JP2016504251A - アルミニウムイオンの精製方法 - Google Patents

アルミニウムイオンの精製方法 Download PDF

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Abstract

アルミニウムイオンを精製するための様々なプロセスが提供される。そのようなプロセスは、アルミニウムイオンを第１のｐＨ範囲においてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させること、Ａｌ（ＯＨ）３を、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによってＡｌＣｌ３に転換し、かつ、前記ＡｌＣｌ３を沈殿させること、及び、前記ＡｌＣｌ３を、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換するために効果的な条件のもとで加熱し、かつ、必要な場合にはそのように生じるガス状ＨＣｌを回収することを含む。本発明のプロセスはまた、アルミナをアルミニウムに転換することを含むことができる。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１２年１１月１４日出願の米国特許出願第６１／７２６，０７９号（これは本明細書によってその全体が参照によって組み込まれる）に基づく優先権を主張する。
本開示は、アルミニウムイオンの精製及び／又はアルミニウムに基づく製造物の製造に適用される化学の分野における改善に関連する。
商用アルミナのほとんどがバイヤー法によって製造されていると考えられる。アルミナ水和物を他の方法によって製造することもまた可能である。いくつかの他の方法では、高レベルの１つ又はそれ以上の不純物が含まれることが生じる。
低純度の特殊アルミナは、（非常に高い温度に対して抵抗性である）耐火材として、陶磁器として、また、アルミニウム金属の電解製造において使用することができる。
しかしながら、ある種の用途については、高純度アルミナ（ＨＰＡ）が要求される。ルビー、トパーズ及びサファイアを含めて、多くの合成宝石は高純度のアルミナ母材を有する。これらの結晶はほとんどの場合、宝飾品において、赤外、ＵＶ及びレーザーの光学材料において、また、高級な電子基板として使用される。
超高純度アルミナの世界中での年間製造の半分が、光ファイバーにおいて、また、より近年には家庭用市場及び自動車市場のためのＬＥＤ照明において使用されるための合成サファイアを製造することに費やされる。超高純度アルミナはまた、高圧ナトリウムランプ管の製造、並びに、ビデオ機器及びコンピューター機器の製造において、同様にまた、金属組織学的研磨、並びに、光学材料及び電子材料の研磨において使用される。
ＨＰＡの年間世界需要における成長があり、何人かの市場専門家によれば、ＨＰＡの年間世界需要が、２０１２年の９，０００トンから２０１５年には１５，０００トンを超えるまでに増すにちがいない。このことは、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）需要の世界的増大によって生じる年間約６，０００トンの実質的な供給不足を引き起こすにちがいない。
純粋なアルミニウム金属、有機アルミニウム化合物又はミョウバンから開始する、高純度アルミナを調製するためのいくつかの方法が提案されている。これらは一般に、コストの大きい材料から出発するか、又は、焼成されたときにはプロセスに再利用できない製造物をもたらしており、したがって、商業的製造に適用することができない。
したがって、アルミニウムイオンを精製するための既存の解決策、及び／又は、高い純度を有するアルミナを調製するための既存の解決策に対する代替法を提供することが求められている。
１つの態様によれば、アルミニウムイオンを精製するためのプロセスであって、
前記アルミニウムイオンを所与のｐＨ値においてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させること、及び
前記Ａｌ（ＯＨ）３を、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによってＡｌＣｌ３に転換し、かつ、前記ＡｌＣｌ３を沈殿させること、及び
前記ＡｌＣｌ３を、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換するために効果的な条件のもとで加熱すること
を含むプロセスが提供される。
別の態様によれば、アルミニウムイオンを精製するためのプロセスであって、
前記アルミニウムイオンを約７〜約１０のｐＨにおいてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させること、及び
前記Ａｌ（ＯＨ）３を、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによってＡｌＣｌ３に転換し、かつ、前記ＡｌＣｌ３を沈殿させること、及び
前記ＡｌＣｌ３を、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換するために効果的な条件のもとで加熱すること
を含むプロセスが提供される。
別の態様によれば、アルミニウムイオンを精製するためのプロセスであって、
前記アルミニウムイオンを約７〜約１０のｐＨにおいてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させること、及び
前記Ａｌ（ＯＨ）３を、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによってＡｌＣｌ３に転換し、前記ＡｌＣｌ３を沈殿させること、及び
前記ＡｌＣｌ３を、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換するために効果的な条件のもとで加熱し、かつ、必要な場合にはそのように生じるガス状ＨＣｌを回収すること
を含むプロセスが提供される。
別の態様によれば、アルミニウムを調製するためのプロセスであって、
前記アルミニウムイオンを約７〜約１０のｐＨにおいてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させること、
前記Ａｌ（ＯＨ）３を、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによってＡｌＣｌ３に転換し、かつ、前記ＡｌＣｌ３を沈殿させること、
前記ＡｌＣｌ３を、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換するために効果的な条件のもとで加熱すること、及び
前記Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換すること
を含むプロセスが提供される。
別の態様によれば、アルミニウムを調製するためのプロセスであって、
前記アルミニウムイオンを約７〜約１０のｐＨにおいてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させること、
前記Ａｌ（ＯＨ）３を、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによってＡｌＣｌ３に転換し、かつ、前記ＡｌＣｌ３を沈殿させること、
前記ＡｌＣｌ３を、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換するために効果的な条件のもとで加熱し、かつ、必要な場合にはそのように生じるガス状ＨＣｌを回収すること、及び
前記Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換すること
を含むプロセスが提供される。
別の態様によれば、アルミニウムイオンを精製するためのプロセスであって、
前記アルミニウムイオンを所与のｐＨ値においてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させること、及び
前記Ａｌ（ＯＨ）３を、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによってＡｌＣｌ３に転換し、前記ＡｌＣｌ３を沈殿させること、及び
前記ＡｌＣｌ３を、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換するために効果的な条件のもとで加熱し、かつ、必要な場合にはそのように生じるガス状ＨＣｌを回収すること
を含むプロセスが提供される。
別の態様によれば、アルミニウムを調製するためのプロセスであって、
前記アルミニウムイオンを所与のｐＨ値においてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させること、
前記Ａｌ（ＯＨ）３を、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによってＡｌＣｌ３に転換し、かつ、前記ＡｌＣｌ３を沈殿させること、
前記ＡｌＣｌ３を、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換するために効果的な条件のもとで加熱すること、及び
前記Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換すること
を含むプロセスが提供される。
別の態様によれば、アルミニウムを調製するためのプロセスであって、
前記アルミニウムイオンを所与のｐＨ値においてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させること、
前記Ａｌ（ＯＨ）３を、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによってＡｌＣｌ３に転換し、かつ、前記ＡｌＣｌ３を沈殿させること、
前記ＡｌＣｌ３を、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換するために効果的な条件のもとで加熱し、かつ、必要な場合にはそのように生じるガス状ＨＣｌを回収すること、及び
前記Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換すること
を含むプロセスが提供される。
別の態様によれば、本開示において規定されるようなプロセスによって得られるＡｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換することを含む、アルミニウムを調製するためのプロセスが提供される。
下記の図面では、例としてのみであるが、本開示の様々な実施形態が表される。
本開示によるプロセスの一例のブロック図を示す。 本開示によるプロセスの一例のブロック図を示す。 本開示によるプロセスの一例のブロック図を示す。 ＨＣｌを本開示に従って精製／濃縮するためのプロセスの一例の概略図である。 ＨＣｌを本開示に従って精製／濃縮するためのプロセスの一例の概略図である。
さらなる特徴及び利点が、例としてのみで、かつ、限定されない様式で例示されるような様々な実施形態の下記の記載からより容易に明らかになるであろう。
表現「赤泥」は本明細書中で使用される場合、アルミナの製造時に生じる産業廃棄産物を示す。例えば、そのような廃棄産物は、シリカ、アルミニウム、鉄、カルシウム、チタンを含有する可能性がある。そのような廃棄産物はまた、数々の微量構成成分、例えば、Ｎａ、Ｋ、Ｃｒ、Ｖ、Ｎｉ、Ｂａ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｐｂ、Ｚｎなどを含有する可能性がある。例えば、赤泥は、約１５重量％〜約８０重量％のＦｅ２Ｏ３、約１重量％〜約３５重量％のＡｌ２Ｏ３、約１重量％〜約６５重量％のＳｉＯ２、約１重量％〜約２０重量％のＮａ２Ｏ、約１重量％〜約２０重量％のＣａＯ、及び、約３５重量％までのＴｉＯ２を含む可能性がある。別の例によれば、赤泥は、約３０重量％〜約６５重量％のＦｅ２Ｏ３、約１０重量％〜約２０重量％のＡｌ２Ｏ３、約３重量％〜約５０重量％のＳｉＯ２、約２重量％〜約１０重量％のＮａ２Ｏ、約２重量％〜約８重量％のＣａＯ、及び、０重量％〜約２５重量％のＴｉＯ２を含む可能性がある。
表現「フライアッシュ」は本明細書中で使用される場合、燃焼において生じる産業廃棄産物を示す。例えば、そのような廃棄産物は、様々な元素、例えば、シリカ、酸素、アルミニウム、鉄、カルシウムを含有する可能性がある。例えば、フライアッシュは二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を含む可能性がある。例えば、フライアッシュはさらに、酸化カルシウム（ＣａＯ）及び／又は酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を含む可能性がある。例えば、フライアッシュは、煙道ガスとともに上昇する微細な粒子を含む可能性がある。例えば、フライアッシュが石炭の燃焼時に生じる可能性がある。例えば、フライアッシュはまた、ヒ素、ベリリウム、ホウ素、カドミウム、クロム、クロムＶＩ、コバルト、鉛、マンガン、水銀、モリブデン、セレン、ストロンチウム、タリウム及び／又はバナジウムから選ばれる少なくとも１つの元素を含む可能性がある。例えば、フライアッシュはまた、希土類元素を含む可能性がある。例えば、フライアッシュはアルミニウム含有材料であると見なすことができる。
表現「スラグ」は本明細書中で使用される場合、酸化アルミニウムと、場合により他の酸化物（例えば、カルシウム、マグネシウム、鉄及び／又は ケイ素の酸化物）とを含む産業廃棄産物を示す。
用語「ヘマタイト」は本明細書中で使用される場合、例えば、α−Ｆｅ２Ｏ３、γ−Ｆｅ２Ｏ３、β−ＦｅＯ．ＯＨ又はそれらの混合物を含む化合物を示す。
程度の用語、例えば、「約」及び「およそ」は本明細書中で使用される場合、修飾された用語のずれが、最終結果が有意に変化しないような妥当な量であることを意味する。程度のこれらの用語は、修飾される語句の趣旨が、修飾された用語の少なくとも±５％又は少なくとも±１０％のずれにより否定されないであろうならば、修飾された用語の少なくとも±５％又は少なくとも±１０％のずれを含むとして解釈されなければならない。
例えば、アルミニウムイオンをＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させることを、約９〜約１０のｐＨで、約９．２〜約９．８のｐＨで、約９．３〜約９．７のｐＨで、又は、約９．５のｐＨで行うことができる。
例えば、アルミニウムイオンを沈殿させることを、アルミニウムイオンを酸又は塩基と反応させることによって行うことができる。
例えば、酸は、Ｈ２ＳＯ４、ＨＣｌ、ＨＮＯ３などであることが可能である。
例えば、塩基は、ＮａＯＨ、ＫＯＨなどであることが可能である。
例えば、アルミニウムイオンを沈殿させることを、アルミニウムイオンをＡｌＣｌ３と反応させることによって行うことができる。
例えば、アルミニウムイオンを沈殿させることを、アルミニウムイオンを含む塩基組成物を酸と反応させることによって行うことができる。
例えば、アルミニウムイオンを沈殿させることを、アルミニウムイオンを含む塩基組成物をＨＣｌ及び／又はＡｌＣｌ３と反応させることによって行うことができる。
例えば、アルミニウムイオンを沈殿させることを、アルミニウムイオンを含む酸性組成物を塩基と反応させることによって行うことができる。
例えば、アルミニウムイオンを沈殿させることを、アルミニウムイオンを含む酸性組成物をＮａＯＨ及び／又はＫＯＨと反応させることによって行うことができる。
例えば、アルミニウムイオンの沈殿化を、約５０℃〜約７５℃の温度で、約５５℃〜約７０℃の温度で、又は、約６０℃〜約６５℃の温度で行うことができる。
例えば、アルミニウムイオンの第１の沈殿化を、アルミニウムイオンをＨＣｌ及び／又はＡｌＣｌ３と反応させることによって約７〜約１０のｐＨで行うことができ、かつ、第２の沈殿化が、アルミニウムイオンを、約７〜約９の値で、約７．５〜約８．５の値で、約７．８〜約８．２の値で、又は約８の値で維持される反応媒体においてＨＣｌ及び／又はＡｌＣｌ３と反応させることによって行われる。
例えば、アルミニウムイオンの第１の沈殿化を、アルミニウムイオンを含む塩基性組成物をＨＣｌと反応させることによって約７〜約１０のｐＨで行うことができ、かつ、第２の沈殿化が、アルミニウムイオンを、約７〜約９の値で、約７．５〜約８．５の値で、約７．８〜約８．２の値で、又は約８の値で維持される反応媒体においてＡｌＣｌ３と反応させることによって行われる。
例えば、Ａｌ（ＯＨ）３の形態のもとでの前記アルミニウムイオンの第１の沈殿化を、アルミニウムイオンをＨＣｌ及び／又はＡｌＣｌ３と反応させることによって約７〜約１０の前記ｐＨで行うことができ、かつ、Ａｌ（ＯＨ）３の形態のもとでのアルミニウムイオンの第２の沈殿化が、前記アルミニウムイオンを約７〜約９の値で維持される反応媒体においてＨＣｌ及び／又はＡｌＣｌ３と反応させることによって行われる。
例えば、アルミニウムイオンを、例えば、約７〜約１０であることが可能である所与のｐＨ値においてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させることができる。
例えば、第２の沈殿化を、約５０℃〜約７５℃の温度で、約５５℃〜約７０℃の温度で、又は、約６０℃〜約６５℃の温度で行うことができる。
例えば、ＨＣｌと反応させることは、ＨＣｌ中で温浸することを含むことができる。
例えば、ＨＣｌと反応させることは、ＨＣｌによりスパージング（sparging）することを含むことができる。
例えば、Ａｌ（ＯＨ）３をＡｌＣｌ３に転換することを、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによって行うことができ、前記ＨＣｌは、５モル／リットル〜約１４モル／リットルの濃度、６モル／リットル〜約１３モル／リットルの濃度、約７モル／リットル〜約１２モル／リットルの濃度、約８モル／リットル〜約１１モル／リットルの濃度、約９モル／リットル〜約１０モル／リットルの濃度、約９．２モル／リットル〜約９．８モル／リットルの濃度、約９．３モル／リットル〜約９．７モル／リットルの濃度、又は、約９．５モル／リットルの濃度を有する。
例えば、Ａｌ（ＯＨ）３をＡｌＣｌ３に転換することを、Ａｌ（ＯＨ）３を、約８０℃〜約１２０℃の温度で、約９０℃〜約１１０℃の温度で、約９５℃〜約１０５℃の温度で、又は、約９７℃〜約１０３℃の温度でＨＣｌと反応させることによって行うことができる。
例えば、得られたＡｌＣｌ３はイオン交換樹脂によって精製することができる。例えば、イオン交換樹脂はアニオン交換樹脂であることが可能である。
例えば、ＡｌＣｌ３を、約１００℃〜約１２０℃の温度において、約１０５℃〜約１１５℃の温度において、約１０８℃〜約１１２℃の温度において、又は、約１０９℃〜約１１１℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させることができる。
例えば、ＡｌＣｌ３を、真空下、約７０℃〜約９０℃の温度において、約７５℃〜約８５℃の温度において、又は、約７７℃〜約８３℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させることができる。
例えば、沈殿させられたＡｌＣｌ３はその後、精製水に可溶化させ、その後、再結晶化させることができる。
例えば、ＡｌＣｌ３を精製水に可溶化させることができ、この可溶化は、約３〜約４のｐＨで、又は、約３．２〜約３．８のｐＨで行われる。
例えば、ＡｌＣｌ３を沈殿させることが、ＡｌＣｌ３をＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で結晶化させることによって行われる。
例えば、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することを不活性雰囲気のもとで行うことができる。
例えば、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することを、窒素、アルゴン又はそれらの混合物の雰囲気のもとで行うことができる。
例えば、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することをスチーム（水蒸気）の雰囲気のもとで行うことができる。
例えば、ＨＣｌを回収することができる。
例えば、回収されたＨＣｌは精製及び／又は濃縮することができる。
例えば、回収されたＨＣｌはガス状ＨＣｌであることが可能であり、かつ、Ｈ２ＳＯ４により処理され、その結果、ガス状ＨＣｌに存在する水分量を低下させるようにすることができる。
例えば、回収されたＨＣｌはガス状ＨＣｌであることが可能であり、かつ、Ｈ２ＳＯ４の向流流れと接触しているように充填搭に通され、その結果、ガス状ＨＣｌに存在する水分量を低下させるようにすることができる。
例えば、搭には、ポリプロピレンテレフタラート又はポリトリメチレンテレフタラートを充填することができる。
例えば、ガス状ＨＣｌの濃度を、少なくとも５０％、６０％又は７０％増大させることができる。
例えば、ガス状ＨＣｌの濃度を、少なくとも５０％、６０％又は７０％にまで増大させることができる。
例えば、回収されたＨＣｌはガス状ＨＣｌであることが可能であり、かつ、ＣａＣｌ２により処理され、その結果、ガス状ＨＣｌに存在する水分量を低下させるようにすることができる。
例えば、回収されたＨＣｌはガス状ＨＣｌであることが可能であり、かつ、ＣａＣｌ２が充填される搭に通され、その結果、ガス状ＨＣｌに存在する水分量を低下させるようにすることができる。
例えば、ガス状ＨＣｌの濃度を、処理前の共沸点未満の値から、処理後には共沸点を超える値にまで増大させることができる。
例えば、ガス状ＨＣｌをＨ２ＳＯ４によって濃縮及び／又は精製することができる。例えば、ガス状ＨＣｌを、ガス状ＨＣｌがＨ２ＳＯ４の向流流れと接触させられる充填搭に通すことができる。例えば、そうすることによって、ＨＣｌの濃度を、少なくとも５０ｗｔ％、少なくとも６０ｗｔ％、少なくとも７０ｗｔ％、少なくとも７５ｗｔ％、少なくとも８０ｗｔ％、約５０ｗｔ％〜約８０ｗｔ％、約５５ｗｔ％〜約７５ｗｔ％、又は、約６０ｗｔ％増大させることができる。例えば、搭にはポリマー、例えば、ポリプロピレンテレフタラート又はポリトリメチレンテレフタラート（ＰＴＴ）を充填することができる。
例えば、ガス状ＨＣｌをＣａＣｌ２によって濃縮及び／又は精製することができる。例えば、ガス状ＨＣｌを、ＣａＣｌ２が充填される搭に通すことができる。
例えば、上記プロセスはさらに、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）をアルミニウムに転換することを含むことができる。アルミナのアルミニウムへの転換を、例えば、ホール・エルー法を使用することによって行うことができる。様々な特許及び特許出願（例えば、米国特許出願公開第２０１０００６５４３５号、同第２００２００５６６５０号、米国特許第５，８７６，５８４号、同第６，５６５，７３３号）におけるそのような周知のプロセスが参照される。転換はまた、他のプロセスによって行うことができ、例えば、米国特許第７，８６７，３７３号、同第４，２６５，７１６号、同第６，５６５，７３３号に記載されるプロセス（アルミナを硫化アルミニウムに転換し、その後、硫化アルミニウムをアルミニウムに転換するプロセス）によって行うことができる。
例えば、ガス状ＨＣｌをＬｉＣｌによって濃縮及び／又は精製することができる。例えば、ガス状ＨＣｌを、ＬｉＣｌが充填される搭に通すことができる。
例えば、ＨＣｌを、熱が塩化アルミニウムの分解からもたらされる精留搭に通して蒸留することができる。例えば、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への転換から生じるＨＣｌをその後、必要な場合には、（例えば、精留搭における）蒸留によって精製することができる。そのようなＨＣｌは、ＡｌＣｌ３のＡｌ２Ｏ３への転換から生じるので、既に高温である。同じことをまた、他の金属塩化物、希土類塩化物又は希金属塩化物をそれらの対応する酸化物に転換するときに行うことができる。分解リアクター及び／又は焼成リアクターは、そして、どのような噴霧型ばい焼デバイスからでも（例えば、塩化マグネシウム、混合酸化物塩化物は）搭のリボイラーに供給することができる。
例えば、Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換することをホール・エルー法によって行うことができる。
例えば、Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換することを、Ａｌ２Ｏ３をＡｌ２Ｓ３に転換し、かつ、その後、Ａｌ２Ｓ３をアルミニウムに転換することによって行うことができる。
例えば、アルミニウムイオンを様々な様式から得ることができる。例えば、アルミニウムイオンを、アルミニウム含有材料を浸出することによって得ることができる。
例えば、アルミニウム含有材料はアルミニウム含有鉱石であることが可能である。アルミニウム含有鉱石を、アルミノケイ酸塩鉱物、粘土、粘土質岩、霞石、泥岩、緑柱石、氷晶石、ざくろ石、スピネル、カオリン、ボーキサイト及びそれらの混合物から選ぶことができる。アルミニウム含有鉱物はまた、再利用された産業用アルミニウム含有材料（例えば、スラグ）であることが可能である。アルミニウム含有材料はまた、赤泥又はフライアッシュであることが可能である。
例えば、アルミニウムイオンを、上記アルミニウム含有材料を浸出することによって得ることができる。
例えば、アルミニウム含有材料は、アルミナ、水酸化アルミニウム、塩化アルミニウム又はアルミニウム金属（すなわち、その金属形態でのアルミニウム）であることが可能である。
例えば、アルミニウムイオンを、
アルミニウム含有材料を、浸出液及び固体残渣を得るように酸により浸出すること、並びに
前記浸出液を前記固体残渣から分離すること
によって得ることができる。
例えば、アルミニウムイオンを、
アルミニウム含有材料を、浸出液及び固体残渣を得るように酸により浸出すること、
前記浸出液を前記固体残渣から分離すること、並びに
前記浸出液を塩基と反応させること
によって得ることができる。
例えば、アルミニウムイオンを、
鉄イオン（例えば、Ｆｅ２＋及び／又はＦｅ３＋）を含むアルミニウム含有材料を、浸出液及び固体残渣を得るように酸により浸出すること、
必要な場合には前記鉄イオンの少なくとも一部を前記浸出液から除くこと、並びに
前記浸出液を前記固体残渣から分離すること
によって得ることができる。
例えば、アルミニウムイオンを、
鉄イオン（例えば、Ｆｅ２＋及び／又はＦｅ３＋）を含むアルミニウム含有材料を、浸出液及び固体残渣を得るように酸により浸出すること、
必要な場合には前記鉄イオンの少なくとも一部を前記浸出液から除くこと、
前記浸出液を前記固体残渣から分離すること、並びに
前記浸出液を塩基と反応させること
によって得ることができる。
例えば、鉄イオンの沈殿化を、１０．５〜１４．０の間に含まれるｐＨで、１０．５〜１３．０の間に含まれるｐＨで、１０．５〜１２．０の間に含まれるｐＨで、１０．５〜１１．５の間に含まれるｐＨで、又は、１０．５〜１１の間に含まれるｐＨで行うことができる。
例えば、鉄イオンの沈殿化を、少なくとも約１０．０のｐＨで、少なくとも約１０．５のｐＨで、少なくとも約１１．０のｐＨで、少なくとも約１１．５のｐＨで、少なくとも約１２．０のｐＨで、約１０．５〜約１４．５のｐＨで、約１０．５〜約１１．０のｐＨで、約１１．０〜約１４．０のｐＨで、約１１．０〜約１３．０のｐＨで、又は、約１１．０〜約１２．０のｐＨで行うことができる。
例えば、鉄イオンの沈殿化を、約１０．８〜約１１．８のｐＨで、約１１〜約１２のｐＨで、約１１．５〜約１２．５のｐＨで、約１１．０〜約１１．６のｐＨで、約１１．２〜約１１．５のｐＨで、約１０．５〜約１２のｐＨで、約１１．５〜約１２．５のｐＨで、又は、約１１．８〜約１２．２のｐＨで、約１１．０のｐＨで、約１１．１のｐＨで、約１１．２のｐＨで、約１１．３のｐＨで、約１１．４のｐＨで、約１１．５のｐＨで、約１１．６のｐＨで、約１１．７のｐＨで、約１１．８のｐＨで、約１１．９のｐＨで、又は、約１２．０のｐＨで行うことができる。
例えば、アルミニウムイオンを、
アルミニウム含有材料を、アルミニウムイオン及び他の金属イオンを含む組成物を得るように酸により浸出すること、並びに
前記他の金属イオンを、前記他の金属イオンの少なくとも一部を実質的には選択的に沈殿させることによって前記組成物から少なくとも部分的に除くこと
によって得ることができる。
例えば、アルミニウムイオンを、
アルミニウム含有材料を、アルミニウムイオン及び他の金属イオンを含む組成物を得るように酸により浸出すること、並びに
前記他の金属イオン又は前記アルミニウムイオンを前記組成物から少なくとも実質的には選択的に除くこと
によって得ることができる。
例えば、他の金属イオン又はアルミニウムイオンの除去を、例えば、沈殿化、必要な場合には抽出剤の使用を伴う液−液抽出による抽出及び／又は単離によって行うことができる。
例えば、アルミニウムイオンを、
アルミニウム含有材料を、アルミニウムイオン及び他の金属イオンを含む組成物を得るように酸により浸出すること、並びに
前記他の金属イオン又は前記アルミニウムイオンを、前記他の金属イオン又は前記アルミニウムイオンを前記組成物から実質的には選択的に沈殿させることによって前記組成物から少なくとも実質的には選択的に除くこと
によって得ることができる。
例えば、アルミニウムイオンを、
アルミニウム含有材料を、アルミニウムイオン及び他の金属イオンを含む組成物を得るように酸により浸出すること、並びに
前記他の金属イオン又は前記アルミニウムイオンを、前記他の金属イオン又は前記アルミニウムイオンを前記組成物から実質的には選択的に沈殿させることによって前記組成物から少なくとも実質的には選択的に除くこと
によって得ることができる。
他の金属イオンは、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｉｎ、希土類元素及び希金属などから選ばれる少なくとも１つの金属に由来するイオンであることが可能である。
例えば、希土類元素は、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムから選ぶことができる。例えば、少なくとも１つの希金属を、インジウム、ジルコニウム、リチウム及びガリウムから選ぶことができる。これらの希土類元素及び希金属は、様々な形態であることが可能であり、例えば、元素状形態（又は金属状形態）、又は、塩化物、酸化物、水酸化物などの形態であることが可能である。
例えば、アルミニウムイオンを、
アルミニウム含有材料を、アルミニウムイオンを含む浸出液と固形物とを得るように酸により浸出し、かつ、前記固形物を前記浸出液から分離すること、及び
前記浸出液を、液体と、前記アルミニウムイオンをＡｌＣｌ３の形態で含む沈殿物とを得るようにＨＣｌと反応させ、かつ、前記沈殿物を前記液体から分離すること
によって得ることができる。
アルミニウム含有材料を浸出するために使用される酸は、ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３又はそれらの混合物であることが可能である。２つ以上の酸を混合物として、又は別個に使用することができる。これらの酸により生じる溶液は様々な濃度で使用することができる。例えば、高濃度溶液を使用することができる。例えば、６Ｍ又は１２ＭのＨＣｌを使用することができる。例えば、約６Ｍ〜約１２ＭのＨＣｌを使用することができる。例えば、１００％ｗｔまでのＨ２ＳＯ４を使用することができる。
浸出を加圧下で行うことができる。例えば、圧力は、約１０ｐｓｉｇ〜約３００ｐｓｉｇ、約２５ｐｓｉｇ〜約２５０ｐｓｉｇ、約５０ｐｓｉｇ〜約２００ｐｓｉｇ、又は、約５０ｐｓｉｇ〜約１５０ｐｓｉｇであることが可能である。浸出を約３０分間〜約５時間にわたって行うことができる。浸出を、約６０℃〜約３００℃の温度で、約７５℃〜約２７５℃の温度で、又は、約１００℃〜約２５０℃の温度で行うことができる。
例えば、浸出を、約０．５〜約２．５のｐＨで、約０．５〜約１．５のｐＨで、又は、約１のｐＨで行うことができ、その後、鉄が存在するときには、鉄を、少なくとも約９．５、１０、１０．５、１１、１１．５のｐＨで沈殿させることができ、その後、アルミニウムを、約７〜約１１のｐＨで、約７．５〜約１０．５のｐＨで、又は、約８〜約９のｐＨで沈殿させることができる。
浸出を、加圧下、オートクレーブ内に行うことができる。例えば、浸出を、５ＫＰａ〜約８５０ＫＰａの圧力で、５０ＫＰａ〜約８００ＫＰａの圧力で、１００ＫＰａ〜約７５０ＫＰａの圧力で、１５０ＫＰａ〜約７００ＫＰａの圧力で、２００ＫＰａ〜約６００ＫＰａの圧力で、又は、２５０ＫＰａ〜約５００ＫＰａの圧力で行うことができる。浸出を、少なくとも８０℃の温度で、少なくとも９０℃の温度で、又は、約１００℃〜約１１０℃の温度で行うことができる。ある特定の場合には、浸出を、ある特定の鉱石における抽出収率を増大させるように、より高い温度で行うことができる。
浸出後、様々な塩基を、ｐＨを上げるために使用することができ、例えば、ＫＯＨ、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）２、ＣａＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、ＮａＨＣＯ３又はそれらの混合物を使用することができる。
例えば、鉄イオンが存在するときには、鉄イオンを沈殿させることができる。鉄イオンを沈殿させるときには、鉄イオンをイオン沈殿化によって沈殿させることができ、鉄イオンが、様々な塩、水酸化物又はそれらの水和物の形態で沈殿し得る。例えば、鉄イオンを、Ｆｅ（ＯＨ）３、Ｆｅ（ＯＨ）２、ヘマタイト、ジオタイト（geotite）、ジャロサイト又はそれらの水和物として沈殿させることができる。
例えば、アルミニウムイオンを沈殿させることができる。アルミニウムイオンを沈殿させるときには、アルミニウムイオンをイオン沈殿化によって沈殿させることができ、アルミニウムイオンが、様々な塩（例えば、塩化物又は硫酸塩）又は水酸化物或いはそれらの水和物の形態で沈殿し得る。例えば、アルミニウムイオンを、Ａｌ（ＯＨ）３、ＡｌＣｌ３、Ａｌ２（ＳＯ４）３又はそれらの水和物として沈殿させることができる。
例えば、上記プロセスは、アルミニウムイオンを、ｐＨを約７〜約１０の値又は約８〜約１０の値で調節することによって沈殿させることを含むことができる。上記プロセスはさらに、アルミニウムイオンの沈殿化を促進させるために効果的である沈殿化剤を加えることを含むことができる。例えば、沈殿化剤はポリマーであることが可能である。例えば、沈殿化剤はアクリルアミドポリマーであることが可能である。
例えば、鉄イオンを、Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋及びそれらの混合物の形態で沈殿させることができる。
例えば、沈殿させられた鉄イオンは、Ｆｅ（ＯＨ）２、Ｆｅ（ＯＨ）３又はそれらの混合物の形態であることが可能である。
例えば、上記プロセスは、上記プロセスの期間中に得られる乾燥した個々の塩（例えば、Ｎａ塩又はＫ塩）をＨ２ＳＯ４と反応させ、かつ、ＨＣｌを回収し、その一方で、市場性のあるＫ２ＳＯ４及びＮａ２ＳＯ４を製造し、かつ、約１５％ｗｔ〜約９０％ｗｔである塩酸を回収することを含むことができる。
例えば、上記プロセスで製造される塩化ナトリウムは、硫酸ナトリウムが得られ、かつ、塩酸が再生されるように硫酸との化学反応を受けることができる。塩化カリウムは、硫酸カリウムが得られ、かつ、塩酸が再生されるように硫酸との化学反応を受けることができる。塩化ナトリウム及び塩化カリウムのブライン溶液は代替では、適合化された小型のクロル−アルカリ電解セルへの供給材料とすることができる。この後者の場合には、一般的な塩基（ＮａＯＨ及びＫＯＨ）及び漂白剤（ＮａＯＣｌ及びＫＯＣｌ）が製造される。
例えば、上記プロセスはさらに、希土類元素及び／又は希金属を回収した後で、ＮａＣｌを液体から回収し、このＮａＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させ、Ｎａ２ＳＯ４を実質的には選択的に沈殿させることを含むことができる。
例えば、上記プロセスはさらに、希土類元素及び／又は希金属を回収した下流側で、ＫＣｌを液体から回収し、このＫＣｌをＨ２ＳＯ４と反応させ、Ｋ２ＳＯ４を実質的には選択的に沈殿させることを含むことができる。
例えば、上記プロセスはさらに、希土類元素及び／又は希金属を回収した下流側で、ＮａＣｌを液体から回収し、電気分解を行って、ＮａＯＨ及びＮａＯＣｌを生じさせることを含むことができる。
例えば、上記プロセスはさらに、希土類元素及び／又は希金属を回収した下流側で、ＫＣｌを液体から回収し、このＫＣｌを反応させ、電気分解を行って、ＫＯＨ及びＫＯＣｌを生じさせることを含むことができる。
例えば、上記プロセスはさらに、上記ＮａＣｌを、Ｎａ２ＳＯ４を実質的には選択的に沈殿させるようにＨ２ＳＯ４と反応させることを含むことができる。
例えば、上記プロセスはさらに、上記ＫＣｌを、Ｋ２ＳＯ４を実質的には選択的に沈殿させるようにＨ２ＳＯ４と反応させることを含むことができる。
例えば、上記プロセスはさらに、上記ＮａＣｌの電気分解を、ＮａＯＨ及びＮａＯＣｌを生じさせるために行うことを含むことができる。
例えば、上記プロセスはさらに、上記ＫＣｌの電気分解を、ＫＯＨ及びＫＯＣｌを生じさせるために行うことを含むことができる。
例えば、製造されたＮａＣｌは、Ｈ２ＳＯ４との化学反応を受けて、Ｎａ２ＳＯ４と、共沸濃度又はそれ以上の濃度でのＨＣｌとを生じさせることができる。そのうえ、ＫＣｌは、Ｈ２ＳＯ４との化学反応を受けて、Ｋ２ＳＯ４と、共沸濃度を超える濃度を有するＨＣｌとを生じさせることができる。塩化ナトリウム及び塩化カリウムのブライン溶液は、適合化された小型のクロル−アルカリ電解セルへの供給材料とすることができる。この後者の場合には、一般的な塩基（ＮａＯＨ及びＫＯＨ）及び漂白剤（ＮａＯＣｌ及びＫＯＣｌ）が、ＨＣｌと同様に製造される。
様々な選択肢が、ＨＣｌを回収するという目的とともに、ＮａＣｌ及びＫＣｌを転換するために利用可能である。一例として、ＮａＣｌ及びＫＣｌを高濃度の硫酸（Ｈ２ＳＯ４）と接触させることが可能であり、これにより、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）及び硫酸カリウム（Ｋ２ＳＯ４）がそれぞれ生じ、かつ、ＨＣｌが、９０％ｗｔを超える濃度で再生される。別の一例が、塩化ナトリウム及び塩化カリウムのブライン溶液を適合化された小型のクロル−アルカリ電解セルへの供給材料として使用することである。この後者の場合には、一般的な塩基（ＮａＯＨ及びＫＯＨ）及び漂白剤（ＮａＯＣｌ及びＫＯＣｌ）が製造される。ＮａＣｌ及びＫＣｌの両方のブラインの電気分解が、電流が、要求される化学反応を満たすために調節される異なるセルにおいて行われる。両方の場合において、電気分解は、ブラインが高電流に付され、かつ、塩基（ＮａＯＨ又はＫＯＨ）が塩素（Ｃｌ２）及び水素（Ｈ２）とともに生じる二段階プロセスである。その後Ｈ２及びＣｌ２は、気相（１００％ｗｔ．）での高濃度の酸が生じる一般的な火炎に付され、この酸は、例えば、乾燥した高濃度の酸を必要とする段階においてそのまま使用することができる。
本開示のプロセスから回収されるＮａＣｌは、例えば、ＳＯ２と反応させて、その結果、ＨＣｌ及びＮａ２ＳＯ４を生じさせるようにすることができる。発熱反応であるそのような反応は、タービンを作動させ、かつ、最終的には電気を生じさせるために使用することができるスチームを発生させることができる。
例えば、スチーム（又は水蒸気）を注入することができ、プラズマトーチを、流動化を支援するために使用することができる。
例えば、スチーム（又は水蒸気）を注入することができ、プラズマトーチを、流動化を支援するために使用することができる。
例えば、スチーム（又は水蒸気）は過熱することができる。
例えば、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することは、焼成を一酸化炭素（ＣＯ）によって行うことを含むことができる。
例えば、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することは、焼成を精油所燃料ガス（ＲＦＧ）によって行うことを含むことができる。
例えば、焼成を、水蒸気又はスチームを注入することによって、並びに／或いは、化石燃料、一酸化炭素、精油所燃料ガス、石炭、又は、塩素化ガス及び／若しくは塩素化溶媒から選ばれる燃焼源を使用することによって行うことができる。
例えば、焼成をロータリーキルンによって行うことができる。
例えば、焼成を、水蒸気又はスチームを注入することによって、並びに／或いは、天然ガス又はプロパンから選ばれる燃焼源を使用することによって行うことができる。
例えば、焼成を、電気的加熱、ガス加熱、マイクロ波加熱によって熱を与えることによって行うことができる。
例えば、焼成を、電気的方法を使用することによって行うことができる。
例えば、流動床リアクターは、金属塩化物から選ばれる金属触媒を含むことができる。
例えば、流動床リアクターは、ＦｅＣｌ３、ＦｅＣｌ２又はそれらの混合物である金属触媒を含むことができる。
例えば、流動床リアクターは、ＦｅＣｌ３である金属触媒を含むことができる。
例えば、予熱系はプラズマトーチを含むことができる。
例えば、スチームを流動化媒体加熱として使用することができる。加熱はまた、電気的であることが可能である。
例えば、プラズマトーチを、焼成リアクターを予熱するために使用することができる。
例えば、プラズマトーチを、焼成リアクターに入る空気を予熱するために使用することができる。
例えば、プラズマトーチを、流動床を予熱するために使用することができる。
例えば、焼成媒体は、Ｏ２（又は酸化）に関して実質的に中性であることが可能である。例えば、焼成媒体は還元（例えば、約１００ｐｐｍのＣＯの濃度）に有利に働くことができる。
例えば、焼成媒体は、Ｃｌ２の形成を防止するために効果的である。
例えば、上記プロセスは、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏを、下記のガスを含むガス混合物の燃焼によってもたらされるＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの焼成を行うことによってＡｌ２Ｏ３に転換することを含むことができる：
ＣＨ４：０％ｖｏｌ〜約１％ｖｏｌ；
Ｃ２Ｈ６：０％ｖｏｌ〜約２％ｖｏｌ；
Ｃ３Ｈ８：０％ｖｏｌ〜約２％ｖｏｌ；
Ｃ４Ｈ１０：０％ｖｏｌ〜約１％ｖｏｌ；
Ｎ２：０％ｖｏｌ〜約０．５％ｖｏｌ；
Ｈ２：約０．２５％ｖｏｌ〜約１５．１％ｖｏｌ；
ＣＯ：約７０％ｖｏｌ〜約８２．５％ｖｏｌ；及び
ＣＯ２：約１．０％ｖｏｌ〜約３．５％ｖｏｌ。
そのような混合物は、１５．３％〜１６．３％のオフガス体積における減少のために効率的であり得る；したがって、１５．３％〜１６．３％の生産量増大が循環式流動床の実際の運転で判明した。したがって、同じ流れについて、循環式流動床は、０．６５＊１６．３％＝１０．６％のＯｐｅｘを表す。
例えば、流動床における（［Ｎｍ３／ｈ］／［Ｎｍ３／ｈ］）の空気対天然ガス比を約９．５〜約１０とすることができる。
例えば、流動床における（［Ｎｍ３／ｈ］／［Ｎｍ３／ｈ］）の空気対ＣＯガス比を約２〜約３とすることができる。
例えば、上記プロセスは、アルミニウム含有材料を浸出する前に、場合によりアルミニウム含有材料に含有されるフッ素を浸出前に除くことを含むことができる。
例えば、上記プロセスは、アルミニウム含有材料を、アルミニウムイオンを含む浸出液と固形物とを得るようにＨＣｌにより浸出すること、前記固形物を前記浸出液から分離すること、及び、さらに、前記固形物を、ＳｉＯ２を前記固形物に含有されるＴｉＯ２から分離するように処理することを含むことができる。
例えば、上記プロセスは、アルミニウム含有材料を、アルミニウムイオンを含む浸出液と固形物とを得るようにＨＣｌにより浸出すること、前記固形物を前記浸出液から分離すること、及び、さらに、前記固形物を、ＳｉＯ２を前記固形物に含有されるＴｉＯ２から分離するようにＨＣｌにより処理することを含むことができる。
下記の実施例は非限定的である。
実施例１
アルミニウム含有材料サンプルから抽出されるアルミニウムイオンの精製
粘土質岩
粘土質岩をボールグラインダーにおいて湿潤相で粉砕する（図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃにおける（１）を参照のこと）。水と、鉱山に由来する粗く破砕された粘土質岩との混合物を、鉱物が１００ミクロン未満にされるボールグラインダーに入れる。泥が、良好な均質性を保証する２つのインペラーが取り付けられるミキサーの中に重力によって落下する。混合物が所望の密度に達したとき、ミキサーの内容物が、泥をオートクレーブに供給するために役立つことになる集積バンカーにポンプで送られる。バンカーが、次回の回分処理のために必要とされる泥の量に達したとき、粉砕は待機にされる。
酸
浸出（２）に供給される酸は２つの供給源に由来する。その主要な部分が、高純度アルミナプロセスに由来する再利用された廃酸である。この酸は、２０ｗｔ．％前後〜２２ｗｔ．％の塩酸（ＨＣｌ）と、１０％〜１１％のＡｌＣｌ３とを含有する。過剰な酸が要求されるならば、少量の新しい３６％の酸が使用される。
浸出
粘土質岩の泥と酸とが化学量論的割合で３２ｍ３のオートクレーブに供給される。その後、オートクレーブは密封され、十分に混合され、スチーム供給ジャケットとの間接的接触によって加熱される。温度が上昇するにつれ、スチーム圧力が、反応が１７５℃の温度及び７．５ｂａｒｇ前後の圧力に達するように増大する。浸出サイクルが終了したとき、粘土質岩に含有される金属が塩化物に転換される。その後、混合物はリアクタージャケットにおける冷却水との間接的接触によって冷却される。混合物が７０℃〜８０℃に達したとき、浸出された泥が、連通管で維持される２つのバッファーリザーバーに空気圧によって移される。その後、リアクターは空であり、別の浸出サイクルを開始することができる。
シリカ泥
浸出された泥は、主として、様々な金属塩化物からなる溶液に懸濁されている純化されたシリカ（ＳｉＯ２）（３ａ）である固相を含有する。泥はインペラーによってリザーバーにおいて懸濁状態で保たれる。泥が、分離目的のための二重のモードで稼動する２つのフィルタープレスに連続的に供給される（３）。
シリカのろ過
２つのフィルタープレスは同一であり、完全に自動化された方式で稼動する。開放、閉鎖及びケーク排出の各機能が機械化されており、同様に、一組の自動コックが、流体の流速を制御することを可能にしている。それぞれのフィルターが、時間においてずれるが、下記の段階を経る：準備、ろ過、圧縮、洗浄及び乾燥、ケークを抜き取って、準備モードに戻ること。
準備は、水に懸濁されるろ過助剤の前置層を供給することにある。混合物が前置層タンクにおいて調製される。ポンプの助けを借りて、混合物がフィルターのプレートの間に供給され、タンクに戻される。リターン水が透明であり、かつ、混合物のすべてが循環させられたとき、フィルターはろ過サイクルのための準備が整っている。
ろ過モードにおいて、浸出された泥の懸濁物がポンプによってバッファーリザーバーからフィルターに供給される。存在する前置層は、泥に存在する固形物のほとんどすべてを阻止することを可能にしており、生じたろ液は、懸濁されている粒子を含まない。母液が、鉄沈殿化段階（４）にポンプ送出されるためにバッファーリザーバーに送られる。泥が、フィルター圧力が限界圧力に達するまでプレートの間に蓄積する。
その後、フィルタープレスは圧縮モードに切り替わる。泥をろ過中に依然として受け取りながら、フィルタープレートの間にある油圧式メンブランが、より多くのろ液をケークから取り出すために加圧される。この段階は、より一定の流速を維持すること、及び、ケークの液体含有量を低下させることの両方を可能にする。最後に、フィルタープレスはその飽和に達する。第２のフィルタープレスがろ過モードに置かれるとき、第１のフィルタープレスは洗浄／乾燥モードに入る。
洗浄のために、水が、ケークに含有される液体と入れ替わるためにプレートの間に供給される。母液への異物混入を防止するために、洗浄液はバッファーリザーバーに戻され、ろ過中の泥と混合される。この後、ケークは、圧縮空気をプレートの間に通すことによって乾燥させられる。
サイクルが完了すると、フィルタープレスは油圧ジャッキによって開けられ、プレートが、自動化された機械的デバイスによって１つずつ引き離される。プレートが引き離されている間に、ケークが、フィルターの真下にあるシュートの中に重力によって落下することになる。
シリカケークの中和
洗浄されたケークが、固形物のｐＨが測定されるブレードミキサーに送られる。６．５を超えるｐＨが、分注ポンプを用いた苛性ソーダの添加によって維持される。中和及び均質化が行われた混合物はその後、２０立方ヤードの無蓋セミトレーラーに運ばれ、その後、廃棄のために輸送される。
水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）及びヘマタイト（Ｆｅ２Ｏ３）の調製
図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃは類似している。図１Ａ及び図１Ｃのプロセスはヘマタイトの製造を記載し（４及び４ｂを参照のこと）、一方、図１Ｂのプロセスは水酸化鉄の製造を記載する（４’及び４ｂ’を参照のこと）。図１Ｃでは、再循環に関わるか、又は、ＨＣｌを再使用するいくつかのさらなる工程が提供される。そのうえ、図１Ｃは、さらなる工程（１８、１９及び２０）を含む。工程１８は、少なくとも１つの希土類元素及び／又は少なくとも１つの希土類金属を（例えば、塩化物の形態で）回収するようにイオン交換樹脂にさらに通すことに関連する。工程１９において、少なくとも１つの希土類元素又は少なくとも１つの希土類金属が焼成を経ており、その後、当該少なくとも１つの希土類元素及び／又は少なくとも１つの希土類金属の酸化物形態が工程１９ａにおいて回収される。
母液が、カートリッジフィルターを通って第１の鉄沈殿化リアクターに一定の速度でポンプ送液される（４及び４’）。このリザーバーは十分に混合され、温度が、加熱用コイルの助けを借りて６５℃に制御される。ｐＨが絶えず計測され、溶液は、分注ポンプの助けを借りて５０％苛性ソーダの添加によって、ｐＨ＝１２で維持される。この沈殿化反応は塩化鉄及び他の金属塩化物を水酸化物に転換し、これにより、固体結晶の沈殿化及び集塊化が徐々に引き起こされる。水酸化鉄が最終的にはヘマタイトに転換され得る（４及び４ｂを参照のこと）。その後、液は２つの他の沈殿化リアクターに連続して供給され、このとき、ｐＨがまた、苛性ソーダの添加によって制御され、かつ、温度がコイルによって維持される。最後のリアクターから出たとき、液は重力デカンターに供給される。ヘマタイトの調製を国際特許出願ＰＣＴ／ＣＡ２０１２／０００５４１（２０１２年６月４日出願）に記載されるように行うことができる。
重力デカンターの目的は、最大結晶の濃厚な泥を生じさせることである。これらの結晶は、第１の沈殿化リアクターにおけるシード添加のために役立つであろう。シード添加を、より大きく、かつ、ろ過がより容易である沈殿物（（ヘマタイト）（４ｂ）又は（水酸化鉄）（４ｂ’））の生成を促進させるためにこのタイプのリアクターにおいて使用することができる。
ヘマタイトのろ過が、シリカのために使用されるフィルタープレスと類似している２つの自動化されたフィルタープレスの助けを借りて行われる。機能上の記載については、シリカのろ過に割り当てられる節を参照されたい。母液が、アルミニウム沈殿化リアクターにポンプで送られるためにバッファーリザーバーに送られる。
洗浄されたケークが、固形物のｐＨが計測されるブレードミキサーに送られる。８未満のｐＨが、分注ポンプの助けを借りて塩酸（ＨＣｌ）の添加によって維持される。中和及び均質化が行われた混合物はその後、２０立方ヤードの無蓋セミトレーラーに運ばれ、廃棄のために輸送される。
一次アルミニウム及び二次アルミニウムの沈殿化
アルミニウムの一次沈殿化（５）は鉄の沈殿化と類似することができる。しかしながら、母液のｐＨが、ＨＣｌを加えることによって９．５に調節される。母液からはすべての他の金属が除かれているので、得られた沈殿物は白色であり、かつ、純度が少なくとも９８．５％である。
母液が、水酸化アルミニウムの沈殿化（５）のためにガードフィルターを通って第１の主リアクターに一定の速度でポンプ送液される。このリザーバーはインペラーによって懸濁状態で維持され、温度が、加熱用コイルの助けを借りて６５℃で制御される。ｐＨが絶えず計測され、溶液が、分注ポンプを使用してＨＣｌの添加によって、ｐＨ＝９．５で維持される。この沈殿化反応は、水酸化アルミニウムを得ることを可能にし（５）、これにより、固体結晶の沈殿化及び集塊化が徐々にもたらされる。その後、液は、ｐＨがまた、酸の添加によって制御され、かつ、温度がコイルによって維持される２つの他の沈殿化リアクターに連続して供給される。最後のリアクターから出たとき、液は重力デカンターに供給される。
二次沈殿化を必要に応じて、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）を、本開示において記載されるプロセスのさらなる段階に由来する塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）の流れから製造するために行うことができる。この二次リアクターは十分に混合され、５０％苛性ソーダの添加によって８．０のｐＨで維持される。中和は非常に発熱性であるので、リアクターはコイルによって冷却される。リアクターから出たとき、二次液は、主沈殿化リアクターに供給するために母液と一緒にされる。
重力デカンターの目的は、最大結晶の濃厚な泥を生じさせることである。これらの結晶は、結晶化の種を加えるためにデカンターの底から第１の沈殿化リアクターにポンプで送られる。
泥の残部及びデカンターの上清液が、混合物が遠心分離機タイプの分離器／洗浄器にポンプで送られることになるリパルピング（repulping）タンクに送られる。
泥が分離器に回分処理単位で供給される。遠心分離機型分離器が、１５００回転／分（ｒｐｍ）前後の速度で回転するドラムから構成される。この作用は、固形物が排除され、そして、液が最初に追い出され、続いて、洗浄が、水がケーク表面で微粒子化することにより行われることを可能にする。その場合、溶解塩が、許容可能な純度にまで液体の中に移動させられる。回分処理物が洗浄されると、固形物はコンベアーによって、バッファーホッパーを介してプレート型乾燥機に供給される。
プレート型乾燥機には、湿った水酸化アルミニウムが絶えず供給される。固形物が、回転しているレーキのために１つのプレートから別のプレートに次々に落ちる。スチームにより、プレートが加熱され、水分をケークから穏やかに蒸発させることができる。乾燥機からの底部出口において、水酸化アルミニウムは２％未満の水分を含有する。粉末が希薄相で空気コンベアーシステムのホッパーに送られる。その後、粉末はＨＰＡプロセスの貯蔵サイロに運ばれる。
（Ａｌ（ＯＨ）３）の溶解／ＡｌＣｌ３の結晶化
水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）（２ｗｔ．％の水分、最大で５ｗｔ．％）を、例えば、空気圧系及び装入スクリューを組み合わせる分配システムの助けを借りて第１のリアクターに供給した。分配システムの空気圧部分は固形物の流動化を可能にし、かつ、装入スクリューに至るその流れを容易にする。水酸化アルミニウムを溶解する（又は温浸する）反応（これは熱によって活性化される）が、濃塩酸（３７ｗｔ．％のＨＣｌ）、廃酸及び精製水の存在下で生じる（６）。
装入シーケンスが、第１のリアクターを満たしている期間中に使用される。まず最初に、ナノ水部門に由来する精製水がリアクターに供給される。この後、酸が加えられる。例えば、新しい酸（３７％のＨＣｌ）が加えられる。酸はまた、例えば、第１の晶析装置のストレーナーの洗浄残渣に由来する廃酸（希ＨＣｌ）（８）、及び／又は、他方で、第２の晶析装置からの出口におけるろ過から得られるろ液に由来する廃酸（１２）（これは塩化アルミニウムに富む）を含むことができる。（６）において、水及び酸が、得られた溶液が９．５Ｍ（２９．３ｗｔ．％）の濃度に達するような割合でリアクターに加えられる。リアクターにおける液体のレベルが、かき混ぜ機ブレードの第１のレベルを覆うために十分であるとき、固形物（水酸化物）の供給が始まる。溶解リアクターは二重壁であり、熱の流入が飽和蒸気を介して生じる。このリアクターには同様に、バッフル、同様にまた、タービンタイプの二段ブレード型かき混ぜ機が、酸溶液における固形物の均一な分散を保証し、かつ、Ａｌ（ＯＨ）３が溶解することを容易にするために取り付けられる。（６）におけるこの温浸用リアクターにおいて、水酸化アルミニウムは塩酸の作用のもと、塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ３）に変換される。この反応は熱によって活性化され、約３時間にわたって続き（約９０℃〜約１１０℃の操作温度）、これにより、水酸化アルミニウムが塩化アルミニウムに変換される。温浸装置の結果はまた、イベンツコレクター（events collector）につなぐことができ、そして、集中清浄器（central purifier）に送ることができる。
水酸化物が溶解されると、塩化アルミニウムの溶液が、２回分以上の回分処理物が結晶化に移る前に集まり得るタンクに一時的に移される。このタンクからの出口において、塩化アルミニウムの溶液は、設備の水酸化物部分に由来する残留不純物（シリカ、鉄及びナトリウム）を除くためにろ過及び／又は精製することができる（７）。例えば、溶液は少なくとも１つの交換樹脂（例えば、アニオン交換樹脂）によって精製することができる。アニオン交換樹脂は、例えば、Ｐｕｒｏｌｉｔｅ（商標）樹脂から、例えば、Ａ８３０、Ａ５００、Ｓ９３０及びそれらの混合物から選ぶことができる。ろ過及び／又は精製されると、溶液は結晶化／蒸発リアクターに送られ、このリアクターにおいて、第１の結晶化段階（８）が始まる。このリアクターにはまた、スチーム加熱される外部熱交換器、冷水凝縮器、及び、リアクターの内容物を熱交換器に通すことを可能にする再循環ポンプが取り付けられる。晶析装置の凝縮器は、所定の真空を反応期間中に保証するために真空ポンプにつながれる。真空及び熱の作用のもと、水の大部分が蒸発させられ、又は、結晶の構造に組み込まれる（５０％又はそれ以上）。晶析装置において、塩化アルミニウムが水分子に結合して、塩化アルミニウム六水和物（ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏ）を形成し、したがって、固体結晶を形成する。この結晶化は、塩化アルミニウムを、溶液中に常に存在する不純物から分離することを可能にする。結晶化の速度が、結晶内に閉じ込められる不純物を最小限に抑えるように制御される。蒸発段階が、８０℃において、およそ約０．５時間〜約６時間続く。この段階において、蒸発によって除かれた水画分は、残留する酸煙を、大気中に排出される前に処理するために吸収搭に送られる。
この後、３５ｗｔ．％の固形分を含有する溶液は必要な場合には、リアクターの底から排出することができ、第１の結晶化の第２段階にポンプで送ることができる。新しい酸（ＨＣｌ、３７ｗｔ．％）を、２０ｗｔ．％の酸の高濃度溶液を達成するために加えることができる。この第２段階の期間中において、酸の添加は塩化アルミニウムの溶解性を低下させ、塩化アルミニウムを結晶化させる。結晶化収率が５０ｗｔ．％から８４ｗｔ．％にまで変化する場合がある。晶析装置の結果はまた、イベンツコレクターにつなぐことができ、そして、集中清浄器に送ることができる。
結晶化（８）が終了すると、塩化アルミニウム六水和物の結晶に富む溶液が撹拌型リアクターに移される。このタンクから、溶液が、真空下でろ過されるバンドフィルターに徐々に供給される（９）。ろ液の第１の部分（これは残留不純物（ＮａＣｌ、ＦｅＣｌ３）を酸及び塩化アルミニウムと同様に含有する）が、設備の水酸化物区画の浸出に戻される。濃塩酸による洗浄がろ過期間中に行われ、これは、結晶化しなかった塩化アルミニウムを分離し、かつ、回収することを可能にする。洗浄残渣が、前述の温浸において再使用される前にタンクに送られる。ケークが除かれると、フィルターバンドが、装置を混入物非存在で保つためにナノ水により洗浄される。フィルターバンドの真下にあるボックスは、溶液がろ過されることによって放出される蒸気（水及び酸）を追い出す送風機につながれる。この送風機の出口はイベンツコレクターにつながれ、そして、主清浄器に届く。
第１のＡｌＣｌ３結晶化の製造物がろ過されると（９０ｗｔ．％の固形分）、製造物は第２の温浸リアクターに供給される。塩化アルミニウム六水和物の結晶が、塩化アルミニウムを再形成させるための精製水（ナノ水）の存在下で可溶化される（１０）。この可溶化は、第１の結晶化の期間中に結晶に閉じ込められていることがある残留不純物を放出させることを可能にする。可溶化が、熱を加えることによって促進され、完全な変換を保証するために約３時間続く。第２の溶解のためのリアクターは第１のリアクターと類似している。結晶が可溶化されると、溶液がリアクターの底から排出され、残留不純物を除くためにろ過及び／又は精製される。精製（１１）を、イオン交換樹脂によって、例えば、アニオン交換樹脂によって行うことができる。アニオン交換樹脂は、例えば、Ｐｕｒｏｌｉｔｅ（商標）樹脂から、例えば、Ａ８３０、Ａ５００、Ｓ９３０及びそれらの混合物から選ぶことができる。このろ過の後、塩化アルミニウムの溶液は第１の品質検査のために２つのタンク（これらは交互に使用される）に送られる。これらのタンクは、タンクが回分処理の間において完全に空になることを容易にするための傾斜した底を有する。そのうえ、これらのタンクの結果はまた、イベンツコレクターにつながれ、そして、集中清浄器に届く。回分処理物の品質が承認されると、回分処理物は第２の結晶化／蒸発（１２）に移される。第１の結晶化／蒸発（８）と同様に、この段階は、熱及び真空の作用のもと、水の大部分を蒸発させて、ＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの結晶を形成させることを可能にする（ほぼ５０ｗｔ．％又はそれ以上の水が蒸発させられるか、又は、結晶に含まれる）。第２の結晶化の後、六水和物の溶液が、バンドフィルターに徐々に供給される前に撹拌型タンクに移される（１３）。結晶が真空下でろ過され、濃塩酸（３７ｗｔ．％）によりすすがれる。ろ液全体が、第１の温浸において使用されるために回収される。ろ過後、結晶が乾燥させられ、品質管理を保証するために２つのサイロ（これらは交互に使用される）において保たれる。第２の結晶化の段階のすべてが、製造物の純度を維持するために不活性雰囲気（窒素雰囲気）のもとで行われる。
第２の結晶化（１２）の後、塩化アルミニウム六水和物がろ過され、洗浄され、乾燥させられ、酸及び水が酸再生区画（１５）での回収のために蒸発させられる熱分解及び焼成の段階（１４）に回分処理によって送られる。分解／焼成が、温度が入口での３００℃から、その最大において１２５０℃前後を達成するために徐々に上昇する可変速度での回転炉において行われる。アルミナの冷却が、１００℃未満の出口温度を達成するために炉の内部で行われる。塩化アルミニウム六水和物の結晶を加熱することによって、洗浄液に由来する残留水分及びＨＣｌが蒸発させられる。分解温度に達すると（約１７０℃）、結晶が、水及びＨＣｌを放って酸化アルミニウムに変わる。温度が３００℃を超えるとき、水酸化アルミニウムの焼成は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を、水蒸気を放って反応生成物として生じさせることを可能にする。これら２つの反応が、外気の侵入による異物混入がないことを保証するために窒素雰囲気下で行われる。分解／焼成によって生じる水蒸気及び酸蒸気は、酸再生段階（１５）に送られるために回収される。炉は、再生への蒸気の安定な流速を保証するために一定の真空のもとで稼動する。真空ポンプにより、この真空がもたらされる。回転炉への供給が、酸煙の漏れ又は外気の進入を防止するために隙間がない二重回転弁によって行われる。炉の内側には、アルミナによるライニングが、損耗又は破損の場合における生成物への異物混入を防止するために施される。炉の加熱が、マイクロ波によって、又は、放射加熱（ガス／電気）によって間接的に行われるであろう。
焼成段階（１４）の後には、アルミナ粒子のサイズが機械的に均等化される粉砕段階（１６）が続く。水及び塩酸が、プロセス中に依然として見出されることがあり得る不純物のすべてを希釈するために加えられる。ろ過／洗浄もまた、廃棄物の処理のために送られることになる不純物（アルミナの非常に微細な粒子及び残留する酸）を除くために（１６）において行われる。アルミナは、粉砕及びろ過の後で存在する残留水分を除くために最後の熱処理を受ける。この熱処理の温度は３００℃を超えない。この「ばい焼」段階の後には、冷却段階が続き、その後、アルミナは貯蔵される（１７）。
酸の回収
分解／焼成の段階（１４）において生じる水及び酸（ＨＣｌ）の蒸気は冷却され、その後、セラミック充填搭における精製水との接触（ナノろ過）に付される。得られた酸は、約３３重量％に、かつ、不純物を伴うことなく濃縮される。
吸収搭の運転モード
それぞれの吸収系統が、例えば、３つの異なるモードによって、すなわち、精製、ポリッシング（polishing）又は再生のどれかによって稼動する少なくとも３つの樹脂搭を伴って稼動する。精製搭は、不純物を除くことにある作業の大半を行い、一方、ポリッシング搭は不純物の吸収を仕上げる。これら最初の２つの搭が順番に稼動する。最後の再生搭は、その吸収特性が重複するプロセスにおいて存在する。重複相のために、搭は最初、逆洗段階を有し、これは、樹脂粒子を搭内で流動化させ、その結果、チャネリング及び粒子分離の影響を除くようにすることを可能にする。この後、搭は再生に移り、再生が、洗浄液（ＮａＯＨ又はＨＣｌ）を循環させて樹脂に通すことによって行われる。再生が終了すると、搭は、洗浄液を除くために、同様にまた、必要ならば、ナトリウムイオンを除くために、脱イオン水による２つのすすぎ段階（一方は緩速であり、もう一方は高速である）を行う。
それぞれの吸収系統には、液体形態での生成物と、樹脂洗浄液とをそれぞれ含有するための２つのタンクを取り付けることができる。
それぞれのタンクは、液体を精密な流速で搭に送るためのポンプを有することができ、これは、所与の供給圧閾値を超えることなく行われなければならない。
搭自体の設計のために、すなわち、それらの直径、それらの高さ、及び、搭が含有する樹脂の量の設計のために、Ｐｕｒｏｌｉｔｅ（商標）の技術文書（例えば、その３つの異なるタイプの樹脂についてのレターと一緒に同封される技術文書）に集められるデータに依拠することができる。塩化アルミニウム溶液のベッド体積の数字は約３００において見積もることができる。
実施例２
ＨＣｌガスの富化及び精製：Ｈ２ＳＯ４経路
Ｈ２ＳＯ４を、ＨＣｌの精製を行うために使用することができる。ＨＣｌの精製を、Ｈ２ＳＯ４が向流で流れる充填搭を使用することによって行うことができる（図２を参照のこと）。これは、回収されたＨＣｌを、共沸点（２０．１％ｗｔ）を超える濃度を有するＨＣｌに転換することを可能にし、その濃度を最低でも約６０％〜約７０％増大させる。
水がＨ２ＳＯ４によって吸収され、その後、Ｈ２ＳＯ４が約９５％ｗｔ〜約９８％ｗｔの濃度に戻されるＨ２ＳＯ４再生が適用される。硫黄を含まないこの段階での水の放出が再循環されて戻され、結晶化溶解などのために使用される。搭の充填は、ポリプロピレンテレフタラート又はポリトリメチレンテレフタラート（ＰＴＴ）を含むことができる。
燃焼エネルギーをオフガス予熱空気及び酸素富化とともに成し遂げることができる。酸素富化：＋２０℃は、４００℃（最大）近くの火炎温度を表す。
実施例３
ＨＣｌガスの富化及び精製：塩化カルシウムを塩化カルシウム六水和物に（吸収／脱着プロセス）
図３に示されるように、ＣａＣｌ２を、ＨＣｌを乾燥させるために使用することができる。実際、ＣａＣｌ２を、ＨＣｌに含有される水を吸収するために使用することができる。そのような場合、ＣａＣｌ２はそのヘキサクロリド形態（ＣａＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）に転換され、１つの飽和した系統が最終的には、熱風が、固定床を再生するために導入される再生モードに切り換えられる。そのようなイオン／交換タイプのプロセスを図３において見ることができ、サイクルを、１つの搭から別の搭に切り換えるために逆にすることができる。別の実施形態によれば、別の塩を、水をＨＣｌから除くために、ＣａＣｌ２の代わりに使用することができる。例えば、ＬｉＣｌを使用することができる。
当業者であれば、実施例２及び実施例３において記載されるプロセスが様々な異なる様式で使用され得ることを理解するであろう。例えば、これらのプロセスは、本開示において示される様々なプロセスと組み合わせることができる。例えば、そのような精製技術を、図１に示されるプロセスに対して一体化することができる。例えば、工程５、工程８、工程１２、工程１３、工程１４及び工程１５の少なくとも１つの下流側で使用することができる（図１を参照のこと）。
当業者であれば、実施例１において例示されるプロセスが、異なる出発物質を使用することによって、すなわち、実施例１で使用された粘土質岩とは異なったアルミニウム含有材料を使用することによって実施され得ることもまた理解するであろう。そのような他のアルミニウム含有材料は、例えば、本出願において前述されるアルミニウム含有材料であることが可能である。したがって、当業者であれば、そのような異なる出発物質を使用するときには、上記実施例において記載されるプロセスをいかにして適合化し、また、改変するかを理解するであろう。
本開示のプロセスは、高純度のアルミナを製造するためにかなり効率的であることが見出された。例えば、９９．９９％（４Ｎ）又は９９．９９９％（５Ｎ）の純度レベルでの高純度アルミナを得ることができることが認められた。したがって、本開示のプロセスは、高い純度を製造するための既存の解決策に対する興味深い代替法を提案する。そのようなプロセスは、ＨＣｌを再利用することを可能にし、それにより、環境に優しく、かつ、費用を低減するので、かなり効率的かつ経済的であったことが見出された。
記載が、具体的な実施形態を特に参照することによりなされたが、それらに対する数多くの改変が当業者には現れるであろうことが理解されるであろう。請求項の範囲は、本開示及び添付されている図面において提供される具体的な実施形態及び実施例によって限定されてはならないのではなく、請求項の範囲には、全体として開示と一致する最も広い解釈が与えられなければならない。

Claims (123)

  1. アルミニウムイオンを精製するためのプロセスであって、
    前記アルミニウムイオンを約７〜約１０のｐＨにおいてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させること、及び
    前記Ａｌ（ＯＨ）３を、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによってＡｌＣｌ３に転換し、かつ、前記ＡｌＣｌ３を沈殿させること、及び
    前記ＡｌＣｌ３を、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換するために効果的な条件のもとで加熱し、かつ、必要な場合にはそのように生じるガス状ＨＣｌを回収すること
    を含む、プロセス。
  2. 前記ｐＨが約９〜約１０である、請求項１に記載のプロセス。
  3. 約９．２〜約９．８である、請求項１に記載のプロセス。
  4. 約９．３〜約９．７である、請求項１に記載のプロセス。
  5. 約９．５である、請求項１に記載のプロセス。
  6. 前記アルミニウムイオンの沈殿化が約５０℃〜約７５℃の温度で行われる、請求項１から５のいずれか一項に記載のプロセス。
  7. 前記アルミニウムイオンの前記沈殿化が約５５℃〜約７０℃の温度で行われる、請求項１から５のいずれか一項に記載のプロセス。
  8. 前記アルミニウムイオンを約７〜約１０のｐＨにおいてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させることが、前記アルミニウムイオンをＡｌＣｌ３と反応させることによって行われる、請求項１に記載のプロセス。
  9. 前記アルミニウムイオンの第１の沈殿化が、前記アルミニウムイオンをＨＣｌと反応させることによって約７〜約１０の前記ｐＨにおいて行われ、かつ、第２の沈殿化が、前記アルミニウムイオンを約７〜約９の値で維持される反応媒体においてＡｌＣｌ３と反応させることによって行われる、請求項１に記載のプロセス。
  10. 前記アルミニウムイオンの第１の沈殿化が、前記アルミニウムイオンを含む塩基性組成物をＨＣｌと反応させることによって約７〜約１０の前記ｐＨにおいて行われ、かつ、第２の沈殿化が、前記アルミニウムイオンを約７〜約９の値で維持される反応媒体においてＡｌＣｌ３と反応させることによって行われる、請求項１に記載のプロセス。
  11. Ａｌ（ＯＨ）３の形態のもとでの前記アルミニウムイオンの第１の沈殿化が、前記アルミニウムイオンをＨＣｌ及び／又はＡｌＣｌ３と反応させることによって約７〜約１０の前記ｐＨにおいて行われ、かつ、Ａｌ（ＯＨ）３の形態のもとでの前記アルミニウムイオンの第２の沈殿化が、前記アルミニウムイオンを約７〜約９の値で維持される反応媒体においてＡｌＣｌ３と反応させることによって行われる、請求項１に記載のプロセス。
  12. 前記第２の沈殿化が、ｐＨを約７．５〜約８．５の値で維持することによって行われる、請求項９から１１のいずれか一項に記載のプロセス。
  13. 前記第２の沈殿化が、ｐＨを約７．８〜約８．２の値で維持することによって行われる、請求項９から１１のいずれか一項に記載のプロセス。
  14. 前記第２の沈殿化が約５０℃〜約７５℃の温度で行われる、請求項９から１３のいずれか一項に記載のプロセス。
  15. 前記第２の沈殿化が約５５℃〜約７０℃の温度で行われる、請求項９から１３のいずれか一項に記載のプロセス。
  16. 前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＡｌＣｌ３に転換することが、前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＨＣｌと反応させることによって行われ、前記ＨＣｌが約９モル／リットル〜約１０モル／リットルの濃度を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のプロセス。
  17. 前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＡｌＣｌ３に転換することが、前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＨＣｌと反応させることによって行われ、前記ＨＣｌが約９．２モル／リットル〜約９．８モル／リットルの濃度を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のプロセス。
  18. 前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＡｌＣｌ３に転換することが、前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＨＣｌと反応させることによって行われ、前記ＨＣｌが約９．３モル／リットル〜約９．７モル／リットルの濃度を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載のプロセス。
  19. 前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＡｌＣｌ３に転換することが、前記Ａｌ（ＯＨ）３を約８０℃〜約１２０℃の温度で前記ＨＣｌと反応させることによって行われる、請求項１から１８のいずれか一項に記載のプロセス。
  20. 前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＡｌＣｌ３に転換することが、前記Ａｌ（ＯＨ）３を約９０℃〜約１１０℃の温度又は約９５℃〜約１０５℃の温度で前記ＨＣｌと反応させることによって行われる、請求項１から１８のいずれか一項に記載のプロセス。
  21. 前記得られたＡｌＣｌ３がイオン交換樹脂によって精製される、請求項１から２０のいずれか一項に記載のプロセス。
  22. 前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂である、請求項２１に記載のプロセス。
  23. 前記ＡｌＣｌ３が約１００℃〜約１２０℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項１から２２のいずれか一項に記載のプロセス。
  24. 前記ＡｌＣｌ３が約１０５℃〜約１１５℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項１から２２のいずれか一項に記載のプロセス。
  25. 前記ＡｌＣｌ３が約１０８℃〜約１１２℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項１から２２のいずれか一項に記載のプロセス。
  26. 前記ＡｌＣｌ３が、真空下、約７０℃〜約９０℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項１から２２のいずれか一項に記載のプロセス。
  27. 前記ＡｌＣｌ３が、真空下、約７５℃〜約８５℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項１から２２のいずれか一項に記載のプロセス。
  28. 前記ＡｌＣｌ３が、真空下、約７７℃〜約８３℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項１から２２のいずれか一項に記載のプロセス。
  29. 前記沈殿させられたＡｌＣｌ３がその後、精製水に可溶化され、その後、再結晶化される、請求項１から２８のいずれか一項に記載のプロセス。
  30. ＡｌＣｌ３が精製水に可溶化され、前記可溶化が約３〜約４のｐＨで行われる、請求項２９に記載のプロセス。
  31. 前記得られたＡｌＣｌ３がイオン交換樹脂によって精製される、請求項３０に記載のプロセス。
  32. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することが不活性雰囲気のもとで行われる、請求項１から３１のいずれか一項に記載のプロセス。
  33. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することが窒素雰囲気のもとで行われる、請求項１から３１のいずれか一項に記載のプロセス。
  34. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換する前に、予熱工程が行われる、請求項１から３３のいずれか一項に記載のプロセス。
  35. 前記予熱工程がプラズマトーチによって行われる、請求項３４に記載のプロセス。
  36. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することが焼成によって行われる、請求項１から３５のいずれか一項に記載のプロセス。
  37. 前記焼成が、スチームを注入することによって行われる、請求項３６に記載のプロセス。
  38. 前記焼成が流動化によって行われる、請求項３６に記載のプロセス。
  39. プラズマトーチが、流動化を支援するために使用される、請求項３８に記載のプロセス。
  40. スチームが過熱スチームである、請求項３７に記載のプロセス。
  41. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することは、焼成を一酸化炭素（ＣＯ）によって行うことを含むことができる、請求項１から３５のいずれか一項に記載のプロセス。
  42. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することは、焼成を精油所燃料ガスによって行うことを含む、請求項１から３５のいずれか一項に記載のプロセス。
  43. 焼成が、水蒸気又はスチームを注入することによって、並びに／或いは、化石燃料、一酸化炭素、精油所燃料ガス、石炭、又は、塩素化ガス及び／若しくは塩素化溶媒から選ばれる燃焼源を使用することによって行われる、請求項３６に記載のプロセス。
  44. 焼成をロータリーキルンによって行うことができる、請求項３６に記載のプロセス。
  45. 焼成が、水蒸気又はスチームを注入することによって、並びに／或いは、天然ガス又はプロパンから選ばれる燃焼源を使用することによって行われる、請求項３６に記載のプロセス。
  46. 焼成が、電気的加熱、ガス加熱又はマイクロ波加熱によって熱を与えることにより行われる、請求項３６に記載のプロセス。
  47. 前記ＡｌＣｌ３を沈殿させることが、前記ＡｌＣｌ３をＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で結晶化させることによって行われる、請求項１から４６のいずれか一項に記載のプロセス。
  48. 当該プロセスの期間中に生じるＮａＣｌを、ＨＣｌ及びＮａ２ＳＯ４を生じさせるためにＳＯ２と反応させることをさらに含む、請求項１から３６のいずれか一項に記載のプロセス。
  49. ＮａＣｌとＳＯ２との間における反応の期間中に生じるスチームを、タービンを始動させるために、及び／又は、電気を生じさせるために使用することをさらに含む、請求項４８に記載のプロセス。
  50. アルミニウムを調製するためのプロセスであって、
    前記アルミニウムイオンを約７〜約１０のｐＨにおいてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させること、
    前記Ａｌ（ＯＨ）３を、Ａｌ（ＯＨ）３をＨＣｌと反応させることによってＡｌＣｌ３に転換し、かつ、前記ＡｌＣｌ３を沈殿させること、
    前記ＡｌＣｌ３を、ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換するために効果的な条件のもとで加熱し、かつ、必要な場合にはそのように生じるガス状ＨＣｌを回収すること、及び
    前記Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換すること
    を含むプロセス。
  51. 前記ｐＨが約９〜約１０である、請求項５０に記載のプロセス。
  52. 前記ｐＨが約９．２〜約９．８である、請求項５０に記載のプロセス。
  53. 前記ｐＨが約９．３〜約９．７である、請求項５０に記載のプロセス。
  54. 前記ｐＨが約９．５である、請求項５０に記載のプロセス。
  55. 前記アルミニウムイオンの沈殿化が約５０℃〜約７５℃の温度で行われる、請求項５０から５４のいずれか一項に記載のプロセス。
  56. 前記アルミニウムイオンの前記沈殿化が約５５℃〜約７０℃の温度で行われる、請求項５０から５４のいずれか一項に記載のプロセス。
  57. 前記アルミニウムイオンを約７〜約１０のｐＨにおいてＡｌ（ＯＨ）３の形態で沈殿させることが、前記アルミニウムイオンをＡｌＣｌ３と反応させることによって行われる、請求項５０に記載のプロセス。
  58. 前記アルミニウムイオンの第１の沈殿化が、前記アルミニウムイオンをＨＣｌと反応させることによって約７〜約１０の前記ｐＨにおいて行われ、かつ、第２の沈殿化が、前記アルミニウムイオンを約７〜約９の値で維持される反応媒体においてＡｌＣｌ３と反応させることによって行われる、請求項５０に記載のプロセス。
  59. 前記アルミニウムイオンの第１の沈殿化が、前記アルミニウムイオンを含む塩基性組成物をＨＣｌと反応させることによって約７〜約１０の前記ｐＨにおいて行われ、かつ、第２の沈殿化が、前記アルミニウムイオンを約７〜約９の値で維持される反応媒体においてＡｌＣｌ３と反応させることによって行われる、請求項５０に記載のプロセス。
  60. Ａｌ（ＯＨ）３の形態のもとでの前記アルミニウムイオンの第１の沈殿化が、前記アルミニウムイオンをＨＣｌ及び／又はＡｌＣｌ３と反応させることによって約７〜約１０の前記ｐＨにおいて行われ、かつ、Ａｌ（ＯＨ）３の形態のもとでの前記アルミニウムイオンの第２の沈殿化が、前記アルミニウムイオンを約７〜約９の値で維持される反応媒体においてＡｌＣｌ３と反応させることによって行われる、請求項５０に記載のプロセス。
  61. 前記第２の沈殿化が、ｐＨを約７．５〜約８．５の値で維持することによって行われる、請求項５８から６０のいずれか一項に記載のプロセス。
  62. 前記第２の沈殿化が、ｐＨを約７．８〜約８．２の値で維持することによって行われる、請求項５８から６０のいずれか一項に記載のプロセス。
  63. 前記第２の沈殿化が約５０℃〜約７５℃の温度で行われる、請求項５８から６２のいずれか一項に記載のプロセス。
  64. 前記第２の沈殿化が約５５℃〜約７０℃の温度で行われる、請求項５８から６２のいずれか一項に記載のプロセス。
  65. 前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＡｌＣｌ３に転換することが、前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＨＣｌと反応させることによって行われ、前記ＨＣｌが約９モル／リットル〜約１０モル／リットルの濃度を有する、請求項５０から６４のいずれか一項に記載のプロセス。
  66. 前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＡｌＣｌ３に転換することが、前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＨＣｌと反応させることによって行われ、前記ＨＣｌが約９．２モル／リットル〜約９．８モル／リットルの濃度を有する、請求項５０から６４のいずれか一項に記載のプロセス。
  67. 前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＡｌＣｌ３に転換することが、前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＨＣｌと反応させることによって行われ、前記ＨＣｌが約９．３モル／リットル〜約９．７モル／リットルの濃度を有する、請求項５０から６４のいずれか一項に記載のプロセス。
  68. 前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＡｌＣｌ３に転換することが、前記Ａｌ（ＯＨ）３を約８０℃〜約１２０℃の温度で前記ＨＣｌと反応させることによって行われる、請求項５０から６４のいずれか一項に記載のプロセス。
  69. 前記Ａｌ（ＯＨ）３を前記ＡｌＣｌ３に転換することが、前記Ａｌ（ＯＨ）３を約９０℃〜約１１０℃の温度又は約９５℃〜約１０５℃の温度で前記ＨＣｌと反応させることによって行われる、請求項５０から６４のいずれか一項に記載のプロセス。
  70. 前記得られたＡｌＣｌ３がイオン交換樹脂によって精製される、請求項５５から６９のいずれか一項に記載のプロセス。
  71. 前記イオン交換樹脂がアニオン交換樹脂である、請求項７０に記載のプロセス。
  72. 前記ＡｌＣｌ３が約１００℃〜約１２０℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項５０から７１のいずれか一項に記載のプロセス。
  73. 前記ＡｌＣｌ３が約１０５℃〜約１１５℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項５０から７１のいずれか一項に記載のプロセス。
  74. 前記ＡｌＣｌ３が約１０８℃〜約１１２℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項５０から７１のいずれか一項に記載のプロセス。
  75. 前記ＡｌＣｌ３が、真空下、約７０℃〜約９０℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項５０から７１のいずれか一項に記載のプロセス。
  76. 前記ＡｌＣｌ３が、真空下、約７５℃〜約８５℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項５０から７１のいずれか一項に記載のプロセス。
  77. 前記ＡｌＣｌ３が、真空下、約７７℃〜約８３℃の温度においてＡｌＣｌ３・６Ｈ２Ｏの形態で沈殿させられる、請求項５０から７１のいずれか一項に記載のプロセス。
  78. 前記沈殿させられたＡｌＣｌ３がその後、精製水に可溶化され、その後、再結晶化される、請求項５０から７７のいずれか一項に記載のプロセス。
  79. ＡｌＣｌ３が精製水に可溶化され、前記可溶化が約３〜約４のｐＨで行われる、請求項７８に記載のプロセス。
  80. 前記得られたＡｌＣｌ３がイオン交換樹脂によって精製される、請求項７９に記載のプロセス。
  81. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することが不活性雰囲気のもとで行われる、請求項５０から８０のいずれか一項に記載のプロセス。
  82. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することが窒素雰囲気のもとで行われる、請求項５０から８０のいずれか一項に記載のプロセス。
  83. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換する前に、予熱工程が行われる、請求項５０から８２のいずれか一項に記載のプロセス。
  84. 前記予熱工程がプラズマトーチによって行われる、請求項８３に記載のプロセス。
  85. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することが焼成によって行われる、請求項５０から８２のいずれか一項に記載のプロセス。
  86. 前記焼成が、スチームを注入することによって行われる、請求項８５に記載のプロセス。
  87. 前記焼成が流動化によって行われる、請求項８５に記載のプロセス。
  88. プラズマトーチが、流動化を支援するために使用される、請求項８７に記載のプロセス。
  89. スチームが過熱スチームである、請求項８６に記載のプロセス。
  90. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することは、焼成を一酸化炭素（ＣＯ）によって行うことを含むことができる、請求項５０から８９のいずれか一項に記載のプロセス。
  91. ＡｌＣｌ３をＡｌ２Ｏ３に転換することは、焼成を精油所燃料ガスによって行うことを含む、請求項５０から８９のいずれか一項に記載のプロセス。
  92. 焼成が、水蒸気又はスチームを注入することによって、並びに／或いは、化石燃料、一酸化炭素、精油所燃料ガス、石炭、又は、塩素化ガス及び／若しくは塩素化溶媒から選ばれる燃焼源を使用することによって行われる、請求項８５に記載のプロセス。
  93. 焼成をロータリーキルンによって行うことができる、請求項８５に記載のプロセス。
  94. 焼成が、水蒸気又はスチームを注入することによって、並びに／或いは、天然ガス又はプロパンから選ばれる燃焼源を使用することによって行われる、請求項８５に記載のプロセス。
  95. 焼成が、電気的加熱、ガス加熱及び／又はマイクロ波加熱によって熱を与えることにより行われる、請求項８５に記載のプロセス。
  96. Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換することがホール・エルー法によって行われる、請求項５０から９５のいずれか一項に記載のプロセス。
  97. Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換することが、Ａｌ２Ｏ３をＡｌ２Ｓ３に転換し、かつ、その後、Ａｌ２Ｓ３をアルミニウムに転換することによって行われる、請求項５０から９５のいずれか一項に記載のプロセス。
  98. 請求項１から４９のいずれか一項において規定されるようなプロセスによって得られるＡｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換することを含む、アルミニウムを調製するためのプロセス。
  99. Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換することがホール・エルー法によって行われる、請求項９８に記載のプロセス。
  100. Ａｌ２Ｏ３をアルミニウムに転換することが、Ａｌ２Ｏ３をＡｌ２Ｓ３に転換し、かつ、その後、Ａｌ２Ｓ３をアルミニウムに転換することによって行われる、請求項９８に記載のプロセス。
  101. Ａｌ２Ｏ３のアルミニウムへの前記転換が、還元環境及び炭素を２００℃未満の温度で使用することによって行われる、請求項５０から９８のいずれか一項に記載のプロセス。
  102. Ａｌ２Ｏ３のアルミニウムへの前記転換がウェーラー法によって行われる、請求項５０から９５及び９８のいずれか一項に記載のプロセス。
  103. 前記ＨＣｌが回収される、請求項１から１０２のいずれか一項に記載のプロセス。
  104. 前記回収されたＨＣｌが精製及び／又は濃縮される、請求項１０３に記載のプロセス。
  105. 前記回収されたＨＣｌがガス状ＨＣｌであり、かつ、Ｈ２ＳＯ４により処理され、その結果、前記ガス状ＨＣｌに存在する水分量を低下させるようにされる、請求項１０４に記載のプロセス。
  106. 前記回収されたＨＣｌがガス状ＨＣｌであり、かつ、Ｈ２ＳＯ４の向流流れと接触しているように充填搭に通され、その結果、前記ガス状ＨＣｌに存在する水分量を低下させるようにされる、請求項１０４に記載のプロセス。
  107. 前記搭には、ポリプロピレンテレフタラート又はポリトリメチレンテレフタラートが充填される、請求項１０６に記載のプロセス。
  108. ガス状ＨＣｌの濃度が少なくとも５０％増大させられる、請求項１０５から１０７のいずれか一項に記載のプロセス。
  109. ガス状ＨＣｌの濃度が少なくとも６０％増大させられる、請求項１０５から１０７のいずれか一項に記載のプロセス。
  110. ガス状ＨＣｌの濃度が少なくとも７０％増大させられる、請求項１０５から１０７のいずれか一項に記載のプロセス。
  111. 前記回収されたＨＣｌがガス状ＨＣｌであり、かつ、ＣａＣｌ２により処理され、その結果、前記ガス状ＨＣｌに存在する水分量を低下させるようにされる、請求項１０３又は１０４に記載のプロセス。
  112. 前記回収されたＨＣｌがガス状ＨＣｌであり、かつ、ＣａＣｌ２が充填される搭に通され、その結果、前記ガス状ＨＣｌに存在する水分量を低下させるようにされる、請求項１０３又は１０４に記載のプロセス。
  113. 前記回収されたＨＣｌがガス状ＨＣｌであり、かつ、ＬｉＣｌにより処理され、その結果、前記ガス状ＨＣｌに存在する水分量を低下させるようにされる、請求項１０３又は１０４に記載のプロセス。
  114. 前記回収されたＨＣｌがガス状ＨＣｌであり、かつ、ＬｉＣｌが充填される搭に通され、その結果、前記ガス状ＨＣｌに存在する水分量を低下させるようにされる、請求項１１３に記載のプロセス。
  115. ガス状ＨＣｌの濃度が、処理前の共沸点未満の値から、処理後には共沸点を超える値にまで増大させられる、請求項１０４から１１４のいずれか一項に記載のプロセス。
  116. 当該プロセスの期間中に生じるＮａＣｌを、ＨＣｌ及びＮａ２ＳＯ４を生じさせるためにＳＯ２と反応させることをさらに含む、請求項１から１１５のいずれか一項に記載のプロセス。
  117. ＮａＣｌとＳＯ２との間における反応の期間中に生じるスチームを、タービンを始動させるために、及び／又は、電気を生じさせるために使用することをさらに含む、請求項１１６に記載のプロセス。
  118. 前記アルミニウムイオンが、
    アルミニウム含有材料を、浸出液及び固体残渣を得るように酸により浸出すること、並びに
    前記浸出液を前記固体残渣から分離すること
    によって得られる、請求項１から１１７のいずれか一項に記載のプロセス。
  119. 前記アルミニウムイオンが、
    前記アルミニウム含有材料を、浸出液及び固体残渣を得るように酸により浸出すること、
    前記浸出液を前記固体残渣から分離すること、並びに
    前記浸出液を塩基と反応させること
    によって得られる、請求項１から１１７のいずれか一項に記載のプロセス。
  120. 前記アルミニウムイオンが、
    鉄イオンを含む前記アルミニウム含有材料を、浸出液及び固体残渣を得るように酸により浸出すること、
    必要な場合には前記鉄イオンの少なくとも一部を前記浸出液から除くこと、並びに
    前記浸出液を前記固体残渣から分離すること
    によって得られる、請求項１から１１７のいずれか一項に記載のプロセス。
  121. 前記アルミニウムイオンが、
    鉄イオンを含む前記アルミニウム含有材料を、浸出液及び固体残渣を得るように酸により浸出すること、
    必要な場合には前記鉄イオンの少なくとも一部を前記浸出液から除くこと、
    前記浸出液を前記固体残渣から分離すること、並びに
    前記浸出液を塩基と反応させること
    によって得られる、請求項１から１１７のいずれか一項に記載のプロセス。
  122. 前記アルミニウムイオンが、
    前記アルミニウム含有材料を、前記アルミニウムイオン及び他の金属イオンを含む組成物を得るように酸により浸出すること、並びに
    前記他の金属イオン又は前記アルミニウムイオンを、前記他の金属イオン又は前記アルミニウムイオンを前記組成物から実質的には選択的に沈殿させることによって前記組成物から少なくとも実質的には選択的に除くこと
    によって得られる、請求項１から１１７のいずれか一項に記載のプロセス。
  123. 前記アルミニウムイオンが、
    前記アルミニウム含有材料を、アルミニウムイオンを含む浸出液と固形物とを得るように酸により浸出し、かつ、前記固形物を前記浸出液から分離すること、及び
    前記浸出液を、液体と、前記アルミニウムイオンをＡｌＣｌ３の前記形態で含む沈殿物とを得るようにＨＣｌと反応させ、かつ、前記沈殿物を前記液体から分離すること
    によって得られる、請求項１から１１７のいずれか一項に記載のプロセス。
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