生成されたもの であった。第二のものは、長く、曲線状の、毛のような繊維で、160℃で得たも のである。第三のものは、繊維束であり、単繊維の大きな集塊のようであった。 表2:単繊維寸法範囲及び平均値 表3は、繊維束の寸法データをまとめたものである。繊維束は、特定の特性を 有する固まった繊維である。繊維束を含有するゾルは、高い沈降率を有する。こ の分離性能により、繊維束は、環境上好ましくない物質を沈殿させるために高沈 殿率が利用できる場合の適用に使用できる。 180℃で反応した生成物は、それより低い温度で反応したものに比べて、高い 割合の繊維束を含有している。繊維束のサイズは、幅は3.8ミクロンまで、長さ は18.2ミクロンまで様々である。 表3:繊維束寸法平均データ 表4は、得られた最終生成物サンプルの物理的特性把握データを含むものであ る。これらのデータは、反応中コンピューターによって記録された圧力、温度及 び攪拌速度を伴っており、各実施の比較には極めて重要である。示されているよ うに、酢酸の割合とPH及び粘度はいづれも、Al2O3の固体濃度の割合に依存し ている。最終生成物中、1%のAl2O3ゾルにおいて、酢酸の割合は約2パーセントで あるが、3%のゾルでは約6.5パーセント含有しており、5%のゾルでは酢酸の割合 は11パーセントであった。酢酸の割合は、苛性ソーダに対する滴定により測定し た。各ゾルのpHも濃度と共に変化した。粘度は、濃度及び温度と共に変化した 。1%のゾルの粘度は、粘度計の検出下限を下回っていた。5%のゾルは、16,100セ ンチポアズ(cps)までの粘度を有していた。 表4:最終生成物の要約物理データ 実験から得られたこれらのデータの分析から、以下の相互関係が分かった:1 )繊維長は、反応温度を上昇させることにより長くなる;2)繊維幅は、より低 い濃度でより広い;3)繊維束長は、より高い濃度でより長くなる;4)ゾルの粘 度は、濃度が高くなるにつれて高くなり、温度が上昇するに伴って低くなる。 実施例2 アルミナ濃度が0.75%w/wになるまでゾルを脱イオン水で希釈し、完全に混合し た。処理の前後で織物の重さを量り、重量パーセントピックをアップした。ター ゲットピックアップは、もとの前処理重量の80パーセントであった。前記織物を 、オーブンの中で50℃で乾燥させ、その後、大気温度で、1グラムの染料/リッ ター溶液を含有する溶液中で染色した。染色後、前記織物を前記オーブンに入れ 、乾燥させ、市販品対照(90℃、10重量%NaCl)と、強度及び均等な着色に関して 視覚的に比較した。 実施例1において生成したゾルを用いて織物を染色すると、ある種のゾルは、 他のものよりも顕著に優れた染料吸着を示した。140℃で2時間調製し、3%Al2O3 を含有し、短く細い繊維を含むゾルが、最も有望な染料吸着を行った。これらの 織物サンプルを、繊維業界で通常使用される反射分光法により分析し、染色物の 色調の濃淡のインディケーターであるK/S値を得た(但し、Kは吸収係数、S は散乱係数である。線繊化学染色協会評価手順(AATCC Evaluation Procedure)6 、1996、線繊化学染色協会技術手引書(AATCC Technical Manual)1996参照)。短 く細い繊維(実施6及び22)で処理し染色した織物から得たK/S値は、6.368であ った。模擬テストを行った市販の染色製品(例えば、90℃で10%塩)のその値は、 5.346であった。それゆえ、アルミニウム一水和物ゾルの添加により、織物の染 料の強度が向上した。反射率テスト手順は、繊維業界で使用される標準(ASTM)手 順である。このテストを用い、得られたデータを補間することにより、生成物又 は添加物が、市場で売買されるのに十分であるよう、顕著に織物を強化している かどうかを判断することができる。 上澄みの染料濃度は、得られた吸光度及び標準プロットを用いることにより測 定できる。ゾルにより吸着された染料の量は、開始時の染料の量と上澄みに残っ た量との差である。例えば、遠心分離による希釈された上澄みが、その溶液1グ ラムにつき染料が0.040mgである濃度を有することが分かった場合、この染料を 吸着するこのゾルの性能は、以下のように計算できる。 過剰染料の量:0.040mg/g×60×200g-480mg 吸着された染料の量:600mg−480mg=120mg 吸着容量:120mg/0.20g−600mg/g 但し、0.040mg/gは、標準プロットから得た希釈された上澄みの染料濃度であり 、60は、上澄みに対する希釈係数であり、200gは、その混合物の総重量、600mg は開始時点での染料の量、そして、0.20gは、使用したAlOOH固形物の量である。 本実施例の結果は、AlOOH固形物の1グラムにこの染料600mgを吸着させることが できるものである。 表5:織物染色実験 使用済染浴からの吸着 染料吸着実験の一般的手順は、通常下記の六つのステップを含む: 1)標準のベールの法則プロットを規定する 2)染料溶液を調製し、反応染料の場合のみ、その染料を加水分解する 3)ゾルを染料溶液と混合する 4)染料吸着粒子を水から分離する 5)過剰染料の量を測定する 6)吸着容量を得るために吸着された染料の量を計算する。標準プロットの調製 六つの周知となっている濃度の染料溶液の最高吸収度を、まずUV可視分光法 を用いて得た。その得られた値と、それに相当する濃度(全溶液の1グラムに対 する染料のmg)に対して、濃度に対する吸収度のプロットを作成した。実験プロ ットの質をチェックし、コンピューターにより最適ラインを作成した。このライ ンを、過剰染料測定に使用した。ゾルと染料溶液の混合液の調製 一般に、その混合液の総重量だけでなく、染料、ゾル、0.1%ポリアクリルア ミド(PAA)、及び水を含む各成分の量を、各実験の前に測定する。容器への添 加順序は:染料、水、ゾル、そしてPAAである。しかしながら、前記染料は、 前記ゾルを添加する前に、完全に溶解されていなければならない。反応染料の場 合には、ゾルの添加前に、染料の加水分解をするステップが必要となる。過剰染料の測定 約50mlの前記混合液を最大速度で2.5時間遠心分離(又は濾過)した。そして、 その上澄みをUV可視実験用に、(重量で)20〜120倍に希釈した。その希釈液を 、標準プロットの吸収度の範囲によって使用した。通常、0.2〜1.5である。 表5は、布地(cloth)染色実験をまとめたものであり、短くて細い繊維が、布地 に優れた染料吸着作用をもたらしていることを示している。実験番号6は、最高 反射率値を示している。それゆえ、この目的において、使用する上で最適なタイ プの繊維は、細い繊維である。 実施例3 実施例1から得た27のゾル生成物の染料吸着性能を評価するために、スクリー ニングテストを行った。その実験では、同一量の染料を、同一の固体濃度を有す る27のゾル溶液と混合するようにした。そして、繊維性アセテートの吸着により 生じる染料濃度の低下をUV可視スペクトロメーターにより得られた吸収度の変 化によって判断する。これらのテストでは、10mlのゾル溶液(0.75%Al2O3濃度) を15ml遠心管において、1g/L濃度の染料(C.I.直接(染料)赤80)溶液0.5mlと混合 した。二時間遠心分離を行った後、パーキン−エルマーラムダ2 UV可視スペク トロメーター(Perkin-Elmer Lamda 2 UV-Vis spectrophotometer)を用いて、そ の上澄みを詳しく調べた。そのスクリーニングテストの吸収度を表6で記す。 表6:染料吸収テスト結果吸収値(備考)n/a*−バックグラウンドと区別できないわずかな吸収量 表5及び表6のデータは、より小さな繊維は、染料をよりよく吸着し得る(生地 染色実験で良い結果)一方で、その結果得られた粒子は、水から容易に除去する には小さすぎる(沈殿率が低い)ことを示している。従って、高い割合で大きな繊 維束を有するゾル生成物を、本実施例で報告されている初期吸着容量テスト用に 選んだ。これは、これらの繊維束が素早く沈殿するという点を利用するものであ る。このタイプのゾルは、3%Al2O3を用いて生成され、比較的高い反応温度(180 ℃)で、長時間反応させる(5時間以上)。 実験は、アルミナアセテートの吸着容量を確認するために、種々の染料に対し て行った。一般的実験として、0.600及び0.500gの染料を、193.73及び193.83gの H2Oにそれぞれ溶解した。各染料溶液に、5.67gのゾルを添加し、混合液の総重量 を200.00gにし、容器を振り動かして十分混合した。そして、その混合液の一部 を2.5時間遠心分離した。反応染料に関しては、ゾルを添加する前に、pH範囲1 0.5〜11.0で、140°F、45分間の加水分解工程を行った。ゾルは、実施例1の実験 番号9のパラメーターを用いたが、5時間の反応時間を用いて、大きな繊維束が高 い割合を占めるように調製した。 前記染料溶液に添加する前に、アルミナアセテート一和水物塩ゾルを10分間以 上攪拌し、均一性を確保する。一般に、このゾル5.67gを使用したが、これは、0 .20gのアルミナアセテート一和水物繊維に等しい。下記の計算を用いた。 Al2O3固体総量: 0.03×1500g=45.00g Al2O3・H2O固体総量: (120g/102g)×45g=52.94g Al2O3・H2O固体%: (52.94g/1500g)×100%=3.35% 又は: 5.67g×0.0353=0.200g 染料吸着を確認するため、過剰(未吸着)染料を可視分光法を用いて測定した。 標準のベールの法則プロット(吸収度対染料濃度)を、周知の濃度を持つ染料溶液 を用いてまず調製した。ゾルと染料溶液の混合液を遠心分離することにより生じ た上澄みを、20〜60倍に希釈した。過剰染料濃度を、先に準備した標準プロット に基づいてUV可視吸収度から計算し、染料濃度の低下と比較することにより、 吸着された染料の量を測定した。吸着された染料の量が、開始時の染料濃度によ り比較的影響されなくなった時、その吸収容量に達した。 5つの染料に関する容量テスト及びその結果を表7にまとめる。 表7:吸収された染料量(mg) 濃度1及び2は、開始時の濃度がそれぞれ2.5及び3g/Lである。 一つの重要な問題は、前記ゾル生成物を再生するための性能である。アルミナ アセテートゾル(実施2)の第二バッチは、実施1の反応パラメーターを用いて作成 された。表8は、同一の反応パラメーターを用いて調製した二つのゾル生成物の 結果を比較している。 表8:異なったアルミナゾルで吸収された染料量(mg) 別の例として、生産環境をシミュレートするため、NaCl又はNa2SO4を使用した 。その結果を表9に示す。 表9:吸収容量に関する塩の効果 実施例4 本実験は、どのpH値で、染料が最もよく吸着されるかを判断するため、pH 値3、4及び5での吸着をテストした。 染料溶液を、100mg/Lの濃度で調製した。そのpH値は、濃縮されたHCl又は炭 酸ナトリウム(Na2CO3)で調整した。その調整のための量及びタイプは、先の実験 により決定した。60倍に希釈されたアルミナアセテートゾル繊維と0.1%PAAを 添加し、そのサンプルを遠心分離した。得られた容量は、実施例2において記載 した通りであった。 実施例5、6、7、8及び9で使用されるゾルは、実施例1の実験番号6と同 一の反応パラメーターを使用して調製した。染料溶液へのアルミナアセテート繊 維の分散を促進するため、このゾルを頻繁に希釈した。 表10 このデータは、染料溶液のpHが3に近づくにつれ、アルミナアセテート塩繊 維が染料を吸着する性能が顕著に向上していることを明らかにしている。 実施例5 異なった濃度の塩化ナトリウム(NaCl)において、アルミナアセテート一水和物 ゾル繊維が染料を吸着する性能を査定した。先の実験は、pHがより酸性の場合 に吸着が好ましく起ることを示している。それゆえ、染料溶液は、濃塩酸(HCl) を用いて調整した。染料の幾つかは、高濃度のNaClで塩を沈殿させた。それゆえ 、これらの染料は、低い濃度でテストした。 テストされた六つの染料のそれぞれに対して染料溶液を調製し、その染料の最 終濃度は100mg/Lとした。それぞれのpHは、HClで調整した。60倍に希釈された アルミナアセテート一水和物ゾル繊維と、0.1%ポリアクリルアミド(PAA)を添加 し、その溶液を遠心分離し、可視分光法により分析し、吸着を確認した。(実施 例2参照)。 表11 実施例6 異なった濃度の硫酸ナトリウム(Na2SO4)において、アルミナアセテート一水和 物繊維が染料を吸着する性能を査定した。先の実験は、pHがより酸性の場合に 吸着が好ましく起ることを示している。それゆえ、染料溶液は、濃縮されたHCl を用いて調整した。染料の幾つかは、高濃度のNa2SO4で塩を沈殿させた。それゆ え、これらの染料は、低い濃度でテストした。 テストされた六つの染料のそれぞれに対して染料溶液を調製し、その染料の最 終濃度は100mg/Lとした。それぞれのpHは、HClで調整した。60倍に希釈された アルミナアセテート一水和物繊維と0.1%PAAを添加し、その溶液を遠心分離し、( 実施例2に記載したように)吸着を確認するため可視分光法により分析した。 表12 各溶液のpHは、遠心分離用にサンプルを得た後に測定した。これらの溶液に HClを添加したことにより、溶液のpHを3に下げることはなく、むしろ4に近か ったことが分かった。それゆえ、実験に基づいて、pHを3まで下げた場合、よ り好ましい結果が得られるであろう。実施例7 本実施例は、市販用染物業者の一般的ジェット染色汚水の温度で、アルミナア セテート一水和物ゾル繊維が染料を吸着する性能をテストした。 濃度3g/Lの対照染料溶液を、大気温度で通常通り調製した。テスト染料溶液は 、65℃と85℃で且つ濃度3g/Lに調製した。染料容器及び染料の希釈に使用する水 を加熱した。そして、アルミナアセテート一水和物ゾル繊維を約40℃に温めた。 その溶液及びゾルを熱いうちに混合して管に注入し、熱いうちに遠心分離した。 染料溶液の容量を実施例2で説明したように、UV可視分光法により測定した。 表13 実施例8 標準アクリルラテックス白色液体コーティング剤を、アルミナアセテート一水 和物塩ゾルの割合を増加しながら混合した。このゾルを選択したのは、先のテス トにおいて観察された光沢及び黄化を低減する効果を有するためである。このゾ ルは、非常に粘着性が高いが、電気実験室タービンタイプ攪拌器(electric labo ratory turbine type stirrer)を用いて、前記液体ラテックスコーティング剤に 混合しやすい。 液体ラテックスを、板ガラスパネル(plate glass panel)上に塗布し、48時間 乾燥させた。光沢度を測定し、そしてその同一のパネルを48時間紫外線の放射に 曝した。以下の結果が観察された: 1. ゾルの添加で光沢度が顕著に低下した。 2. 1〜11重量パーセントの無色ゾルを添加すると、光沢が低下し、11パーセ ントを越えると光沢が向上した。 3. そのコーティング表面の顕微鏡写真図から、光沢を低下させるゾルの添加 でテキスチャが荒くなり、紫外線に曝された表面のテキスチャは、紫外線に曝さ れていない表面とにおいて違いは見られない。 前記ゾルは、光沢度を調整するためのラテックスコーティングへの優れた添加 剤であった。この現象の仕組みは以下のようになっている。 1. 非常に親水性で無色のゾルを、存在する水の量により容易に分散する耐水 アクリルラテックス液体コーティングに添加した。 2. 前記液体コーティングを生地(substrate)に塗布すると、水がコーティン グ及びゾルから蒸発し、水が存在しない状態で、相溶性を失った。 3. アルミナアセテート一水和物粒子は、非分散微粒子を形成した。その微粒 子は、光沢を測定する際、色及び分散光に影響を及ぼすこと無くわずかに表面を 荒くする。 選択した粉砕微粉度(粒度)の顔料を添加することは、光沢の標準的調整法であ る。このゾルは、無色であり相互作用をせず、便利なコーティング添加剤として 優れた適用性を有する。実施例9 実施例1(実験番号6)に従って生成したアルミナアセテート一水和物塩繊維を 、市販の高分子電解質と比較し、廃水処理における有用性を判断した。 同一の基本手順を用いて、前記アルミナアセテート一水和物塩繊維と、種々の 無機及び有機カチオン高分子電解質とを比較するベンチスケールテストを実施し た。現在使用されている製品を最初にテストし、その使用量及び性能レベルを立 証した。その基本線を確立した後、前記繊維を用いて一連のテストを実施し、使 用量範囲を確立した。その際、現在使用している製品と類似の性能を示した。前 記繊維に対する使用量範囲を一旦確立すると、一連の直接比較テストを行った。 そしいて、最終テストを行い、特定の性能特性(沈殿率、フロックサイズ、汚水 色及び濁度等)を判定した。鉄鉱石テーリング浄化 鉄鉱石の準備は、未加工の鉱石から始め、磁気分離工程を用いてシリカを除去 する。その鉱石を、まず一連のウェットボール(wet ball)とロッドミルでマイナ ス500メッシュにすり砕き、その後一連の磁石上を通す。その酸化第二鉄は、磁 石上に集められ、シリカと分離される。磁気分離器からのリジェクト(reject)は 、まだ幾らかの鉄鉱石を含有しており、これは、高速分粒器において回収できる 。重い鉄鉱石は沈殿し、軽いシリカは沈殿せずそのシステムから流れ出る。 そのリジェクトは、前記高速分粒器から出て、大径清浄器において、ポリDA DMACを用いて浄化される。このテーリング流中の固体は、3%から5%まで様々 である。これらのユニット(units)は、再生水質の濁度ユニット100+/-20を作成 する。液体ポリDADMAC(20%活性)の供給率は、どのくらい多くの微粉砕回 路が稼動しているかによって1.0から1.5mg/lとなる。低稼働率では、使用料は1. 0mg/lに近い。これは、沈殿に利用できる時間がより長いからである。高稼働率 では、良い再生水質を維持するためには、更に多くの物質が必要とされる。 目盛り付きシリンダー沈殿テストを、ポリDADMAC及びアルミナアセテー ト一水和物塩繊維の沈殿率を測定するために実施した。5ガロンのテーリングサ ンプルを集め、ポリマーをこのサンプルに添加した。このスラリーを混合した後 、5ガロンのサンプルから一リットルのサンプルを取り出し、一リットル目盛り 付きシリンダーに加えた。スラリーが1,000ml目盛り付き容器の印を過ぎる時、 時間を記録した。これらのバッチ浄化テストは、清浄器の次のフィールドで実施 した。記録された濁度は、周知のサンプルとの直接的比較に基づいて評価した。 以下は、ポリDADMAC及び前記繊維を用いて収集したデータをまとめたも のである。前記繊維がポリDADMACに類似した結果をもたらすために必要と される量は、400から500mg/lの範囲であった。 5ガロンバッチ浄化テスト サンプル番号 使用量 1.75インチ当たり沈殿速度秒 清澄度 MG/LITER 自由沈殿 コンパクト沈殿 800ML〜600ML 500ML〜300ML 1. ポリDADMAC 1.5 21 23 良 2. ポリDADMAC 1.0 24 27 かなり良い 3. アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 500.0 20 24 良 4. アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 400.0 28 30 かなり良い 5. アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 500.0 22 25 良 6. ポリDADMAC 1.3 23 27 良 7. ポリDADMAC 1.0 25 30 かなり良い 8. アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 400.0 33 60 かなり良い 9. アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 500.0 27 33 かなり良い 10.アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 600.0 23 26 良廃水処理 数年に渡って、自治体は、織物工場の廃水から色を除去するため、多量(30か ら40mg/l)のポリアミンを使用してきた。そのポリアミン(50%活性)は、CPS物 質である。 ポリアミン及びポリアルミニウム塩化物(70%及び83%塩基性)と比較して、繊維 の性能を測定するために従来のジャーテストを行った。最初の色の決定は、一汚 水サンプルと他のものを比較することによって行った。最終シリーズでは、実際 の色は、各サンプルを三度濾過し、三つの異なった波長で各サンプルを処理し、 最終色を計算するためにコンピューターを使用することを含む色測定手段を用い て処理したものである。未処理色は、600から800で、第二の汚水色は、375から4 25の間であった。以下、テストの結果をまとめる。 廃棄水処理設備 1リットルバッチ浄化テスト サンプル番号 使用量 沈殿率 スラッジ量 清澄度 MG/LITER 500MLマークまで 15分後 目視 計器 1. ポリアミン 20 150秒 200ml 400 NR 2. ポリアミン 30 135秒 200ml 300 NR 3. アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 500 180秒 220ml 350 NR 4. アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 1000 240秒 240ml 300 NR 5. PAC70%塩基 23%Al2O3 50 180秒 200ml 450 NR 6. ポリアミン& 15 PAC70%塩基 20 180秒 200ml 250 NR 7. ポリアミン& アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 150 200秒 220ml 300 NR 8. ポリアミン& 20 アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 100 170秒 210ml 300 NR 9. ポリアミン 20 135秒 200ml 400 395 10.ポリアミン 30 125秒 200ml 300 389 11.ポリアミン 20 PAC70%塩基 20 190秒 210ml 200 394 12.ポリアミン& 15 アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 150 180秒 220ml 300 385 13.アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 300 160秒 210ml 400 419 14.アルミナ アセテート 一水和物塩繊維 600 180秒 220ml 300 399 アルミナアセテート一水和物塩繊維は、600mg/lでポリアミンに匹敵する結果 をもたらした。スラッジ量は、わずかに多く、固体は、ポリアミンよりわずかに ゆっくりと沈殿する。前記繊維は、ポリアミンと同様の大きなフロックを有する が、PACは、非常に細かいフロックを有している。前記繊維は、測定可能程度 、PACタイプの製品より性能が優れている。 最も良い結果は、ポリアミン(15から20mg/l)とアルミナアセテート繊維(100か ら150mg/l)を組み合わせた処理に対するものであった。この処理は、数回実施し 、優れた結果をもたらした。これは、工場が有毒性問題を有し、ポリアミンがそ の原因である場合重要である。自治体飲料水処理 自治体は、硫酸アルミニウム又はポリアルミニウムクロロ硫酸塩(PACS)の いずれかを使用して河川の水を浄化する。そして、水質によって硫酸アルミニウ ムかPACSにスイッチを切りかえる。硫酸アルミニウムは、17%Al2O3であり、 PACSは10.5%Al2O3を含有する50%塩基性製品である。アルカリ性が低く、濁 度が高い場合は、PACSが使用される。アルカリ性が高く、水中の色度が高い 場合、硫酸アルミニウムが使用される。 全てのテストは、一定温度槽で実施した。未処理の河川水は、0.17ユニットの 濁度を有していた。以下は、得られた結果をまとめたものである。「フロック形 成(Floc Formation)」とは、目に見えるごく小さいフロックが見えるまでにかか った秒数である。「フロックサイズ」は、ごく小さいフロックを「12」として小さく なるほど大きくなる相対数である。「清澄度」は、「1」を蒸留水、「12」を未処理水 とした、水の相対的清澄度である。 1リットルバッチ浄化テスト サンプル番号 使用量 フロック フロック 清澄度 濁度 pH MG/LITER 形成 サイズ 未濾過 濾過 1. 硫酸アル ミニウム 30 180秒 7 3 14.7 5.1 6.7 2. 硫酸アル ミニウム 40 120秒 7 2 16.4 1.7 6.6 3. 硫酸アル ミニウム 50 60秒 8 1 2.2 0.2 6.5 4. PACS 30 120秒 6 2 14.1 2.0 6.7 5. PACS 45 80秒 5 2 1.6 0.3 6.7 6. PACS 60 45秒 4 1 0.6 0.1 6.6 7. アルミナ アセテート 一水和物 塩繊維 100 150秒 7 5 7.5 5.0 7.0 8. アルミナ アセテート 一水和物 塩繊維 150 60秒 5 4 6.0 4.0 7.0 9. アルミナ アセテート 一水和物 塩繊維 200 150秒 7 3 5.0 1.5 6.8 10.アルミナ アセテート 一水和物 塩繊維 300 180秒 9 2 4.2 1.0 6.7 11.アルミナ アセテート 一水和物 塩繊維 600 240秒 12 1 1.8 0.5 6.2 12.アルミナ アセテート 一水和物 塩繊維 900 240秒 12 1 2.4 0.1 5.2 以下は、各適用に対し、良好な凝集(DS ONE)、色、濁度除去(DS TWO)に必要な 繊維量をまとめたものである。 アルミナアセテート一水和物塩繊維は、三つの適用全てで作用した。それは、 無機生成物(硫酸アルミニウム、PAC及びポリアルミニウムクロロ硫酸塩)より も、有機高分子電解質(ポリDADMAC及びポリアミン)に似た働きをした。繊維は、 優れたフロック形成特性を有し、低使用量で良好なフロックを形成するが、しか し色及び濁度除去のためにはより多くの量を必要とする。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                           Boehmite alumina salt   The present invention relates to a cationic fibrous acetate of boehmite alumina. Salt and its preparation and its use in dyeing fabrics such as cotton And waste removal from wastewater streams, for example dye-containing wastewater streams. is there.   Dyeing generally involves contacting a dye-containing solution with a fiber or a fabric of many fibers. , Thereby incorporating the dye into the lattice of entangled fibers or lattice It is carried out by adhering to. After that, the fiber or fabric is washed and Dyes that are not fully adhered or fully incorporated Remove the new dye. Until now, dyes that have not been incorporated or adhered are: The wastewater was discharged as wastewater together with the used dyebath, and the concentration was higher than that of the washing wastewater. This not only wastes considerable amounts of expensive dyes, but also drains the wastewater into rivers. It was necessary to purify it before discharging it. The dye (dye) used here The term is used to refer to dyes and pigments for carriers and for formulations or combinations, fillers, etc. Contains additives.   The present invention relates to a base suitable for use in dyeing and in purifying wastewater streams or wastewater. It relates to a salt of mitite alumina. The present invention also provides for aggregation and / or precipitation. And purification of urban wastewater streams and dye wastewater streams. When dyeing textiles, Useful materials in the dyeing process to remove significant amounts of dye from dye wastewater streams. Performance can be used to increase efficiency and reduce processing costs.   New cationic fibrous acetate salts of boehmite alumina (cake, chips, granules) Contacting the dye wastewater stream with other ionic species. It has been found that the dye aggregates or precipitates without contaminating the water stream. Therefore , Boehmite alumina salts are not only useful in the dyeing process, but also Is present as a pollutant in municipal wastewater streams or residual dye in dyebath wastewater streams Whether it is present (not incorporated or adhered to the fiber) Instead, the dye (e.g., anionic dye) may precipitate, bind, and / or aggregate. Can also be. Optionally, the removed dye can be recycled in the dyeing process Good.   Thus, in one aspect, the present invention provides a slurry of water and basic aluminum acetate. Stir, mix them substantially completely, react the slurry, -Potential greater than about 25 and aluminum to acetate weight ratio of greater than 4 By forming fibrous cationic acetate salts of small boehmite alumina Provide a obtainable cationic fibrous acetate salt of boehmite alumina .   One of the advantageous features is that the ratio of surface area to volume of the salt according to the invention is about 50% This is a good thing.   Conveniently, the active / reactive sites of the fibrous acetate are commercially available colloids. At least about 40% more than alumina.   In a further aspect, the present invention provides a cationic fiber of boehmite alumina according to the present invention. The present invention provides a method for preparing a fibrous acetate salt. The above-mentioned preparation method comprises the steps of: Stir the slurry of luminium acetate to mix them substantially completely, The slurry was allowed to react and the zeta potential was greater than about 25, Fibrous cation catalyst of boehmite alumina having a weight ratio to tate of less than about 4 It produces acetate salts.   Conveniently, the slurry comprises from about 0.5% to about 30% by weight of AlTwoOThreeGood Preferably about 0.5% to about 15% by weight of AlTwoOThreeTo (AlTwoOThreeOn a basis). The slurry may be prepared for less than about 1 minute to about 60 minutes, preferably about 5 minutes, prior to initiating the reaction. Stir for about 30 minutes to about 30 minutes. The slurry is preferably at a temperature of about 100 ° C to about 180 ° C, Alternatively, the reaction is performed at about 140 ° C. to 160 ° C., and the reaction is performed for less than about 1 second to about 240 minutes. Desired The slurry is allowed to react for about 10 to about 120 minutes, depending on the type of end product. obtain. Conveniently, the slurry has about- The reaction can be performed at 140 ° C. for about 120 minutes. When manufacturing other types of products, Is reacted at a temperature of about 153 ° C. for less than about 5 seconds, in which case the temperature of the slurry When the temperature reaches 153 ° C., the temperature rise is stopped and cooling is started. The slurry is It is preferred to stir at a speed of about 50 to about 800 rpm during the reaction. After the reaction is over, Preferably, the slurry is cooled to a temperature from about 20 ° C to about 100 ° C.   The present invention further provides a dye selected from direct dyes, reactive dyes, sulfur dyes and acid dyes. And a fiber dyeing process using the same. In the fiber dyeing step, No fibers are converted to the cationic fibrous acetate salt of boehmite alumina according to the present invention. Through a reservoir containing bound or attached dye, thereby contacting said dye The fibers convert the dye from the fibrous acetate salt of boehmite alumina. Remove.   The present invention, in another aspect, provides a process for treating a dye wastewater stream. The processing step In the water stream, the cationic fibrous acetate of boehmite alumina according to the present invention is added. At least one coagulant or precipitant containing salt, the precipitate of the dye and the drug Alternatively, an aggregate is formed, and the precipitate or aggregate is separated from the water stream. The flocculant or the precipitant itself is also a further aspect of the present invention, and includes inorganic salts, coagulation Ingredients selected from agents, organic flocculants, polymeric flocculants, and mixtures thereof. May be contained.   The dyeing step and the dye removing step will be described with respect to the direct dye. , Those steps may involve other dyes, such as direct dyes, acid dyes, sulfur dyes or Equally suitable for reactive dyes, and any dyes having a negative or partially negative charge It should be understood that it can be used.   In the treatment step, the drug is advantageously converted to the dye contained in the dye wastewater stream. Have the opposite ionic charge, so that the dye is Adheres to The drug has a positive ionic charge and the dye has a negative ionic charge Is preferred. The step comprises adjusting the pH of the wastewater stream and the fibrous acetate suspension to about Preferably, adjusting comprises between 2 and about 8. The precipitate or aggregate Is conveniently removed by flotation and filtered. And the precipitate or Separating the dye from the agglomerate; and A step of regenerating the dye may be included. Such regeneration can be effected by the precipitation or Represents the aggregate, e.g. OH-Or COThree -2By contacting the load You may. Optionally, the separated or regenerated dye is It may be used again in the color step.   A further aspect of the invention is a process for removing pollutants from a municipal waste treatment stream. is there. In the above step, the cationic fiber of boehmite alumina according to the present invention Adding a soluble acetate salt to the wastewater stream to form contaminants and salt precipitates or agglomerates; The precipitate or agglomerate is separated from the wastewater stream.   Prior to the present invention, dye wastewater streams were generally treated and discharged as wastewater. this By using the above process, the dye can be removed. Can be recycled, and the substantially dye-free water stream can be reused or discharged.   Advantageously, the fibrous acetate salt of boehmite alumina comprises the dye Has the opposite ionic charge. The fibrous acetate has a positive charge and the dye has a negative charge. It is preferable to have a charge. The dye is positively charged because it is negatively charged Attracts and adheres to fibrous acetate. Due to the difference in charge, the dye and the fiber The degree of reactivity or adhesion between fiber acetate is increased. Thoughts of the fiber of the present invention Some of the excellent results are due to the adsorption of the dye to the fibrous acetate surface. It depends. However, the charge difference between the fibrous acetate and the dye The apparent aspiration that the reactivity resulting from the removal of significant amounts of dyes from wastewater streams This is considered to be a major factor in unsuccessful results.   The pH of the wastewater stream is between about 2 to about 8 by adding an inorganic or organic acid. To promote precipitation or agglomeration of alumina acetate monohydrate salt fiber and dye Is preferred. The dye (excluding the reactive dye) is regenerated or separated, and the dyeing process is repeated. May be used. Particularly preferred is when the pH of the wastewater stream is between about 3 and about 5. Results are obtained. Prior to a sufficient amount of fibrous acetate in any convenient way It can be added to the dye wastewater stream.   One method of separating the sediment or aggregate is to use a floating separator. . The particles may be suspended by supersaturating them with air under pressure. So Thereafter, when the pressure is released, the air in the suspension lifts the particles to the surface. Soshi To remove suspended particles using a mechanical skimmer and discharge wastewater that has been bleached. You. Thereafter, the particles are circulated by any convenient means, May be used. By filtering through a filter, the concentration of the particles Can also be raised. Alumina monohydrate fiber used in the precipitation or aggregation step Many of the ratios can easily be returned to the original state. Flotation is preferred Although a separation method, the dye removed is known to those skilled in the art, such as high pressure filtration. Separation can also be achieved by other known methods. However, high pressure filtration is Requires more energy than floating separation.   An important aspect of the present invention is that, in certain instances, the dye can be regenerated and the dye It is possible to return to the process and reuse it. As mentioned above, fibrous acetate Solubility due to the difference in charge between the dye and the dye is a major factor in the unexpected results of the present invention. It is considered to be. The dye replaces the negatively charged group with a negatively charged dye, and the fiber It may be regenerated by releasing the dye from the acetic acetate. A convenient thing Indeed, such negatively charged groups are OH-Or COThree -2And the like. The sediment Alternatively, the aggregates are filtered, using a negatively charged group, and mixed with alumina acetate monohydrate salt fiber. Contacting a filter cake containing a dye, replacing the negatively charged group with a dye, The material is preferably released and reused.   The process of removing dye from a dye-containing wastewater stream according to the present invention can be performed in batch or continuous. May be applied.   In industrial processes, textile dyeing can be an environmental hazard. For industrial processes, 90 Heat the dyebath to ℃ and use either chloride or sulfate for proper coloring It is necessary to add sodium salts up to 10%. Before dyeing the fabric, Heating the dye solution by applying fibrous alumina acetate (pre-treatment) The need to do so and the need to add salts can be reduced or eliminated.   The salts according to the invention may be prepared from basic aluminum acetate. Said Basic aluminum acetate may be prepared from alumina trihydrate and acetic acid . At high temperatures and pressures, basic aluminum acetate is hydrolyzed and A sum may be produced. Alumina monohydrate polymerizes to form fibers. general The process can be represented as follows.   The above equation shows the composition of boehmite. However, the product of the present invention is actually -Might acetate salt. Basic aluminum acetate is AlTwoO (CHThreeCOTwo)Four・ HTwoIt can also be generalized as O. The sol product is alumina Consists of monohydrate fiber, acetic acid and water.   Reaction conditions, temperature, solids concentration, pH and stirring speed determine fiber dimensional characteristics . Fibers with new and unexpected dimensional property ranges are, for example, short and very It has been found to be produced in a wide or soft, hairy fiber. Solid concentration And temperature are parameters and are directly related to the fineness and dimensions of the fibers and bundles. Influence. Fiber bundles are large aggregates or aggregations of single fibers. And are produced under specific reaction conditions.Example   The highly cationic boehmite alumina acetate fibrous solution of the present invention has a pressure capacity Preferably, it is produced in a vessel (eg, a Parr reactor model 4522M). Sura It is possible to use any type of equipment that can quickly heat and cool the it can. The process can be conveniently summarized in the following four steps. (1)Preparation of BAA slurry:   1357 g of deionized water was converted into 143 g of in-house prepared basic aluminum acetate (B AA) and the slurry was stirred for 10 minutes. And prevent any settling The stirred slurry is quickly placed in a Parr reactor and stirred. The heating speed was set at 200-400 RPM and heated to high temperature. (2)Rapid heating to moderate temperature:   The heating rate was initially varied from 4 ° C / min to 5 ° C / min as the desired temperature was approached. Was. (3)Minimum reaction time at desired temperature:   Once the desired temperature has been reached, stop heating and allow the solution to have a reaction temperature for less than 1 minute. Ice water was immediately pumped into the cooling coil in the reactor to make it full. (4)Cooling and discharging:   Cold water was pumped through the cooling coil while stirring was continued. Contents reach 50 ° C The pumping was stopped and the solution was drained. The cooling process took about 10 minutes.   Complete the hydrolysis of BAA and control the growth of boehmite alumina acetate fiber Modest reaction temperature (140-160 ° C) is required with minimum reaction time . Small fibers provide the desired charge density as well as a higher specific surface area.   The alumina monohydrate sol product was dried at 350 ° C. Boehmite alumina The high cationic character of the acetate salt is due to its reaction / fixation with the textile dyeing staff, and It works to improve wastewater.   The characteristics of alumina acetate salt fibers can be determined by, for example, scanning electron microscopy (SE M), transmission electron microscopy (TEM); thermogravimetric method and acid titration of acetic acid content in sol Particle size analysis; and various well-known analytical techniques such as zeta potential. Further , Textile dye adsorption maximum, elemental analysis, thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction and infrared Light provides further information regarding the properties of the alumina sol.   In a 2-liter Parr reactor, 3.0 weight percent at 140 ° C for 2 hours. AlTwoOThreeA sol was produced (Sol A). Under these reaction conditions, short and fine fibers A sol was produced. Hold at this temperature in the same reactor at 153 ° C Zeroing the time, for example, heating the mixture only to that temperature, 3. 0 weight percent secondary AlTwoOThreeA sol was produced (Sol B). The latter substance is very It contained only small fibers (length <145 mn (TEM)). Sol A and B sump Air at ambient temperature and perform elemental analysis on aluminum, carbon and hydrogen. Was. Air-dried each sample using a DuPont 9900 thermogravimetric cell. In contrast, TGA was performed. In the first run, the temperature is raised to 650 ° C (20 minutes per minute). °) before drying the sample at 80 ° C for 15 minutes, in a second run the drying time Without providing, the temperature was raised to 650 ° C. Add an additional sample of air-dried sol to 8 Heated at 0 ° C. for 17 hours and another sample was heated at 350 ° C. for 2 hours. Similarly, two The air dried samples were tested by TGA experiments. For one, the temperature is 20 minutes per minute ° C and the other at 2 ° C per minute. X-ray diffraction was performed on these dried zones. Was carried out for Infrared spectra of the air dried sol were obtained.Elemental analysis 1.Sol A   Elemental analysis of the air-dried sample of Sol A showed C 4.92%, H 3.08% , And Al. 32.32%. The difference from this sum (40.32%) is considered to be 59.68 oxygen. available. If carbon binds only to acetate ions, The weight is calculated as 12.10% and is assigned as C 4.92%, H 0.62%, O 6.56%. Remaining The contents of H, O, and Al are determined by the moles of acetate and these components, and normalized. d) Shown below along with moles and charge balance.   Although the charge is not perfectly corresponding (+5.03 vs. -5.27), this is Probably due to slight errors. Two aluminum atoms in this material For example, assuming that it is alumina, the material The empirical formula (molecular weight 155.03 g / mol) is expressed as follows.                     AlTwoO2.83(CHThreeCOO)0.34・ 2HTwoO 2.Sol B   Elemental analysis of the air-dried sample showed C 8.79%, H 3.70% and Al 3 0.60%. The elemental analysis of that component (including 21.6% total acetate) gave C 8.79. %, H 1.10% and O 11.72%.   Thus, this sol contains significantly more acetate than Sol A. It The remaining percentages for these components, together with the calculated acetate, are given below. Write.  The charge equilibrium above relates to the analysis of this substance / compound, for example +5.28 vs. -5.32. Seems pretty good. The compound has two empirical formulas Assuming that it contains a nitrogen atom, the compound is shown below.                       AlTwoO2.68(CHThreeCOO)0.64・ 2.25HTwoODye adsorption   The dye adsorption of CI direct (dye) red 80 on the newly formed sol ATwoOThree The dye was 2800 mg per gram. However, "old" sol-containing sumps A value of approximately 5000 mg per gram of alumina is observed for the All ace If one adsorption site exists in the tate molecule, the number of sites is alumina AlTwoOThreeGram It is calculated as 0.033 mol. 1417 g / mol molecule for direct (dye) red 80 Based on the amount, if one dye molecule per site is adsorbed, the theoretical adsorbable dye The charge is calculated to be 4700 mg per gram of alumina. Therefore, the empirical formula is Consistent with dye adsorption.   Similarly, for sol B, the calculated adsorption (one adsorption part per acetate ion) Alumina ALTwoOThree0.0062 mole of sorbent per gram You. For CI direct (dye) red 80, the expected adsorption is approximately It would have been around 8800 mg. This is not seen in newly generated sols. However, the "aged" sol of this material has about 8000 mg of adsorption per gram of alumina. Is shown.Thermal analysis   The thermal residual weight of sol A when heated to 650 ° C.TwoOThreeCompound On the other hand, it is calculated to be 65.66%. The measured residual weight is 69 if not initially dried. It was found to be .50% (FIG. 1). This is some loosely bound acetate May be lost as acetic acid at atmospheric conditions prior to thermal analysis. An example For example, only about half of the molecular weight of acetate actually binds to alumina and the rest Is simply absorbed by the solid as acetic acid,TwoO2.91(CHThreeCOO)0.17 ・ 1.92HTwoWhen O is heated, the theoretical residual weight is 70.27%. 1) Loss of loosely bound acetic acid and water: 2) Sample heated to 650 ° C:   This explanation is consistent with the direct (dye) red 80 adsorption. For example, the amount of dye adsorbed is Would be expected to be about 2400 mg per gram of alumina.   Additional samples were prepared by infrared spectroscopy and heat treatment to characterize . To determine the nature of the chemical components that will be lost at 80 ° C, Heated at C for 17 hours. The residual weight for this sample was determined to be 93.72% ( Figure 2). Similarly, if the sample was heated at 350 ° C for 2 hours, the residual weight was determined to be 77.60%. (Figure 3).   An air-dried sample of Sol B was tested thermogravimetrically. The sample was exposed The maximum temperature was 650 ° C. At that temperature, only alumina, as shown below, It is expected to remain.   The residual weight calculated based on this formula is 58.24%. See in Figures 4 and 5 Thus, for two temperature ramp rates of 20 degrees per minute and 2 degrees per minute, the residual weight is 6 It was found to be 1.59% and 61.99%.Infrared analysis   Infrared spectroscopy of air dried AMS material sample using potassium mul Obtained. Samples were 1) at room temperature, 2) 17 hours at 80 ° C (see Figure 6), and 3) 2 hours at 350 ° C. While drying. Approximately 1600 cm of ionized acetate salt-1Clearly indicated in the above Providing further evidence that the AMS substance is indeed an acetate salt or compound I have. The spectroscopy of all samples is shown in FIG. 7, each of A) treated at 350 ° C. for 2 hours. B) treatment at 80 ° C. for 17 hours, and C) air drying at room temperature. Whole minute As seen in light, there is a chemical structure of the salt. 1) Handbook of Chemistry and Physics; Eee. R. (Lide, D.R.); Ed. -In-Chief (Ed.-in-Chief); 73rd edition (7 3rd ed.); CRC Press, 1993; 9-152. 2) The infrared Spectra of Minerals; Farmer , Vui. C. , Ed. (Farmer, V.C., Ed.); Mineralogical Societ y), 1974. 3) Maximov, Vui. N. (Maksimov, V.N.); Grigordev, A. Eye . Jay. In Auger. Chemi. Grigor ev, A.I.J. Inorg . Chem. USSR (English translation) 1964, 9 (4), 559-560. 4) Infrared Spectra of Inorganic Compounds Nyquist, Earl. A. (Nyquist, R.A.); Kargel, R .; Oh. , Ed. (Kagel, R.O., Ed); Academic Press, 1971. As can be seen from the TGA (FIG. 1), a significant weight loss (16.60%) occurs above 350 ° C. The weight loss measured above 350 ° C is calculated by the following empirical formula, AlTwoO2.91(CHThreeCOO)0.17・ 0.08 5HTwoO, the theoretical weight loss is calculated to be 13.24% and measured It is in good agreement with the fixed value. Therefore, only water is lost at these temperatures and alumina The acetate salt remains relatively intact.X-ray diffraction   X-ray diffraction of sol A air-dried at 25 ° C. showed a width consistent with boehmite alumina. A broad diagram was shown (FIG. 8). The broadening of the line is due to the alumina present in the sample. This is due to small particles. The main differences observed are, for example, d-spacin Approximately 6.635 angstroms versus boehmite, such as 6.110 Seen at the first peak at 14 degrees 2-theta. Of course, this is vinegar What would be expected if the acid were clearly bound to alumina fibers, for example, a salt complex. It is.   To further examine this peak at d = 6.635 A, confirm d-spacing So I did a second diffractogram. As shown in Figure 9, the same diffraction was obtained Was. However, when the sample was dried at 80 ° C, it was 6.6 Å. D-spacing moved to 6.375A (Figure 10), approaching that of boehmite . This suggests that this salt complex is thermally reacting at 80 ° C. Matches the result. The results of all these diffractions are summarized below.  For the dried sample of sol B, several other A small peak is observed. (See FIG. 11). Most important with boehmite alumina Reversal occurs at about 6.8 angstroms and the alumina acetate salt / complex Seems to be unique to.wrap up   Elemental analysis, thermal studies, infrared spectroscopy and X-ray diffraction indicate that sol solids Aluminum salt of high cation charge or acetate It supports the fact that it has a contrast. Sol A and air dried at ambient temperature The empirical formulas for B and B are consistent with dye adsorption studies, and thermogravimetric analysis and infrared spectroscopy AlTwoO2.83(CHThreeCOO)0.34・ 2HTwoO and AlTwoO2.68(CHThreeCOO)0.64・ 2.25HTwoBest suited for O ing.                                 Example 1   A slurry was made with water and basic aluminum acetate (BAA). The slur The amount of BAA used for Lee was AlTwoOThreeChanges from about 1% to about 5% (w / w) based on I let it. Once the appropriate amount of water is added to make the total amount 1500 grams, The slurry was stirred for 10 minutes with a stirrer. This slurry to prevent any settling Quickly remove the two lids of Parr Reactor Model 4522M. The reactor was placed in a pressurized reactor. Set the heating rate high, and within 30-45 minutes, The device was at the desired temperature. Take a 2 to 5 gram sample at this point and Additional samples were taken every 30 minutes thereafter.   After reacting for 2 hours at the desired temperature, remove the reactor from the heating source and And cooled to about 70-80 ° C. Open the reactor and remove the birefringent alumina sol. And removed a sample for physical characterization. PH, viscosity, The percent of acetic acid was measured. By transmission electron microscope (TEM), the product sol Aliquots were characterized for fiber size.   Table 1 contains the reaction parameters for the experiments performed by the three factor study. . Table 1: Reaction parameters  From the TEM photograph, it was confirmed that three new fiber shapes were produced (see Table 2). ). The first are short, wide monofilaments, which were produced during cold runs Met. The second is a long, curvy, hairy fiber, obtained at 160 ° C. It is. The third was a fiber bundle, which looked like a large agglomerate of single fibers. Table 2: Single fiber size range and average value   Table 3 summarizes the dimensional data of the fiber bundle. Fiber bundles have specific properties It is a solidified fiber having. Sols containing fiber bundles have a high sedimentation rate. This Separation performance allows the fiber bundles to be highly sedimented to precipitate environmentally undesirable Can be used for applications where the rate is available.   Products reacted at 180 ° C are higher than those reacted at lower temperatures. Contains a proportion of fiber bundles. Fiber bundles can be up to 3.8 microns wide and long Varies from 18.2 microns. Table 3: Fiber bundle size average data  Table 4 contains the physical characterization data of the final product samples obtained. You. These data were recorded by computer for the pressure, temperature and temperature during the reaction. And stirring speed, which is extremely important for comparing the runs. Is shown Thus, the ratio of acetic acid, PH and viscosity are allTwoOThreeDepends on the percentage of solids concentration ing. 1% Al in final productTwoOThreeIn the sol, the proportion of acetic acid is about 2% However, 3% sol contains about 6.5% and 5% sol contains acetic acid. Was 11 percent. The percentage of acetic acid was determined by titration against caustic soda. Was. The pH of each sol also changed with concentration. Viscosity varied with concentration and temperature . The viscosity of the 1% sol was below the lower limit of detection of the viscometer. 5% sol is 16,100 cells It had a viscosity of up to nichipoise (cps). Table 4: Summary physical data of the final product  Analysis of these experimental data showed the following correlations: 1 ) Fiber length is increased by increasing reaction temperature; 2) Fiber width is lower 3) Fiber bundle length is longer at higher concentrations; 4) Sol viscosity The degree increases as the concentration increases and decreases as the temperature increases.                                 Example 2   Dilute the sol with deionized water until the alumina concentration is 0.75% w / w and mix thoroughly. Was. The fabric was weighed before and after treatment and the weight percent pick was increased. Tar Get pickups were 80 percent of the original pretreatment weight. The fabric , Dried in an oven at 50 ° C, then at ambient temperature 1 gram of dye / Staining in a solution containing the solution. After dyeing, put the fabric in the oven , Dried, with commercial control (90 ° C, 10 wt% NaCl) for strength and even coloration Compared visually.   When dyeing textiles with the sol produced in Example 1, certain sols are: It showed significantly better dye adsorption than the others. Prepared at 140 ° C for 2 hours, 3% AlTwoOThree And the sol containing short, fine fibers performed the most promising dye adsorption. these Textile samples are analyzed by reflection spectroscopy commonly used in the textile industry to The K / S value, which is an indicator of the shade of the color tone, was obtained (where K is the absorption coefficient, S Is the scattering coefficient. AATCC Evaluation Procedure 6 , 1996, see AATCC Technical Manual 1996). Short The K / S value obtained from the fabric treated and dyed with fine fibers (Examples 6 and 22) is 6.368. Was. The value of a commercial dyed product (e.g., 10% salt at 90 ° C.) that has undergone a mock test is: 5.346. Therefore, the addition of aluminum monohydrate sol allows the dyeing of textiles. The strength of the material has improved. The reflectance test procedure is based on standard (ASTM) procedures used in the textile industry. It is order. Using this test and interpolating the resulting data, Significantly strengthens fabrics so that additives are enough to be bought and sold in the market Can be determined.   The dye concentration in the supernatant is determined by using the obtained absorbance and a standard plot. Can be determined. The amount of dye adsorbed by the sol is the amount of dye at the start and remains in the supernatant Is the difference from the amount For example, the supernatant diluted by centrifugation If the dye is found to have a concentration of 0.040 mg per ram, this dye is The ability of this sol to adsorb can be calculated as follows.   Amount of excess dye: 0.040mg / g × 60 × 200g-480mg   Amount of dye adsorbed: 600mg-480mg = 120mg   Adsorption capacity: 120mg / 0.20g-600mg / g Where 0.040 mg / g is the dye concentration of the diluted supernatant obtained from the standard plot. , 60 is the dilution factor for the supernatant, 200 g is the total weight of the mixture, 600 mg Is the amount of dye at the start and 0.20 g is the amount of AlOOH solids used. The result of this example is that 600 mg of this dye can be adsorbed on 1 gram of AlOOH solids. You can do it. Table 5: Textile dyeing experiment Adsorption from used dye bath   The general procedure of a dye adsorption experiment usually involves the following six steps:   1) Define a standard Beer's law plot   2) Prepare a dye solution and hydrolyze the dye only if it is a reactive dye   3) Mix the sol with the dye solution   4) Separate dye-adsorbed particles from water   5) Measure the amount of excess dye   6) Calculate the amount of dye adsorbed to get the adsorption capacity.Preparation of standard plot   First determine the maximum absorbance of the dye solution at six known concentrations by UV-visible spectroscopy. Obtained using The value obtained and the corresponding concentration (per gram of total solution) A plot of absorbance versus concentration was made for each mg of dye. Experimental Pro The quality of the kit was checked, and an optimal line was created using a computer. This line Was used for excess dye determination.Preparation of a mixture of sol and dye solution   Generally, not only the total weight of the mixture, but also the dye, sol, 0.1% polyacrylic acid The amount of each component, including mid (PAA) and water, is measured before each experiment. Attach to container The order of addition is: dye, water, sol, and PAA. However, the dye is It must be completely dissolved before adding the sol. Reactive dye space In this case, a step of hydrolyzing the dye is required before adding the sol.Measurement of excess dye   About 50 ml of the mixture was centrifuged (or filtered) at maximum speed for 2.5 hours. And The supernatant was diluted 20-120 times (by weight) for UV-visible experiments. The diluent Used for the range of absorbance in the standard plot. Usually, it is 0.2 to 1.5.   Table 5 summarizes the cloth (cloth) dyeing experiments, where short and fine fibers It shows that excellent dye-adsorbing action is obtained. Experiment number 6 is the best The reflectance values are shown. Therefore, the best tie to use for this purpose The fibers of the loop are fine fibers.                                 Example 3   To evaluate the dye adsorption performance of the 27 sol products obtained from Example 1, A testing was performed. In that experiment, the same amount of dye had the same solids concentration And 27 sol solutions. And by the adsorption of fibrous acetate The resulting decrease in dye concentration was determined by the change in absorbance obtained with a UV-visible spectrometer. Judgment by conversion. In these tests, a 10 ml sol solution (0.75% AlTwoOThreeconcentration) Is mixed with 0.5 ml of a 1 g / L concentration of dye (C.I. direct (dye) red 80) in a 15 ml centrifuge tube. did. After centrifugation for 2 hours, Perkin-Elmer Lambda 2 UV visible spec Using a trometer (Perkin-Elmer Lamda 2 UV-Vis spectrophotometer), The supernatant was examined in detail. Table 6 shows the absorbance of the screening test.               Table 6: Absorption values of dye absorption test results(Note) n / a*-Slight absorption indistinguishable from background   The data in Tables 5 and 6 show that smaller fibers can better adsorb dye (dough On the other hand, the resulting particles are easily removed from the water Is too small (precipitation rate is low). Therefore, a large proportion of large fibers The sol product with bunches was used for the initial adsorption capacity test reported in this example. I chose. This takes advantage of the fact that these fiber bundles settle quickly. You. This type of sol contains 3% AlTwoOThreeAnd a relatively high reaction temperature (180 C) for a long time (5 hours or more).   Experiments were performed on various dyes to confirm the adsorption capacity of alumina acetate. I went. As a general experiment, 0.600 and 0.500 g of the dye were combined with 193.73 and 193.83 g of the dye. HTwoEach was dissolved in O. 5.67 g of sol was added to each dye solution and the total weight of the mixture To 200.00 g, and the container was shaken to mix well. And a part of the mixture Was centrifuged for 2.5 hours. For reactive dyes, before adding the sol, a pH range of 1 A hydrolysis step at 140 ° F. for 45 minutes was performed at 0.5-11.0. The sol was used in the experiment of Example 1. No. 9 parameter was used, but with a 5-hour reaction time, large fiber bundles It was prepared to account for a large proportion.   Before adding to the dye solution, alumina acetate monohydrate salt sol is added for 10 minutes or less. Stir up to ensure uniformity. In general, 5.67 g of this sol was used, Equivalent to .20 g of alumina acetate monohydrate fiber. The following calculations were used.   AlTwoOThreeTotal solids: 0.03 × 1500g = 45.00g   AlTwoOThree・ HTwoO solid total amount: (120g / 102g) x 45g = 52.94g   AlTwoOThree・ HTwoO solid%: (52.94g / 1500g) × 100% = 3.35%   Or: 5.67g × 0.0353 = 0.200g   Excess (unadsorbed) dye was measured using visible spectroscopy to confirm dye adsorption. A standard Beer's law plot (absorbance vs. dye concentration) is plotted with a dye solution of known concentration. Was prepared first. Produced by centrifuging a mixture of sol and dye solution The supernatant was diluted 20- to 60-fold. Excess dye concentration, standard plot prepared earlier By calculating from the UV-visible absorbance based on The amount of dye adsorbed was measured. The amount of dye adsorbed depends on the starting dye concentration. When it became relatively unaffected, its absorption capacity was reached.   The capacity tests and results for the five dyes are summarized in Table 7.                        Table 7: Amount of dye absorbed (mg)   Concentrations 1 and 2 have starting concentrations of 2.5 and 3 g / L, respectively.   One important issue is the ability to regenerate the sol product. alumina A second batch of acetate sol (Run 2) was prepared using the reaction parameters of Run 1. Was done. Table 8 shows the two sol products prepared using the same reaction parameters. Compare the results.             Table 8: Amount of dye absorbed in different alumina sols (mg)   As another example, to simulate a production environment, NaCl or NaTwoSOFourIt was used . Table 9 shows the results.          Table 9: Effect of salt on absorption capacity Example 4   This experiment was performed to determine at which pH value the dye was adsorbed best. The adsorption at values 3, 4 and 5 was tested.   A dye solution was prepared at a concentration of 100 mg / L. Its pH value depends on the concentration of concentrated HCl or charcoal. Sodium acid (NaTwoCOThree). The amount and type for that adjustment will depend on previous experiments. Determined by Alumina acetate sol fiber diluted 60 times and 0.1% PAA Was added and the sample was centrifuged. The resulting capacity is described in Example 2. It was exactly what I did.   The sol used in Examples 5, 6, 7, 8 and 9 was the same as Experiment No. 6 of Example 1. Prepared using one reaction parameter. Alumina acetate fiber in dye solution The sol was frequently diluted to facilitate dispersion of the fibers.                                   Table 10   This data shows that as the pH of the dye solution approaches 3, alumina acetate salt fibers It shows that the performance of the fiber to adsorb the dye is significantly improved.                                 Example 5   At different concentrations of sodium chloride (NaCl), alumina acetate monohydrate The ability of the sol fibers to adsorb the dye was assessed. The previous experiment showed that the pH was more acidic Shows that the adsorption occurs favorably. Therefore, the dye solution is concentrated hydrochloric acid (HCl) Was adjusted using. Some of the dyes precipitated salts with high concentrations of NaCl. therefore These dyes were tested at low concentrations.   Prepare a dye solution for each of the six dyes tested, and Final concentration was 100 mg / L. Each pH was adjusted with HCl. 60-fold diluted Addition of alumina acetate monohydrate sol fiber and 0.1% polyacrylamide (PAA) The solution was centrifuged and analyzed by visible spectroscopy to confirm adsorption. (Implementation See Example 2).                                   Table 11 Example 6   Different concentrations of sodium sulfate (NaTwoSOFour), Alumina acetate monohydrate The performance of the dyestuffs to adsorb the dye was evaluated. The previous experiment was performed when the pH was more acidic. It shows that adsorption occurs favorably. Therefore, the dye solution is concentrated HCl Was adjusted using. Some of the dyes have high concentrations of NaTwoSOFourTo precipitate the salt. Soy sauce These dyes were tested at low concentrations.   Prepare a dye solution for each of the six dyes tested, and Final concentration was 100 mg / L. Each pH was adjusted with HCl. 60-fold diluted Add alumina acetate monohydrate fiber and 0.1% PAA, centrifuge the solution, Analysis was performed by visible spectroscopy to confirm adsorption (as described in Example 2).                                   Table 12   The pH of each solution was measured after obtaining a sample for centrifugation. In these solutions The addition of HCl did not lower the pH of the solution to 3, but rather approached 4. It turned out that it was. Therefore, empirically, if the pH is lowered to 3, More favorable results will be obtained.Example 7   This example demonstrates the use of alumina dyes at the temperature of common jet dyeing sewage from a commercial dyer. The ability of the acetate monohydrate sol fiber to adsorb the dye was tested.   A control dye solution with a concentration of 3 g / L was prepared as usual at ambient temperature. Test dye solution , 65 ° C and 85 ° C and a concentration of 3 g / L. Water used for dye container and dye dilution Was heated. Then, the alumina acetate monohydrate sol fiber was heated to about 40 ° C. The solution and sol were mixed while hot and poured into tubes and centrifuged while hot. The volume of the dye solution was measured by UV-visible spectroscopy as described in Example 2.                                   Table 13 Example 8   Standard acrylic latex white liquid coating agent, alumina acetate monohydrate The proportion of the hydrate salt was increased and mixed. The choice of this sol was This is because it has the effect of reducing the gloss and yellowing observed in the glass. This zo Is very sticky, but it is an electric laboratory turbine type stirrer (electric labo ratory turbine type stirrer) to the liquid latex coating agent. Easy to mix.   Apply liquid latex on plate glass panel, 48 hours Let dry. Measure the gloss and expose the same panel to UV radiation for 48 hours Exposed. The following results were observed:   1. Addition of sol significantly reduced gloss.   2. Addition of 1 to 11 weight percent colorless sol reduces gloss and increases The gloss improved when the weight exceeded the limit.   3. From the micrograph of the coating surface, the addition of sol to reduce gloss The texture of the surface becomes rougher, and the surface texture exposed to UV light No difference is seen with the uncoated surface.   The sol is an excellent addition to latex coatings to adjust gloss Was an agent. The mechanism of this phenomenon is as follows.   1. Water resistant to disperse very hydrophilic and colorless sols easily depending on the amount of water present Added to the acrylic latex liquid coating.   2. When the liquid coating is applied to the substrate, water is applied to the substrate. And lost compatibility in the absence of water.   3. The alumina acetate monohydrate particles formed non-dispersed fine particles. The granules When measuring gloss, the surface may be slightly affected without affecting color and scattered light. Make it rough.   The addition of a pigment of the selected fineness (particle size) is a standard method of adjusting gloss. You. This sol is colorless and does not interact, as a convenient coating additive Has excellent applicability.Example 9   Alumina acetate monohydrate salt fiber produced according to Example 1 (Experiment No. 6) In comparison with commercially available polymer electrolytes, their utility in wastewater treatment was determined.   Using the same basic procedure, the alumina acetate monohydrate salt fiber Performed bench-scale tests comparing inorganic and organic cationic polyelectrolytes Was. First test the products currently in use and establish their usage and performance levels. Testified. After establishing the baseline, a series of tests are performed using the fibers and A dose range was established. At that time, the performance was similar to the product currently used. Previous Once the usage range for the fiber was established, a series of direct comparison tests were performed. A final test is then performed to determine the specific performance characteristics (sedimentation rate, floc size, sewage Color and turbidity).Iron ore tailing purification   Iron ore preparation starts with raw ore and uses a magnetic separation process to remove silica I do. The ore is first mined with a series of wet balls and a rod mill. Ground to 500 mesh and then passed over a series of magnets. The ferric oxide is magnetic Collected on stone and separated from silica. Reject from magnetic separator , Still contains some iron ore, which can be recovered in a high speed granulator . Heavy iron ore precipitates and light silica does not precipitate and flows out of the system.   The rejects exit the high-speed particle sizer and pass through a large Purified using DMAC. Solids in this tailing stream vary from 3% to 5% It is. These units create 100 +/- 20 turbidity units for reclaimed water quality I do. The feed rate of liquid poly DADMAC (20% active) depends on how many milling cycles 1.0 to 1.5 mg / l depending on whether the road is operating. At low occupancy rates, the fee is 1. Close to 0 mg / l. This is because the time available for precipitation is longer. High utilization rate Then, in order to maintain good reclaimed water quality, more substances are needed.   Calibrated cylinder settling tests were performed on poly DADMAC and alumina acetate. This was performed to determine the rate of precipitation of the monohydrate salt fiber. 5 gallon tailing The sample was collected and the polymer was added to the sample. After mixing this slurry Take 1 liter sample from 5 gallon sample, 1 liter scale With cylinder. When the slurry passes the mark on the 1,000 ml graduated container, The time was recorded. These batch purification tests are performed in the next field of the purifier did. The recorded turbidity was evaluated based on a direct comparison with known samples.   The following summarizes data collected using poly DADMAC and the fiber. It is. Needed for the fiber to produce results similar to poly DADMAC Amounts ranged from 400 to 500 mg / l.                         5 gallon batch purification test   Sample number Amount used Sedimentation rate per 1.75 inch seconds Clarity                    MG / LITER Free sedimentation Compact sedimentation                               800ML ~ 600ML 500ML ~ 300ML 1. Poly DADMAC 1.5 21 23 Good 2. Poly DADMAC 1.0 24 27 pretty good 3. Alumina     acetate     Monohydrate salt fiber 500.0 20 24 Good 4. Alumina    acetate    Monohydrate salt fiber 400.0 28 30 Very good 5. Alumina    acetate    Monohydrate salt fiber 500.0 22 25 Good 6. Poly DADMAC 1.3 23 27 Good 7. Poly DADMAC 1.0 25 30 Very good 8. Alumina    acetate    Monohydrate salt fiber 400.0 33 60 Very good 9. Alumina    acetate    Monohydrate salt fiber 500.0 27 33 Very good Ten. alumina     acetate     Monohydrate salt fiber 600.0 23 26 GoodWastewater treatment   Over the years, municipalities have been working in large quantities (30 to 30) to remove color from textile mill wastewater. 40 mg / l) of a polyamine. The polyamine (50% active) is a CPS product Quality.   Fiber compared to polyamine and polyaluminum chloride (70% and 83% basic) A conventional jar test was performed to measure the performance of the jar. The first color decision is dirty This was done by comparing the water sample with the others. In the final series, Color filters each sample three times, treats each sample at three different wavelengths, Using color measurement means including using a computer to calculate the final color Processed. Untreated colors range from 600 to 800, and secondary sewage colors range from 375 to 4 Between 25. The test results are summarized below.                               Wastewater treatment equipment                       1 liter batch purification test Sample number Used amount Sedimentation rate Sludge amount Clarity                   MG / LITER 500 ML mark 15 minutes later Visual instrument 1. Polyamine 20 150 seconds 200ml 400 NR 2. Polyamine 30 135 seconds 200ml 300 NR 3. Alumina    acetate    Monohydrate salt fiber 500 180 seconds 220ml 350 NR 4. Alumina    acetate    Monohydrate salt fiber 1000 240 seconds 240ml 300 NR 5. PAC 70% base     23% AlTwoOThree         50 180 seconds 200ml 450 NR 6. Polyamine & 15     PAC 70% base 20 180 seconds 200 ml 250 NR 7. Polyamine &     alumina     acetate     Monohydrate salt fiber 150 200 seconds 220ml 300 NR 8. Polyamine & 20     alumina     acetate     Monohydrate salt fiber 100 170 seconds 210ml 300 NR 9. Polyamine 20 135 seconds 200ml 400 395 Ten. Polyamine 30 125 seconds 200ml 300 389 11. Polyamine 20     PAC 70% base 20 190 seconds 210 ml 200 394 12. Polyamine & 15     alumina     acetate     Monohydrate salt fiber 150 180 seconds 220 ml 300 385 13. alumina     acetate     Monohydrate salt fiber 300 160 seconds 210 ml 400 419 14. alumina     acetate     Monohydrate salt fiber 600 180 seconds 220 ml 300 399   Alumina acetate monohydrate salt fiber is comparable to polyamine at 600mg / l Brought. Sludge volume is slightly higher and solids are slightly lower than polyamines Settles slowly. The fibers have large flocs similar to polyamines However, PACs have very fine flocs. The fiber is measurable Performance is better than PAC type products.   Best results are obtained with polyamine (15-20 mg / l) and alumina acetate fiber (100 150 mg / l). Do this several times. , With excellent results. This is because factories have toxic problems and polyamines It is important if it is the cause.Municipal drinking water treatment   Municipalities are required to purchase aluminum sulfate or polyaluminum chlorosulfate (PACS). Use one to purify river water. And aluminum sulfate depending on the water quality And switch to PACS. Aluminum sulfate is 17% AlTwoOThreeAnd PACS is 10.5% AlTwoOThreeIs a 50% basic product. Low alkalinity, turbid If the degree is high, PACS is used. High alkalinity, high chromaticity in water In that case, aluminum sulfate is used.   All tests were performed in a constant temperature bath. 0.17 units of untreated river water It had turbidity. The following is a summary of the results obtained. "Flock type `` Floc Formation '' means that you can see very small flocs Seconds. "Flock size" is a small flock as "12" This is a relative number that becomes as large as possible. "Clarity" refers to distilled water for "1" and untreated water for "12" Is the relative clarity of water.                         1 liter batch purification test Sample number Amount used Floc Floc Clarity Turbidity pH               MG / LITER formation size unfiltered filtration 1. Al sulfate    Minium 30 180 seconds 7 3 14.7 5.1 6.7 2. Al sulfate    Minium 40 120 seconds 7 2 16.4 1.7 6.6 3. Al sulfate    Minium 50 60 seconds 8 1 2.2 0.2 6.5 4. PACS 30 120 seconds 6 2 14.1 2.0 6.7 5. PACS 45 80 seconds 5 2 1.6 0.3 6.7 6. PACS 60 45 seconds 4 1 0.6 0.1 6.6 7. Alumina    acetate    Monohydrate    Salt fiber 100 150 seconds 7 5 7.5 5.0 7.0 8. Alumina    acetate    Monohydrate    Salt fiber 150 60 seconds 5 4 6.0 4.0 7.0 9. Alumina    acetate    Monohydrate    Salt fiber 200 150 seconds 7 3 5.0 1.5 6.8 Ten. alumina     acetate     Monohydrate     Salt fiber 300 180 seconds 9 2 4.2 1.0 6.7 11. alumina     acetate     Monohydrate     Salt fiber 600 240 seconds 12 1 1.8 0.5 6.2 12. alumina     acetate     Monohydrate     Salt fiber 900 240 seconds 12 1 2.4 0.1 5.2   The following are required for good agglomeration (DS ONE), color and turbidity removal (DS TWO) for each application. It is a summary of fiber content.   Alumina acetate monohydrate salt fiber worked in all three applications. that is, From inorganic products (aluminum sulfate, PAC and polyaluminum chlorosulfate) Also acted similarly to organic polyelectrolytes (polyDADMAC and polyamines). The fiber is It has excellent floc forming properties and forms good floc with low usage. Larger amounts are required for color and turbidity removal.

【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1998年6月29日(1998.6.29) 【補正内容】 −特許法第184条の5第一項の規定による書面に添付した翻訳文の1頁26行 目の「従って...」から、2頁21行目の「...含有する。」を以下のよう に補正する。 従って、ベーマイトアルミナの塩は、染色工程において有用であるばかりでなく 、染料が都市廃水流中に汚染物質として存在しているか、又は染浴廃水流中に残 留染料(繊維に取り込まれなかった又は付着しなかった)として存在しているかに かかわらず、その染料(例えば、アニオン染料)を沈殿、結合、及び/又は凝集さ せることもできる。オプションとして、その除去した染料を染色工程で再生利用 してもよい。 従って、本発明は一態様において、アルミナ三水和物と酢酸を反応させ、塩基 性アルミニウムアセテートを生成し、前記塩基性アルミニウムアセテートを遊離 させ、水と前記塩基性アルミニウムアセテートのスラリーを攪拌し、それらを実 質的に完全混合し、そして、前記スラリーを反応させ、ゼーター電位が約25よ り大きく、アルミニウムのアセテートに対する重量比が約4より小さいベーマイ トアルミナの繊維性カチオンアセテート塩を生成することにより得ることのでき るベーマイトアルミナのカチオン繊維性アセテート塩を提供する。 有利な特色の一つは、本発明による塩の体積に対する表面積の比率は、約50% 以上であり得ることである。 都合の良いことに、前記繊維性アセテートの活性/反応部位は、市販のコロイ ド性アルミナより少なくとも約40%多い。 本発明は更なる態様において、本発明によるベーマイトアルミナのカチオン繊 維性アセテート塩の調製法を提供するものである。前記調製法は、アルミナ三水 和物と酢酸を反応させ、塩基性アルミニウムアセテートを生成し、前記塩基性ア ルミニウムアセテートを遊離させ、水と前記塩基性アルミニウムアセテートのス ラリーを攪拌して、それらを実質的に完全混合し、そして、前記スラリーを反応 させ、ゼーター電位が約25より大きく、アルミニウムのアセテートに対する重 量比が約4より小さいベーマイトアルミナの繊維性カチオンアセテート塩を生成 するものである。 好都合なことに、前記スラリーは、約0.5重量%から約30重量%のAl2O3を、好 ましくは約0.5重量%から約15重量%のAl2O3を(Al2O3を基本として)含有する。 −特許法第184条の5第一項の規定による書面に添付した翻訳文の請求の範囲 を以下のように補正する。 請求の範囲 1.アルミナ三水和物と酢酸を反応させ、塩基性アルミニウムアセテートを生成 し、前記塩基性アルミニウムアセテートを遊離させ、水と前記塩基性アルミニウ ムアセテートのスラリーを攪拌し、それらを実質的に完全混合し、そして、前記 スラリーを反応させ、ゼーター電位が約25より大きく、アルミニウムのアセテー トに対する重量比が約4より小さいベーマイトアルミナの繊維性カチオンアセテ ート塩を生成することにより得られるベーマイトアルミナのカチオン繊維性アセ テート塩。 2.活性/反応部位が、市販のコロイド性アルミナより少なくとも約40%多い請 求項1に記載の塩。 3.前記繊維は、少なくとも部分的に繊維束の形状である請求項1又は2に記載 の塩。 4.前記スラリーを、温度約100°〜約180℃で反応させる前記請求項のいずれか に記載の塩。 5.前記スラリーを、温度約140℃〜約160℃で反応させる前記請求項のいずれか に記載の塩。 6.前記スラリーを、温度約140℃で反応させる前記請求項のいずれかに記載の 塩。 7.前記スラリーを、温度約180℃で反応させる請求項1〜4のいずれかに記載 の塩。 8.前記スラリーを約2時間反応させる請求項6に記載の塩。 9.前記スラリーを約5時間反応させる請求項7に記載の塩。 10.アルミナ三水和物と酢酸を反応させ、塩基性アルミニウムアセテートを生 成し、前記塩基性アルミニウムアセテートを遊離させ、水と前記塩基性アルミニ ウムアセテートのスラリーを攪拌し、それらを実質的に完全混合し、そして、前 記スラリーを反応させ、ゼーター電位が約25より大きく、アルミニウムのアセテ ートに対する重量比が約4より小さいベーマイトアルミナの繊維性カチオンアセ テート塩を生成することにより得られるベーマイトアルミナのカチオン繊維性ア セテート塩調製法。 11.染色されていない繊維を、請求項1〜9のいずれかに記載のベーマイトア ルミナのカチオン繊維性アセテート塩に結合した又は付着した染料含有液槽を通 し、それにより、前記繊維を前記染料と接触させることでベーマイトアルミナの 繊維性アセテート塩から前記染料を除去する、直接、反応、硫化及び酸性染料か ら選ばれた染料を用いた繊維の染色方法。 12.請求項1〜9のいずれかに記載のベーマイトアルミナのカチオン繊維性ア セテート塩を含む凝集剤又は沈殿剤であり、オプションとして、無機塩類、凝固 剤、有機凝集剤、及びポリマー性凝集剤から選ばれる成分を一つ以上含む凝集剤 又は沈殿剤。 13.染料廃水流に、請求項1〜9のいずれかに記載のベーマイトアルミナのカ チオン繊維性アセテート塩を含む少なくとも一凝集剤又は沈殿剤を入れ、染料と 前記薬剤の沈殿物又は凝集物を形成し、前記沈殿物又は凝集物を前記水流から分 離する染料廃水流の処理方法。 14.前記薬剤が、前記廃水流中、前記染料と反対のイオン電荷を有する請求項 13に記載の方法。 15.前記薬剤が、正のイオン電荷を、前記染料が負のイオン電荷を有する請求 項13又は14のいずれかに記載の方法。 16.前記廃水流のpHを約2から約8の間に調整するステップを含む請求項13 から15のいずれかに記載の方法。 17.前記廃水流のpHを約3に調整するステップを含む請求項13から16の いずれかに記載の方法。 18.前記沈殿物又は凝集物から前記染料を分離及び再生するステップを含む請 求項13から17のいずれかに記載の方法。 19.請求項1〜9のいずれかに記載のベーマイトアルミナのカチオン繊維性ア セテート塩を廃水流に添加し、汚染物質と塩の沈殿物又は凝集物を形成し、前記 沈殿物又は凝集物を廃水流から分離する都市廃棄物処理水流から汚染物質を除去 する方法。 20.前記廃水流のpHを約2から約8の間に調整するステップを含む請求項19 に記載の方法。 21.ポリアミンと共に、請求項1〜9のいずれかに記載の塩を含む廃棄物処理 に使用する凝集剤。[Procedure for Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act [Date of Submission] June 29, 1998 (1998.6.29) [Contents of Amendment] In the translated text attached to the document, “contains.” On page 1, line 26, “according to ...” on page 2, line 21 is corrected as follows. Thus, salts of boehmite alumina are not only useful in the dyeing process, but also where the dye is present as a contaminant in the municipal wastewater stream or the residual dye in the dyebath wastewater stream (not incorporated into the fibers or The dye (e.g., an anionic dye), whether present as non-attached), can also precipitate, bind, and / or aggregate. Optionally, the removed dye may be recycled in the dyeing process. Therefore, in one embodiment, the present invention reacts alumina trihydrate with acetic acid to produce basic aluminum acetate, releases the basic aluminum acetate, stirs a slurry of water and the basic aluminum acetate, They are obtained by substantially mixing them thoroughly and reacting the slurry to form a fibrous cationic acetate salt of boehmite alumina having a zeta potential greater than about 25 and a weight ratio of aluminum to acetate of less than about 4. And a cationic fibrous acetate salt of boehmite alumina. One of the advantageous features is that the ratio of surface area to volume of the salt according to the invention can be about 50% or more. Conveniently, the fibrous acetate has at least about 40% more active / reactive sites than commercially available colloidal alumina. In a further aspect, the present invention provides a method for preparing the cationic fibrous acetate salt of boehmite alumina according to the present invention. In the preparation method, alumina trihydrate is reacted with acetic acid to produce basic aluminum acetate, the basic aluminum acetate is released, and a slurry of water and the basic aluminum acetate is stirred to substantially convert them. Thoroughly mixed and then reacting the slurry to produce a fibrous cationic acetate salt of boehmite alumina having a zeta potential greater than about 25 and a weight ratio of aluminum to acetate of less than about 4. Advantageously, the slurry comprises about 0.5% to about 30% by weight of Al 2 O 3 , preferably about 0.5% to about 15% by weight of Al 2 O 3 (based on Al 2 O 3 )contains. -The claims of the translation attached to the document pursuant to the provisions of Article 184-5, Paragraph 1 of the Patent Act are amended as follows. Claims 1. Reacting alumina trihydrate with acetic acid to produce basic aluminum acetate, releasing the basic aluminum acetate, stirring the slurry of water and the basic aluminum acetate, mixing them substantially completely, And reacting the slurry to produce a fibrous cation acetate salt of boehmite alumina having a zeta potential greater than about 25 and a weight ratio of aluminum to acetate of less than about 4, which is a cationic fibrous acetate salt of boehmite alumina. . 2. The salt of claim 1, wherein the active / reactive sites are at least about 40% higher than commercially available colloidal alumina. 3. The salt according to claim 1 or 2, wherein the fibers are at least partially in the form of a fiber bundle. 4. The salt according to any of the preceding claims, wherein the slurry is reacted at a temperature from about 100 ° to about 180 ° C. 5. The salt according to any of the preceding claims, wherein the slurry is reacted at a temperature from about 140C to about 160C. 6. The salt according to any of the preceding claims, wherein the slurry is reacted at a temperature of about 140C. 7. The salt according to any one of claims 1 to 4, wherein the slurry is reacted at a temperature of about 180 ° C. 8. 7. The salt of claim 6, wherein the slurry is allowed to react for about 2 hours. 9. The salt of claim 7, wherein the slurry is allowed to react for about 5 hours. 10. Reacting alumina trihydrate with acetic acid to produce basic aluminum acetate, releasing the basic aluminum acetate, stirring the slurry of water and the basic aluminum acetate, mixing them substantially completely, And reacting the slurry to produce a fibrous cation acetate salt of boehmite alumina having a zeta potential greater than about 25 and a weight ratio of aluminum to acetate of less than about 4, which is a cationic fibrous acetate salt of boehmite alumina. Preparation method. 11. The undyed fibers are passed through a dye-containing bath bound or attached to the cationic fibrous acetate salt of boehmite alumina according to any of claims 1 to 9, thereby bringing the fibers into contact with the dye. A method for dyeing fibers using a dye selected from direct, reactive, sulfurized and acid dyes, whereby the dye is removed from the fibrous acetate salt of boehmite alumina. 12. A flocculant or a precipitant comprising the cationic fibrous acetate salt of boehmite alumina according to any one of claims 1 to 9, optionally selected from inorganic salts, a coagulant, an organic flocculant, and a polymeric flocculant. A flocculant or precipitant comprising one or more components. 13. The dye wastewater stream is charged with at least one flocculant or precipitant comprising the cationic fibrous acetate salt of boehmite alumina according to any of claims 1 to 9, forming a precipitate or agglomerate of the dye and the drug, A method for treating a dye wastewater stream that separates the precipitate or agglomerate from the stream. 14. 14. The method of claim 13, wherein the agent has an opposite ionic charge in the wastewater stream as the dye. 15. 15. A method according to any of claims 13 or 14, wherein the agent has a positive ionic charge and the dye has a negative ionic charge. 16. 16. The method of any of claims 13 to 15, comprising adjusting the pH of the wastewater stream between about 2 to about 8. 17. 17. The method according to any of claims 13 to 16, comprising adjusting the pH of the wastewater stream to about 3. 18. 18. The method according to any of claims 13 to 17, comprising separating and regenerating the dye from the precipitate or agglomerate. 19. The cationic fibrous acetate salt of boehmite alumina according to any of claims 1 to 9 is added to a wastewater stream to form a precipitate or agglomerate of contaminants and salts, and the precipitate or agglomerate is removed from the wastewater stream. A method of removing pollutants from a separated municipal wastewater treatment stream. 20. 20. The method of claim 19, comprising adjusting the pH of the wastewater stream to between about 2 and about 8. 21. A flocculant for use in treating waste containing the salt according to any one of claims 1 to 9 together with a polyamine.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU ,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH, CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,G B,GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE,KG ,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT, LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,N O,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG ,SI,SK,TJ,TM,TR,TT,UA,UG, UZ,VN,YU (72)発明者 ペイセック、ユージーン アメリカ合衆国、30215 ジョーシア州、 フェイエッテビル、メイプル プレイス 115────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF) , CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, KE, LS, MW, S D, SZ, UG), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ , MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU , AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, G B, GE, GH, HU, IL, IS, JP, KE, KG , KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, N O, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG , SI, SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU (72) Inventor Paysec, Eugene             United States, 30215 Josiah,             Fayetteville, Maple Place             115

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.水と塩基性アルミニウムアセテートのスラリーを攪拌し、それらを実質的に 完全混合し、前記スラリーを反応させ、ゼーター電位が約25より大きく、アルミ ニウムのアセテートに対する重量比が約4より小さいベーマイトアルミナの繊維 性カチオンアセテート塩を生成することにより得ることのできるベーマイトアル ミナのカチオン繊維性アセテート塩。 2.活性/反応部位が、市販のコロイド性アルミナより少なくとも約40%多い請 求項1に記載の塩。 3.前記繊維は、少なくとも部分的に繊維束の形状である請求項1又は2に記載 の塩。 4.前記スラリーを、温度約100°〜約180℃で反応させる前記請求項のいずれか に記載の塩。 5.前記スラリーを、温度約140℃〜約160℃で反応させる前記請求項のいずれか に記載の塩。 6.前記スラリーを、温度約140℃で反応させる前記請求項のいずれかに記載の 塩。 7.前記スラリーを、温度約180℃で反応させる請求項1〜4のいずれかに記載 の塩。 8.前記スラリーを約2時間反応させる請求項6に記載の塩。 9.前記スラリーを約5時間反応させる請求項7に記載の塩。 10.水と塩基性アルミニウムアセテートのスラリーを攪拌し、それらを実質的 に完全混合し、前記スラリーを反応させ、ゼーター電位が約25より大きく、アル ミニウムのアセテートに対する重量比が約4より小さいベーマイトアルミナの繊 維性カチオンアセテート塩を生成することにより得ることのできるベーマイトア ルミナのカチオン繊維性アセテート塩の調製方法。 11.染色されていない繊維を、請求項1〜9のいずれかに記載のベーマイトア ルミナのカチオン繊維性アセテート塩に結合した又は付着した染料含有液槽を通 し、前記繊維を前記染料と接触させることにより、ベーマイトアルミナの繊維性 アセテート塩から前記染料を除去する、直接、反応、硫化及び酸性染料から選ば れた染料を用いた繊維の染色方法。 12.請求項1〜9のいずれかに記載のベーマイトアルミナのカチオン繊維性ア セテート塩を含む凝集剤又は沈殿剤であり、オプションとして、無機塩類、凝固 剤、有機凝集剤、及びポリマー性凝集剤から選ばれる成分を一つ以上含む凝集剤 又は沈殿剤。 13.染料廃水流に、請求項1〜9のいずれかに記載のベーマイトアルミナのカ チオン繊維性アセテート塩を含む少なくとも一凝集剤又は沈殿剤を入れ、染料と 前記薬剤の沈殿物又は凝集物を形成し、前記沈殿物又は凝集物を前記水流から分 離する染料廃水流の処理方法。 14.前記薬剤が、前記廃水流中、前記染料と反対のイオン電荷を有する請求項 13に記載の方法。 15.前記薬剤が、正のイオン電荷を、前記染料が負のイオン電荷を有する請求 項13又は14のいずれかに記載の方法。 16.前記廃水流のpHを約2から約8の間に調整するステップを含む請求項13 から15のいずれかに記載の方法。 17.前記廃水流のpHを約3に調整するステップを含む請求項13から16の いずれかに記載の方法。 18.前記沈殿物又は凝集物から前記染料を分離及び再生するステップを含む請 求項13から17のいずれかに記載の方法。 19.請求項1〜9のいずれかに記載のベーマイトアルミナのカチオン繊維性ア セテート塩を廃水流に添加し、汚染物質と塩の沈殿物又は凝集物を形成し、前記 沈殿物又は凝集物を廃水流から分離する都市廃棄物処理水流から汚染物質を除去 する方法。 20.前記廃水流のpHを約2から約8の間に調整するステップを含む請求項19 に記載の方法。 21.ポリアミンと共に、請求項1〜9のいずれかに記載の塩を含む廃棄物処理 に使用する凝集剤。[Claims] 1. Stir the slurry of water and basic aluminum acetate and substantially mix them Mix thoroughly and allow the slurry to react, the zeta potential is greater than about 25, and the aluminum Boehmite alumina fibers with a weight ratio of aluminum to acetate less than about 4 Boehmite al which can be obtained by forming a neutral cationic acetate salt Mina's cationic fibrous acetate salt. 2. Active / reactive sites are at least about 40% higher than commercially available colloidal alumina. The salt according to claim 1. 3. The fiber according to claim 1 or 2, wherein the fiber is at least partially in the form of a fiber bundle. Salt. 4. The method of any of the preceding claims, wherein the slurry is reacted at a temperature of about 100 ° C to about 180 ° C. The salt according to the above. 5. Any of the preceding claims wherein the slurry is reacted at a temperature of about 140C to about 160C. The salt according to the above. 6. The method according to any of the preceding claims, wherein the slurry is reacted at a temperature of about 140 ° C. salt. 7. The method according to claim 1, wherein the slurry is reacted at a temperature of about 180 ° C. Salt. 8. 7. The salt of claim 6, wherein the slurry is allowed to react for about 2 hours. 9. The salt of claim 7, wherein the slurry is allowed to react for about 5 hours. 10. Stir the slurry of water and basic aluminum acetate and allow them to substantially And the slurry is allowed to react, the zeta potential is greater than about 25, Boehmite alumina fiber with a weight ratio of minium to acetate less than about 4 Boehmite Door Obtainable by Producing Ionic Cationic Acetate Salt A method for preparing a cationic fibrous acetate salt of lumina. 11. An undyed fiber, the boehmite door according to any one of claims 1 to 9. Through a dye-containing bath bound or attached to the cationic fibrous acetate salt of Lumina And, by contacting the fiber with the dye, the fibrous property of boehmite alumina Removes the dye from the acetate salt, selected from direct, reactive, sulfurized and acid dyes A method for dyeing fibers using a dye. 12. The cationic fibrous alumina of boehmite alumina according to any one of claims 1 to 9. Flocculant or precipitant containing acetate salts, optionally inorganic salts, coagulation Agent, one or more components selected from organic coagulants, and polymeric coagulants Or a precipitant. 13. The boehmite alumina according to any one of claims 1 to 9 in a dye wastewater stream. Put at least one flocculant or precipitant containing thione fibrous acetate salt, dye and Forming a precipitate or aggregate of the drug, separating the precipitate or aggregate from the water stream; How to treat the separating dye wastewater stream. 14. Wherein the agent has an opposite ionic charge to the dye in the wastewater stream. 14. The method according to 13. 15. Wherein the drug has a positive ionic charge and the dye has a negative ionic charge. Item 15. The method according to any one of Items 13 and 14. 16. 14. Adjusting the pH of the wastewater stream to between about 2 and about 8. 16. The method according to any one of items 1 to 15. 17. 17. The method of claim 13, including adjusting the pH of the wastewater stream to about 3. The method according to any of the above. 18. Separating the dye from the precipitate or agglomerate and regenerating the dye. 18. The method according to any one of claims 13 to 17. 19. The cationic fibrous alumina of boehmite alumina according to any one of claims 1 to 9. Adding acetate salt to the wastewater stream to form a precipitate or agglomerate of contaminants and salts, Removal of pollutants from municipal wastewater treatment streams that separate sediments or agglomerates from wastewater streams how to. 20. 20. Adjusting the pH of the wastewater stream to between about 2 and about 8. The method described in. 21. Waste treatment comprising a salt according to any of claims 1 to 9 together with a polyamine. Coagulant used for
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