JP2021187682A - 水酸化アルミニウムの製造システム及び難燃剤 - Google Patents
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
【課題】安価なプロセスにて水酸化アルミニウムの製造が可能な水酸化アルミニウムの製造システムの提供を目的とする。【解決手段】アルミニウムをアルカリ性水溶液と反応させて水素を製造した後のアルミン酸アルカリ水溶液を回収する原液回収手段と、前記回収された原液から水酸化アルミニウムを析出回収する粗晶回収手段と、前記粗晶を洗浄する洗浄手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】 図１
Description
本発明は、水酸化アルミニウムの製造システムに関し、特に水素製造システムと融合化した製造システムに係る。
水酸化アルミニウムは、工業用原材料として広い分野にて使用されている。
現在市販されている水酸化アルミニウムは、ボーキサイトを原料としたバイヤー法により製造されているが，日本国内では多くが輸入品となっている。
特許文献１には、金属アルミニウムをアルコールと反応させたアルミニウムアルコキシドを経由する水酸化アルミニウムの製造方法が提案されているがプロセスが複雑で高価となる。
現在市販されている水酸化アルミニウムは、ボーキサイトを原料としたバイヤー法により製造されているが，日本国内では多くが輸入品となっている。
特許文献１には、金属アルミニウムをアルコールと反応させたアルミニウムアルコキシドを経由する水酸化アルミニウムの製造方法が提案されているがプロセスが複雑で高価となる。
本発明は、安価なプロセスにて水酸化アルミニウムの製造が可能な水酸化アルミニウムの製造システムの提供を目的とする。
本発明に係る水酸化アルミニウムの製造システムは、アルミニウムをアルカリ性水溶液と反応させて水素を製造した後のアルミン酸アルカリ水溶液を回収する原液回収手段と、前記回収された原液から水酸化アルミニウムを析出回収する粗晶回収手段と、前記粗晶を洗浄する洗浄手段とを備えたことを特徴とする。
ここで、アルミニウムは純アルミニウム及びアルミニウム合金の両方が含まれる。
本発明にて特徴的なのは、アルミニウムをアルカリ水溶液と反応させて水素を製造した際に発生する反応後のアルミン酸アルカリの水溶液を原液として、水酸化アルミニウムを製造する点にある。
本発明にて特徴的なのは、アルミニウムをアルカリ水溶液と反応させて水素を製造した際に発生する反応後のアルミン酸アルカリの水溶液を原液として、水酸化アルミニウムを製造する点にある。
水素の製造に用いるアルミニウムは、純度が低くても問題がないので、展伸材や鋳物材であってもよいため、前記アルミニウムは、アルミ付廃棄物からアルミニウム回収システムにて回収されたアルミニウムであってもよく、前記アルミニウムは、アルミ製品の製造工程にて発生した切粉又は端材であってもよい。
アルミニウムが使用されている製品は、飲料用アルミ缶、パック製品、各種包装材等、非常に多くの種類がある。
これらのアルミ付き廃棄物は、各自治体が行っている分別回収システムを利用できる。
また、各施設やスーパーマーケット等にアルミ付パック等の回収ボックスを設置し、定期、不定期に回収するシステム等を構築してもよい。
これらのアルミ付き廃棄物は、各自治体が行っている分別回収システムを利用できる。
また、各施設やスーパーマーケット等にアルミ付パック等の回収ボックスを設置し、定期、不定期に回収するシステム等を構築してもよい。
また、アルミニウムは機械部品、車両用部品等として、いろいろな産業分野にて製品化されている。
これらはアルミ押出材、アルミ圧延材、アルミ鋳造材等を原材料として、機械加工工程を経て製品化されている。
本発明は、これらの製造工程で発生する切粉や端材を用いた水素製造の反応終了液を原液として用いることもできる。
これらはアルミ押出材、アルミ圧延材、アルミ鋳造材等を原材料として、機械加工工程を経て製品化されている。
本発明は、これらの製造工程で発生する切粉や端材を用いた水素製造の反応終了液を原液として用いることもできる。
このようにして製造された水酸化アルミニウムは、詳細は後述するにしても難燃剤として充分に使用できることが明らかになった。
水酸化アルミニウムは、約２００℃までは安定しているものの、それ以上の温度になると、アルミナと結晶水に分解し、この反応が大きい吸熱作用を有している。
この原理を利用して、水酸化アルミニウムをゴムや樹脂材に添加することで、自己消火作用が生じ、その際に発煙を抑制し、有害ガスの発生もない利点がある。
また、繊維製品に難燃性を付与するための難燃バックコーティング剤の原料としても利用できる。
水酸化アルミニウムは、約２００℃までは安定しているものの、それ以上の温度になると、アルミナと結晶水に分解し、この反応が大きい吸熱作用を有している。
この原理を利用して、水酸化アルミニウムをゴムや樹脂材に添加することで、自己消火作用が生じ、その際に発煙を抑制し、有害ガスの発生もない利点がある。
また、繊維製品に難燃性を付与するための難燃バックコーティング剤の原料としても利用できる。
本発明は、アルミニウムを用いて水素を製造し、この水素を燃料電池等のエネルギー源として利用できるとともに、その残渣物となる反応終了液を原液として、水酸化アルミニウムを製造したので安価であり、環境にやさしい製造システムとなる。
本発明に係る水酸化アルミニウムの製造システムの例を以下図に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されない。
本発明は、アルミニウムを原料として水素を製造するシステムと融合させて、水酸化アルミニウムの原液を有効利用した点に特徴がある。
図１に、水素の製造システムの例を模式的に示す。
反応槽１には、ｐＨ１３以上の水酸化ナトリウムの水溶液が注入されていて、この中に廃棄物の回収システムにより回収されたアルミや製品の製造工程に発生した切粉等を投入槽２から投入する。
発生した水素は、洗浄タンク７を経由して水素貯槽タンク６に貯えられ、燃料電池等の燃料に使用される。
反応槽１は、熱交換器３を介して温調制御されている。
反応が終了すると、反応槽１にはアルミン酸ナトリウム水溶液が残る。
これを冷却すると、水酸化アルミニウムが折出し、フィルタープレス４にて固液分離し、液体分は反応槽１にリターンされ、再利用される。
固形分は粗晶回収バケット５にて回収される。
この水酸化アルミニウムの粗晶は、水で数回洗浄され、難燃剤等として使用される。
反応槽１には、ｐＨ１３以上の水酸化ナトリウムの水溶液が注入されていて、この中に廃棄物の回収システムにより回収されたアルミや製品の製造工程に発生した切粉等を投入槽２から投入する。
発生した水素は、洗浄タンク７を経由して水素貯槽タンク６に貯えられ、燃料電池等の燃料に使用される。
反応槽１は、熱交換器３を介して温調制御されている。
反応が終了すると、反応槽１にはアルミン酸ナトリウム水溶液が残る。
これを冷却すると、水酸化アルミニウムが折出し、フィルタープレス４にて固液分離し、液体分は反応槽１にリターンされ、再利用される。
固形分は粗晶回収バケット５にて回収される。
この水酸化アルミニウムの粗晶は、水で数回洗浄され、難燃剤等として使用される。
上記にて得られた本発明に係る水酸化アルミニウムを市販の難燃バックコーティング塗料に配合したもの（実施例１）と比較するために、市販されている水酸化アルミニウムを実施例１と同じ配合にて配合した難燃バックコーティング塗料を用いた。
難燃性試験は、ＪＩＳ Ｌ １０９１Ａ−１法による繊維製品の燃焼性試験方法に基づいて行った。
その結果を図２に表に示す。
本発明に係るシステムを用いて得られた水酸化アルミニウムは、難燃剤として充分に使用できることが確認できた。
難燃性試験は、ＪＩＳ Ｌ １０９１Ａ−１法による繊維製品の燃焼性試験方法に基づいて行った。
その結果を図２に表に示す。
本発明に係るシステムを用いて得られた水酸化アルミニウムは、難燃剤として充分に使用できることが確認できた。
１ 反応槽
２ 投入槽
３ 熱交換器
４ フィルタープレス
５ 粗晶回収バケット
６ 水素貯槽タンク
７ 洗浄タンク
２ 投入槽
３ 熱交換器
４ フィルタープレス
５ 粗晶回収バケット
６ 水素貯槽タンク
７ 洗浄タンク
Claims (4)
- アルミニウムをアルカリ性水溶液と反応させて水素を製造した後のアルミン酸アルカリ水溶液を回収する原液回収手段と、
前記回収された原液から水酸化アルミニウムを析出回収する粗晶回収手段と、
前記粗晶を洗浄する洗浄手段とを備えたことを特徴とする水酸化アルミニウムの製造システム。 - 前記アルミニウムは、アルミ付廃棄物からアルミニウム回収システムにて回収されたアルミニウムであることを特徴とする請求項１記載の水酸化アルミニウムの製造システム。
- 前記アルミニウムは、アルミ製品の製造工程にて発生した切粉又は端材であることを特徴とする請求項１記載の水酸化アルミニウムの製造システム。
- 請求項１〜３のいずれかの水酸化アルミニウムの製造システムにて得られた水酸化アルミニウムを原材料とする難燃剤。
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| JP2020090549A JP2021187682A (ja) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 水酸化アルミニウムの製造システム及び難燃剤 |
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2020
- 2020-05-25 JP JP2020090549A patent/JP2021187682A/ja active Pending
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