JP3298877B2 - バイヤープロセス溶液の脱シリカ方法 - Google Patents
バイヤープロセス溶液の脱シリカ方法Info
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- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/46—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates
- C01F7/47—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates of aluminates, e.g. removal of compounds of Si, Fe, Ga or of organic compounds from Bayer process liquors
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- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
- C01F7/06—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom by treating aluminous minerals or waste-like raw materials with alkali hydroxide, e.g. leaching of bauxite according to the Bayer process
- C01F7/0606—Making-up the alkali hydroxide solution from recycled spent liquor
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はバイヤープロセス溶液およびそこで使用する
材料を含む凝集したソーダライトから溶解シリカを除去
する方法に関するものである。
材料を含む凝集したソーダライトから溶解シリカを除去
する方法に関するものである。
背景技術 ボーキサイトからアルミナを製造するためのバイヤー
プロセスにおいて、アルミニウムトリヒドロキシドまた
はアルミニウムオキシド−ヒドロキシド等を含むボーキ
サイトは苛性ソーダを含む溶液と接触させ、アルミン酸
ナトリウムとして上記アルミニウムヒドロキシドを溶解
するが、本質的に非付着化される固体形態で上記ボーキ
サイトの残りの成分のほとんどが残される。また、上記
ボーキサイトのシリカ成分の一部または全部が上記苛性
ソーダ溶液中に溶解して可溶性ケイ酸ナトリウムを形成
する。これは溶液中において上記アルミン酸ナトリウム
と比較的ゆっくりと反応し、一体としてシリカ生成物と
して知られる、水和されたアルミニウムケイ酸ソーダ複
合物を形成する。従った、以下において、脱シリカ生成
物またはバイヤープロセス脱シリカ生成物という。
プロセスにおいて、アルミニウムトリヒドロキシドまた
はアルミニウムオキシド−ヒドロキシド等を含むボーキ
サイトは苛性ソーダを含む溶液と接触させ、アルミン酸
ナトリウムとして上記アルミニウムヒドロキシドを溶解
するが、本質的に非付着化される固体形態で上記ボーキ
サイトの残りの成分のほとんどが残される。また、上記
ボーキサイトのシリカ成分の一部または全部が上記苛性
ソーダ溶液中に溶解して可溶性ケイ酸ナトリウムを形成
する。これは溶液中において上記アルミン酸ナトリウム
と比較的ゆっくりと反応し、一体としてシリカ生成物と
して知られる、水和されたアルミニウムケイ酸ソーダ複
合物を形成する。従った、以下において、脱シリカ生成
物またはバイヤープロセス脱シリカ生成物という。
このバイヤープロセスからの脱シリカ生成物は次の化
合物の１またはそれ以上からなる。バイヤーソーダライ
ト:3（Ma2O・Al2O3・2SiO2・2H2O）Na2X、ここでＸはCO
3 2-、2Cl-、SO4 2-、または2AlO2 -であることができる。
合物の１またはそれ以上からなる。バイヤーソーダライ
ト:3（Ma2O・Al2O3・2SiO2・2H2O）Na2X、ここでＸはCO
3 2-、2Cl-、SO4 2-、または2AlO2 -であることができる。
カンクリナイト:Na6Ca1.51.5Al6Si6O24（CO3）1.6。
ノゼライト:3（Na2O・Al2O3・2SiO2・2H2O）Na2SO4。
およびナトロダビン:3NaAlSiO4・Na2CO3。
これら脱シリカ生成物は上記得られるアルミン酸ソー
ダ−苛性ソーダ溶液において低い溶解性を示し、溶液か
ら多量に沈澱するので、上記溶液層から望ましくない多
量のシリカが除去される。
ダ−苛性ソーダ溶液において低い溶解性を示し、溶液か
ら多量に沈澱するので、上記溶液層から望ましくない多
量のシリカが除去される。
上記ボーキサイトから水酸化アルミニウムを溶解させ
る浸出工程の後、ボーキサイトの非溶解部分はこの時点
で沈澱するすべての脱シリカ生成物とともに、レッドマ
ッドとして知られるものであるが、上記溶液から分離さ
れ、通常分離は濾過または沈降または双方によって行わ
れる。上記レッドマッドは連行された苛性アルミン酸溶
液から可溶性の価値あるものを回収するために洗浄後、
通常、破棄される。上記レッドマッドを分離した後のク
リヤーな苛性アルミン酸溶液はアルミナ苛性比率が0.55
より大きいことを特徴としており、ここで苛性とはMa2C
O3当量として表現されており、通常、貴液として知られ
ている。その後、冷却し、希釈し、アルミニウムトリヒ
ドロキシド結晶（ギブサイド）を播種し、所定時間撹拌
して上記溶解アルミナをギブサイドとして有意量沈澱さ
せる。この沈澱物はその後得られる使用済み液から分離
される。この使用済み液はアルミナ／苛性比率が0.3と
0.4の間であることを特徴とし、未だ原料の溶解アルミ
ナの半分程度を含有している。上記分離されるギブサイ
ドの一部を播種材料として上記アルミニウム沈澱工程に
再循環してもよい。他方、残りは洗浄されて連行された
液から可溶性の価値あるものを回収し、その後、培焼し
てバイヤープロセスのアルミナ生成物を形成する。上記
使用済み液は再度濃縮することができ、不純物を除去し
て新しい苛性ソーダを苛性材料として浸出工程に加え
る。
る浸出工程の後、ボーキサイトの非溶解部分はこの時点
で沈澱するすべての脱シリカ生成物とともに、レッドマ
ッドとして知られるものであるが、上記溶液から分離さ
れ、通常分離は濾過または沈降または双方によって行わ
れる。上記レッドマッドは連行された苛性アルミン酸溶
液から可溶性の価値あるものを回収するために洗浄後、
通常、破棄される。上記レッドマッドを分離した後のク
リヤーな苛性アルミン酸溶液はアルミナ苛性比率が0.55
より大きいことを特徴としており、ここで苛性とはMa2C
O3当量として表現されており、通常、貴液として知られ
ている。その後、冷却し、希釈し、アルミニウムトリヒ
ドロキシド結晶（ギブサイド）を播種し、所定時間撹拌
して上記溶解アルミナをギブサイドとして有意量沈澱さ
せる。この沈澱物はその後得られる使用済み液から分離
される。この使用済み液はアルミナ／苛性比率が0.3と
0.4の間であることを特徴とし、未だ原料の溶解アルミ
ナの半分程度を含有している。上記分離されるギブサイ
ドの一部を播種材料として上記アルミニウム沈澱工程に
再循環してもよい。他方、残りは洗浄されて連行された
液から可溶性の価値あるものを回収し、その後、培焼し
てバイヤープロセスのアルミナ生成物を形成する。上記
使用済み液は再度濃縮することができ、不純物を除去し
て新しい苛性ソーダを苛性材料として浸出工程に加え
る。
上記バイヤープロセスの重要な部分は、上記浸出工程
と上記マッド分離工程からなり、そこでは上記ボーキサ
イトの水酸化アルミニウム材料が可溶性のアルミン酸ソ
ーダとして苛性−アルミン酸溶液中で溶液となる。残り
の不溶性残渣（レッドマッド）は上記得られる貴液から
分離され、クリヤーな苛性ソーダ−アルミン酸ソーダ溶
液を残すので、そこから精製されたギブサイドを結晶さ
せることができる。上記水酸化アルミニウム鉱物の溶解
性質は苛性ソーダ溶液中において通常上記アルミナの比
較的高い溶解度を達成するために、すなわち、合理的な
リカー生産性（循環されるリカー容量に対する生成する
アルミナの重量）を達成するために昇温化に浸出工程が
行われることを必要とする。他方、沈澱工程は上記プロ
セスにおけるこの時点でのアルミナの溶解度を最小にす
るために非常に低い温度において行われることが必要で
ある。
と上記マッド分離工程からなり、そこでは上記ボーキサ
イトの水酸化アルミニウム材料が可溶性のアルミン酸ソ
ーダとして苛性−アルミン酸溶液中で溶液となる。残り
の不溶性残渣（レッドマッド）は上記得られる貴液から
分離され、クリヤーな苛性ソーダ−アルミン酸ソーダ溶
液を残すので、そこから精製されたギブサイドを結晶さ
せることができる。上記水酸化アルミニウム鉱物の溶解
性質は苛性ソーダ溶液中において通常上記アルミナの比
較的高い溶解度を達成するために、すなわち、合理的な
リカー生産性（循環されるリカー容量に対する生成する
アルミナの重量）を達成するために昇温化に浸出工程が
行われることを必要とする。他方、沈澱工程は上記プロ
セスにおけるこの時点でのアルミナの溶解度を最小にす
るために非常に低い温度において行われることが必要で
ある。
最近のバイヤープラントのほとんどは、下記浸出およ
びマッド分離モジュールを使用し、次の作業工程を行う
に必要な装置を基本的に備えている。
びマッド分離モジュールを使用し、次の作業工程を行う
に必要な装置を基本的に備えている。
（１）浸出期を通る導入される使用済み苛性アルミン酸
液（リカー）およびボーキサイトを予熱し、外部ソース
からの高温熱によって伴われる回復される熱をできるだ
け多く使用する。
液（リカー）およびボーキサイトを予熱し、外部ソース
からの高温熱によって伴われる回復される熱をできるだ
け多く使用する。
（２）複合したアルミノケイ酸ソーダの脱シリカ生成物
の沈澱により上記ボーキサイド中のクレイまたは石英鉱
物から溶解されたシリカのほとんどを除去させるのに十
分な対流時間を通常与えながら、浸出を実行する。
の沈澱により上記ボーキサイド中のクレイまたは石英鉱
物から溶解されたシリカのほとんどを除去させるのに十
分な対流時間を通常与えながら、浸出を実行する。
およそ大気圧沸点にまで降下する１またはそれ以上の
圧力において上記スラリーをフラッシングすることによ
って浸出されたスラリーを冷却し、該フラッシュされた
スチームを予熱目的のために回収使用する。
圧力において上記スラリーをフラッシングすることによ
って浸出されたスラリーを冷却し、該フラッシュされた
スチームを予熱目的のために回収使用する。
（４）大気圧沸点またはそれ以下において、アルミン酸
貴液から上記レッドマッド残渣を典型的には濾過、また
は凝集、沈澱、クリヤー溶液の仕上濾過によって分離す
る。多くのバイヤーアルミナプラントにおいて、アルミ
ナを製造するに今日かかる主要な作業のコストはボーキ
サイトおよびエネルギーに関するコストである。これら
のコストの双方はボーキサイトのシリカ含有量によって
影響を受ける。何故ならば、シリカはプロセス中で反応
するからである。この反応性シリカは苛性ソーダを消費
するため、高反応性シリカボーキサイトは処理上不経済
である。あまりにも低い反応性シリカ含有のボーキサイ
トはシードとして形成される制限された脱シリカ生成物
および結果としての高いシリカ濃度が浸出後の貴液中に
存在する結果、アルミナ生成物中のシリカ含有量は高く
なる場合がある。このようにして反応性シリカ含有量の
非常に限られた範囲のボーキサイトが上記バイヤープロ
セスによって処理することができ、適当なボーキサイト
の値段を上昇させる傾向にある。浸出中に沈澱しないバ
イヤーリカー中のシリカの一部は熱交換機表面にスケー
ルとして沈澱し、バイヤープロセス内での熱の回収効率
を減少させるので、エネルギーコストを増加させる。さ
らに、付加コストがヒーターの脱スケールを頻繁に行う
必要がある補助装置（熱交換器など）の主たるコストで
ある。他の溶解されたシリカの重要な分画は沈澱中にア
ルミナ生成物に付着し、アルミナの純度およびその価値
を減少させる。
貴液から上記レッドマッド残渣を典型的には濾過、また
は凝集、沈澱、クリヤー溶液の仕上濾過によって分離す
る。多くのバイヤーアルミナプラントにおいて、アルミ
ナを製造するに今日かかる主要な作業のコストはボーキ
サイトおよびエネルギーに関するコストである。これら
のコストの双方はボーキサイトのシリカ含有量によって
影響を受ける。何故ならば、シリカはプロセス中で反応
するからである。この反応性シリカは苛性ソーダを消費
するため、高反応性シリカボーキサイトは処理上不経済
である。あまりにも低い反応性シリカ含有のボーキサイ
トはシードとして形成される制限された脱シリカ生成物
および結果としての高いシリカ濃度が浸出後の貴液中に
存在する結果、アルミナ生成物中のシリカ含有量は高く
なる場合がある。このようにして反応性シリカ含有量の
非常に限られた範囲のボーキサイトが上記バイヤープロ
セスによって処理することができ、適当なボーキサイト
の値段を上昇させる傾向にある。浸出中に沈澱しないバ
イヤーリカー中のシリカの一部は熱交換機表面にスケー
ルとして沈澱し、バイヤープロセス内での熱の回収効率
を減少させるので、エネルギーコストを増加させる。さ
らに、付加コストがヒーターの脱スケールを頻繁に行う
必要がある補助装置（熱交換器など）の主たるコストで
ある。他の溶解されたシリカの重要な分画は沈澱中にア
ルミナ生成物に付着し、アルミナの純度およびその価値
を減少させる。
従来、溶解されたシリカの制御は脱シリカ工程におけ
る温度および時間の制御により主として行われてきた。
バイヤープロセスの北アメリカ変形では、通常脱シリカ
は浸出工程とともに同時に行われている。この温度はア
ルミナ溶解制限によって設定され、シリカ制御のために
残された一つの変数は浸出条件のもとでの時間を増加さ
せることによる時間である。これは必要な主要装置（圧
力容器）の点でコスト高であり、低い温度での浸出では
さらに130〜150℃で保持する時間によって溶解されたア
ルミナが溶解性の低いベーマイトのような固形形態に転
換されるため、かなりのアルミナロスになる。このベー
マイトは上記レッドマッド固体物とともに送出されるか
らである。このように十分な脱シリカが達成されないの
なら、前もって脱シリカを行うかまたは、非常の場合で
はクレイ鉱物を添加することによって浸出に対し脱シリ
カ生成物播種表面積を増加させる試みが行われている。
これらの作業はアルミナおよび苛性ソーダのロスを増加
させることによりコストを増加させる。
る温度および時間の制御により主として行われてきた。
バイヤープロセスの北アメリカ変形では、通常脱シリカ
は浸出工程とともに同時に行われている。この温度はア
ルミナ溶解制限によって設定され、シリカ制御のために
残された一つの変数は浸出条件のもとでの時間を増加さ
せることによる時間である。これは必要な主要装置（圧
力容器）の点でコスト高であり、低い温度での浸出では
さらに130〜150℃で保持する時間によって溶解されたア
ルミナが溶解性の低いベーマイトのような固形形態に転
換されるため、かなりのアルミナロスになる。このベー
マイトは上記レッドマッド固体物とともに送出されるか
らである。このように十分な脱シリカが達成されないの
なら、前もって脱シリカを行うかまたは、非常の場合で
はクレイ鉱物を添加することによって浸出に対し脱シリ
カ生成物播種表面積を増加させる試みが行われている。
これらの作業はアルミナおよび苛性ソーダのロスを増加
させることによりコストを増加させる。
上記浸出されたスラリーの予備的な希釈が高濃度苛性
浸出（ヨーロッパ変形）の後に使用されるとき、上記レ
ッドマッドの分離前におよそ沸点において脱シリカのた
めに上記スラリーを保持するのが慣例的であった。ま
た、保持時間は主たる制御パラメーターであり、保持時
間は再びアルミナロスに関しては逆に作用する。脱シリ
カ生成物播種地域の限界制御は上記レッドマッドを部分
的な再循環することによって可能であるが、アルミナの
ロスおよび装置サイズでさらにコストの増加となる。
浸出（ヨーロッパ変形）の後に使用されるとき、上記レ
ッドマッドの分離前におよそ沸点において脱シリカのた
めに上記スラリーを保持するのが慣例的であった。ま
た、保持時間は主たる制御パラメーターであり、保持時
間は再びアルミナロスに関しては逆に作用する。脱シリ
カ生成物播種地域の限界制御は上記レッドマッドを部分
的な再循環することによって可能であるが、アルミナの
ロスおよび装置サイズでさらにコストの増加となる。
大気に開放された容器内で浸出器の外側で脱シリカ処
理を行うことは可能であるが、浸出工程後、脱シリカが
起こるときは、後続脱シリカとして知られている。ボー
キサイトおよび使用済みリカーのスラリー状に対し、浸
出工程前に脱シリカが行われる時は予備脱シリカといわ
れている。また、沈澱工程中に得られるアルミナ生成物
の分離後、得られる使用済みリカーの脱シリカを行うこ
とも可能である。この使用済みリカーはアルミナ対苛性
比率が0.3と0.4の間にあることを特徴とし、そこでは、
苛性濃度がNa2CO3当量で表現され、全苛性濃度は150〜3
50g/Lの間にある。この使用済みリカーは上記浸出工程
に戻される。浸出のすべての３つの形式は大気に開放し
た容器内で行うことができる。このような容器は建造す
るに高価でなくボーキサイトの浸出に必要な加圧容器よ
りも操作においても高価ではない。しかしながら、大気
圧での前および後脱シリカの公知のプロセスにおいて、
脱シリカ速度は非常に緩慢である。何故ならば、脱シリ
カ反応速度は上記脱シリカ生成物の表面積に依存してお
り、利用できる表面積は非常に小さいからである。前脱
シリカおよび後脱シリカプロセスに対する公知の変形に
おいては、ボーキサイトまたはレッドマッドの存在下に
行うことができるが、上記表面積を増加させるために脱
シリカ容器中に脱シリカ生成物を添加することによって
上記速度を増加させるような試みが行われている。しか
し、通常100μより小さいという非常に微細な粒子サイ
ズのために添加される材料は再使用または再浄化するこ
とができない。何故ならば、上記リカーからレッドマッ
ドを分離する後続の工程においてそれらは除去されてし
まうからである。上記レッドマッドとともに１回使用後
に破棄され、この脱シリカ向上させる工程を実際的なも
のでなくしている。
理を行うことは可能であるが、浸出工程後、脱シリカが
起こるときは、後続脱シリカとして知られている。ボー
キサイトおよび使用済みリカーのスラリー状に対し、浸
出工程前に脱シリカが行われる時は予備脱シリカといわ
れている。また、沈澱工程中に得られるアルミナ生成物
の分離後、得られる使用済みリカーの脱シリカを行うこ
とも可能である。この使用済みリカーはアルミナ対苛性
比率が0.3と0.4の間にあることを特徴とし、そこでは、
苛性濃度がNa2CO3当量で表現され、全苛性濃度は150〜3
50g/Lの間にある。この使用済みリカーは上記浸出工程
に戻される。浸出のすべての３つの形式は大気に開放し
た容器内で行うことができる。このような容器は建造す
るに高価でなくボーキサイトの浸出に必要な加圧容器よ
りも操作においても高価ではない。しかしながら、大気
圧での前および後脱シリカの公知のプロセスにおいて、
脱シリカ速度は非常に緩慢である。何故ならば、脱シリ
カ反応速度は上記脱シリカ生成物の表面積に依存してお
り、利用できる表面積は非常に小さいからである。前脱
シリカおよび後脱シリカプロセスに対する公知の変形に
おいては、ボーキサイトまたはレッドマッドの存在下に
行うことができるが、上記表面積を増加させるために脱
シリカ容器中に脱シリカ生成物を添加することによって
上記速度を増加させるような試みが行われている。しか
し、通常100μより小さいという非常に微細な粒子サイ
ズのために添加される材料は再使用または再浄化するこ
とができない。何故ならば、上記リカーからレッドマッ
ドを分離する後続の工程においてそれらは除去されてし
まうからである。上記レッドマッドとともに１回使用後
に破棄され、この脱シリカ向上させる工程を実際的なも
のでなくしている。
上述したように、バイヤーソーダライトは上記脱シリ
カ生成物を沈澱させる効果的な表面であり、ただ、問題
はソーダライトのような播種材料の大きな表面積を脱シ
リカ容器内に導入して維持し、かつ使用後回収すること
ができる方法を見い出すことにある。
カ生成物を沈澱させる効果的な表面であり、ただ、問題
はソーダライトのような播種材料の大きな表面積を脱シ
リカ容器内に導入して維持し、かつ使用後回収すること
ができる方法を見い出すことにある。
ドマイン等の米国特許3,574,539号には、モルデナイ
ト式（Na2,Ca,K2）O.Al2O3.10SiO2.6−7H2Oのアルミナ
ケイ酸塩が凝集された形式に形成することができること
が記載されている。即ち、１〜10％の濃度においてポリ
ビニルアルコールを含む多数の化合物から選ばれた可塑
剤を添加し、その後、押し出しまたは押圧および乾燥に
よって粒子を形成することによって行われている。550
℃〜880℃の間で培焼を行うと、非常に高い粒子が得ら
れる。これら粒子は優先的吸収によってガスの分離およ
び吸収のために有用である。しかしながら、バイヤープ
ロセス中に存在する非常に強い苛性溶液によって上記ポ
リビニルアルコールバインダーが攻撃されるので、この
ような材料はバイヤープロセスにおいて使用するに満足
できるものでない。
ト式（Na2,Ca,K2）O.Al2O3.10SiO2.6−7H2Oのアルミナ
ケイ酸塩が凝集された形式に形成することができること
が記載されている。即ち、１〜10％の濃度においてポリ
ビニルアルコールを含む多数の化合物から選ばれた可塑
剤を添加し、その後、押し出しまたは押圧および乾燥に
よって粒子を形成することによって行われている。550
℃〜880℃の間で培焼を行うと、非常に高い粒子が得ら
れる。これら粒子は優先的吸収によってガスの分離およ
び吸収のために有用である。しかしながら、バイヤープ
ロセス中に存在する非常に強い苛性溶液によって上記ポ
リビニルアルコールバインダーが攻撃されるので、この
ような材料はバイヤープロセスにおいて使用するに満足
できるものでない。
また、種々の他の脱シリカ方法が文献に記載されてい
るが、それらのすべては商業的に満足できないものであ
る。例えば、Raizman等の（Kompleksn.Ispol'z Miner
Syr'ya 1986、（２）52−５）にはレッドマッドおよび
ネフェリンをSiO2400g/Lを含有するアルミン酸溶液に添
加し、200℃でオートクレーブで加熱した結果、溶液の
脱シリカを行うことができるとしている。また、Khanam
irova等の（Kompleksn.Ispol'z Miner Syr'ya 198
0、（２）52−６、および1980（３）67−71）には、ア
ルミン酸ソーダ溶液をMgSiO3の存在下にオートクレーブ
で加熱することにより脱シリカを行うことが報告されて
いる。
るが、それらのすべては商業的に満足できないものであ
る。例えば、Raizman等の（Kompleksn.Ispol'z Miner
Syr'ya 1986、（２）52−５）にはレッドマッドおよび
ネフェリンをSiO2400g/Lを含有するアルミン酸溶液に添
加し、200℃でオートクレーブで加熱した結果、溶液の
脱シリカを行うことができるとしている。また、Khanam
irova等の（Kompleksn.Ispol'z Miner Syr'ya 198
0、（２）52−６、および1980（３）67−71）には、ア
ルミン酸ソーダ溶液をMgSiO3の存在下にオートクレーブ
で加熱することにより脱シリカを行うことが報告されて
いる。
また、Turinskii等のSU第1034995号には溶解されたシ
リカが石灰の添加によって溶解しないハイドロガーネッ
ト（アルミン酸・ケイ酸・カルシウム水和物）の形成を
通して除去されることが記載されている。何故なら、ほ
んの少量のシリカが上記ハイドロガーネットに組み入れ
られるから、この方法は使用される石灰の比率の観点か
ら高価であり、除去されるシリカの量に対してロスする
アルミナの比率からしても高価である。SU第1034995号
は石灰ミルク中で活性水酸化カルシウムを使用すること
によってハイドロガーネットのルートによってAl溶液の
低温脱シリカを達成することが開示している。Dardacka
−GrzymekのPL第131,922号には98℃で石灰を添加し、続
いて濾過することによって沈澱したシリカ不純物を除去
することによりアルミン酸ソーダ溶液を脱シリカする方
法が記載されている。しかしながら、バイヤープロセス
溶液から溶解したシリカを除去するための効果的でかつ
高価でない手法を提供する必要が残存している。
リカが石灰の添加によって溶解しないハイドロガーネッ
ト（アルミン酸・ケイ酸・カルシウム水和物）の形成を
通して除去されることが記載されている。何故なら、ほ
んの少量のシリカが上記ハイドロガーネットに組み入れ
られるから、この方法は使用される石灰の比率の観点か
ら高価であり、除去されるシリカの量に対してロスする
アルミナの比率からしても高価である。SU第1034995号
は石灰ミルク中で活性水酸化カルシウムを使用すること
によってハイドロガーネットのルートによってAl溶液の
低温脱シリカを達成することが開示している。Dardacka
−GrzymekのPL第131,922号には98℃で石灰を添加し、続
いて濾過することによって沈澱したシリカ不純物を除去
することによりアルミン酸ソーダ溶液を脱シリカする方
法が記載されている。しかしながら、バイヤープロセス
溶液から溶解したシリカを除去するための効果的でかつ
高価でない手法を提供する必要が残存している。
発明の開示 本発明によれば、好ましくは少なくとも10％のバイヤ
ープロセス脱シリカ生成物を初期に含有する材料の多孔
質塊状物と接触させることにより溶解したシリカをバイ
ヤープロセス溶液またはスラリーから除去するに当た
り、上記塊状物がバイヤープロセスリカー中に存在する
高い濃度の苛性液によって化学的崩壊に耐性のあるポリ
マー樹脂によって結合されていることを特徴としてい
る。
ープロセス脱シリカ生成物を初期に含有する材料の多孔
質塊状物と接触させることにより溶解したシリカをバイ
ヤープロセス溶液またはスラリーから除去するに当た
り、上記塊状物がバイヤープロセスリカー中に存在する
高い濃度の苛性液によって化学的崩壊に耐性のあるポリ
マー樹脂によって結合されていることを特徴としてい
る。
塊状物を含む上記脱シリカ生成物は典型的には多孔質
ペレット形態であって、40〜65％の範囲の多孔度を有
し、15〜30m2/gの範囲の表面積を有している。
ペレット形態であって、40〜65％の範囲の多孔度を有
し、15〜30m2/gの範囲の表面積を有している。
塗布室温以上の温度で水酸化ナトリウム溶液による侵
食に対し耐性を有するならば、広い種々の結合樹脂が本
発明の用途に使用されてよい。このような結合ポリマー
の具体例としてはフルオロカーボン類、例えば、ポリテ
トラフルオロエチレンのようなフルオロエチレン、塩素
化ポリエーテル、ビニリデンフルオライド、ジカルボン
酸とエチレングリコールとのポリエステル、例えば、商
標名Dacronまたは商標名Terylene、ポリスチレン、ジビ
ニルベンゼン、ポリスルホン類、ポリビニルクロライド
（ポリ塩化ビニル）、ポリプロピレン等を含む。ポリ塩
化ビニルおよびポリプロピレンが結合樹脂として特に好
ましく、物理的強度に優れ、かつ化学的耐性に優れるペ
レットを提供するので、これらは繰り返し使用の再循環
に使用することができる。
食に対し耐性を有するならば、広い種々の結合樹脂が本
発明の用途に使用されてよい。このような結合ポリマー
の具体例としてはフルオロカーボン類、例えば、ポリテ
トラフルオロエチレンのようなフルオロエチレン、塩素
化ポリエーテル、ビニリデンフルオライド、ジカルボン
酸とエチレングリコールとのポリエステル、例えば、商
標名Dacronまたは商標名Terylene、ポリスチレン、ジビ
ニルベンゼン、ポリスルホン類、ポリビニルクロライド
（ポリ塩化ビニル）、ポリプロピレン等を含む。ポリ塩
化ビニルおよびポリプロピレンが結合樹脂として特に好
ましく、物理的強度に優れ、かつ化学的耐性に優れるペ
レットを提供するので、これらは繰り返し使用の再循環
に使用することができる。
脱シリカ生成物の多孔質塊状物またはペレットはカラ
ム中に収納して使用するのが好ましく、バイヤープロセ
ス溶液およびスラリーはこのカラムを通して通過させ
る。これら塊状物またはペレットは大きな表面積を与
え、そこに溶解したシリカとアルミナバイヤープロセス
溶液（例えば、バイヤープラント使用済みリカー、貴
液、または使用済みリカーと浸出期に供給されるボーキ
サイトのスラリー、または貴液と浸出期から出てくるレ
ッドマッドのスラリー）中に存在するアルミナおよびナ
トリウムとの間の反応によって形成される脱シリカ生成
物が沈澱する。
ム中に収納して使用するのが好ましく、バイヤープロセ
ス溶液およびスラリーはこのカラムを通して通過させ
る。これら塊状物またはペレットは大きな表面積を与
え、そこに溶解したシリカとアルミナバイヤープロセス
溶液（例えば、バイヤープラント使用済みリカー、貴
液、または使用済みリカーと浸出期に供給されるボーキ
サイトのスラリー、または貴液と浸出期から出てくるレ
ッドマッドのスラリー）中に存在するアルミナおよびナ
トリウムとの間の反応によって形成される脱シリカ生成
物が沈澱する。
バイヤープロセスの流れから溶解したシリカを除去す
る方法は、バイヤープロセスにおける数個の異なった地
点において実施することができる。懸濁された材料が実
質的にないクリヤーなリカーにおいて実施することがで
きるが、また、リカー中に固体が懸濁したスラリーにお
いても実施することができる。これらスラリーは微細分
割されたレッドマッド固体を２〜10％を含むとともに、
浸出後および他のスラリー処理前に除去することができ
る浸出サンドといわれる粗粒の粒子をも含んでいる。こ
のレッドマッド固体は１μ以下、例えば、ジャマイカン
ボーキサイトから200μ、例えばアフリカンボーキサイ
トの範囲にある。脱サンドされたレッドマッドを含むス
ラリーの本発明による脱シリカは可能である。何故なら
ば、プロセスで使用される塊状物は上記カラムを通して
レッドマッドの通過を阻止または邪魔することのないほ
ど十分に大きく（特に、スラリーの上方向流れを使用す
るならば）、そして同時に溶解したシリカの沈澱が起こ
る十分に大きな表面積を与える十分な多孔度を有してい
る。
る方法は、バイヤープロセスにおける数個の異なった地
点において実施することができる。懸濁された材料が実
質的にないクリヤーなリカーにおいて実施することがで
きるが、また、リカー中に固体が懸濁したスラリーにお
いても実施することができる。これらスラリーは微細分
割されたレッドマッド固体を２〜10％を含むとともに、
浸出後および他のスラリー処理前に除去することができ
る浸出サンドといわれる粗粒の粒子をも含んでいる。こ
のレッドマッド固体は１μ以下、例えば、ジャマイカン
ボーキサイトから200μ、例えばアフリカンボーキサイ
トの範囲にある。脱サンドされたレッドマッドを含むス
ラリーの本発明による脱シリカは可能である。何故なら
ば、プロセスで使用される塊状物は上記カラムを通して
レッドマッドの通過を阻止または邪魔することのないほ
ど十分に大きく（特に、スラリーの上方向流れを使用す
るならば）、そして同時に溶解したシリカの沈澱が起こ
る十分に大きな表面積を与える十分な多孔度を有してい
る。
すべての場合において、溶解したシリカの除去は使用
済みまたは貴液（pregnant liquor）あるいは貴液中の
レッドマッドスラリーと多孔質塊状物とを、大気圧かつ
上記リカーの沸点以下の温度であるか、または上記リカ
ーの沸点以上の温度において行われる浸出作業温度また
は圧力に至るまでの上昇した温度および圧力ノイズれか
で、接触させることからなる。後者の場合上昇した圧力
および温度のもとで閉鎖した容器またはカラム中でプロ
セスが行なわれる。
済みまたは貴液（pregnant liquor）あるいは貴液中の
レッドマッドスラリーと多孔質塊状物とを、大気圧かつ
上記リカーの沸点以下の温度であるか、または上記リカ
ーの沸点以上の温度において行われる浸出作業温度また
は圧力に至るまでの上昇した温度および圧力ノイズれか
で、接触させることからなる。後者の場合上昇した圧力
および温度のもとで閉鎖した容器またはカラム中でプロ
セスが行なわれる。
バイヤープロセスにおける種々の位置のうち、本発明
を実施することができる場所は、次の通りである。
を実施することができる場所は、次の通りである。
1.上記浸出器から出た貴液中のレッドマッドスラリーに
対して。このレッドマッドは前もって除去しない状態に
あること。ここでは上記スラリーは上記塊状物を含有す
る加圧されたカラムを通して連続的に通過させるか、ま
たは、上記浸出器に見られるまでの上昇した温度および
圧力において、即ち、150〜250℃またはそれ以上におい
て加圧された容器中でバッチ式で塊状物のマスに接触さ
せる。
対して。このレッドマッドは前もって除去しない状態に
あること。ここでは上記スラリーは上記塊状物を含有す
る加圧されたカラムを通して連続的に通過させるか、ま
たは、上記浸出器に見られるまでの上昇した温度および
圧力において、即ち、150〜250℃またはそれ以上におい
て加圧された容器中でバッチ式で塊状物のマスに接触さ
せる。
2.上記レッドマッドを分離された貴液に対して。ここで
は上記液は上記塊状物を含む加圧されたカラムを通して
連続的に通過させるか、または浸出時に存在するまでの
上昇した温度および圧力において加圧された容器内で塊
状物のマスにバッチ式に接触させる。上記レッドマッド
の除去はラスベガスにおけるAIMEの「1989年」における
ハリントンおよびダンコーズによって開示された装置お
よび条件を使用し、フルオード等の米国特許第4,994,24
4号（1991年２月19日発行）の主題を使用して行なわれ
る。
は上記液は上記塊状物を含む加圧されたカラムを通して
連続的に通過させるか、または浸出時に存在するまでの
上昇した温度および圧力において加圧された容器内で塊
状物のマスにバッチ式に接触させる。上記レッドマッド
の除去はラスベガスにおけるAIMEの「1989年」における
ハリントンおよびダンコーズによって開示された装置お
よび条件を使用し、フルオード等の米国特許第4,994,24
4号（1991年２月19日発行）の主題を使用して行なわれ
る。
3.上記浸出器から貴液中のレッドマッドスラリーに対し
て。該スラリーはフラッシングによって予備的に該液の
沸点またはそれ以下の温度にまで冷却されている。ここ
では、上記スラリーは塊状物を含むカラムを通して連続
的に通過させるか、または上記積の沸点以下の温度でか
つ大気圧において容器中の塊状物マスにバッチ式に接触
させる。
て。該スラリーはフラッシングによって予備的に該液の
沸点またはそれ以下の温度にまで冷却されている。ここ
では、上記スラリーは塊状物を含むカラムを通して連続
的に通過させるか、または上記積の沸点以下の温度でか
つ大気圧において容器中の塊状物マスにバッチ式に接触
させる。
4.上記浸出器を出たスラリーをその貴液の沸点またはそ
れ以下の温度にまず冷却し、その後、該液を上記塊状物
を含むカラムを通過させるか、または上記液の沸点以下
の温度でかつ大気圧で容器内の塊状物マスに接触させる
ことによって上記懸濁したレッドマッドをスラリーから
除去することによって製造される貴液に対して。
れ以下の温度にまず冷却し、その後、該液を上記塊状物
を含むカラムを通過させるか、または上記液の沸点以下
の温度でかつ大気圧で容器内の塊状物マスに接触させる
ことによって上記懸濁したレッドマッドをスラリーから
除去することによって製造される貴液に対して。
5.沸点以下の温度に冷却され、それを塊状物を含有する
カラムを通すかあるいは、沸点以下の温度でかつ大気圧
において容器中の塊状物マスに接触させることにより処
理した使用済み液に対して。
カラムを通すかあるいは、沸点以下の温度でかつ大気圧
において容器中の塊状物マスに接触させることにより処
理した使用済み液に対して。
材料を含有する脱シリカ生成物の集塊は種々の方法で
行うことができる。
行うことができる。
例えば、材料を含有する脱シリカ生成物を適当な手段
で、例えばバインダーを溶解し、材料粒子を含有する脱
シリカ生成物中で混合し、この混合物を混練し、小さな
形状を押し出すかまたは粒状化することによってバイン
ダー中に分散させることができる。この得られる材料は
固化させ、機械的に適当なサイズの不規則な形状片に破
砕させる。
で、例えばバインダーを溶解し、材料粒子を含有する脱
シリカ生成物中で混合し、この混合物を混練し、小さな
形状を押し出すかまたは粒状化することによってバイン
ダー中に分散させることができる。この得られる材料は
固化させ、機械的に適当なサイズの不規則な形状片に破
砕させる。
材料を含有する脱シリカ生成物を上記バインダーに分
散させる他の方法は、上記バインダーを適当な溶媒に溶
解し、その溶液に材料粒子を含む脱シリカ生成物を添加
し、激しく撹拌することによってそれらを分散させ、そ
の後、該溶媒を除去して粒子を含有する均一に分散され
た脱シリカ生成物を含む固体生成物を形成することによ
って行なわれる。この溶媒は蒸発（溶媒が揮発性でない
場合は加熱をして）によって除去することができるが、
いわゆる、溶媒乾燥法が好ましく、そこではこのポリマ
ー溶液をポリマーの溶媒でないがポリマー溶媒と混和可
能である液と接触させる。この液は上記よってから溶媒
を抽出し、固形ポリマーを凝析または沈澱させる。その
際、粒子を含有する脱シリカ生成物の分配を変化させる
ことがない。この方法は米国特許第5,002,904号（1991
年３月26日発行）に記載されている。
散させる他の方法は、上記バインダーを適当な溶媒に溶
解し、その溶液に材料粒子を含む脱シリカ生成物を添加
し、激しく撹拌することによってそれらを分散させ、そ
の後、該溶媒を除去して粒子を含有する均一に分散され
た脱シリカ生成物を含む固体生成物を形成することによ
って行なわれる。この溶媒は蒸発（溶媒が揮発性でない
場合は加熱をして）によって除去することができるが、
いわゆる、溶媒乾燥法が好ましく、そこではこのポリマ
ー溶液をポリマーの溶媒でないがポリマー溶媒と混和可
能である液と接触させる。この液は上記よってから溶媒
を抽出し、固形ポリマーを凝析または沈澱させる。その
際、粒子を含有する脱シリカ生成物の分配を変化させる
ことがない。この方法は米国特許第5,002,904号（1991
年３月26日発行）に記載されている。
上記溶媒乾燥法が使用されるときは、造形塊状物を特
に容易に形成することができる。例えば、上記非溶媒の
浴中に材料スラリーを含む上記バインダー脱シリカ生成
物の液滴を落下させることによって粒状物を製造するこ
とができる。延伸された薄い円柱形（ニードルとして知
られている）は、上記スラリーを上記非溶媒の表面下方
に位置するオリフィスから押し出すことによって形成す
ることができる。薄いフィルム状物は上記スラリーを２
つのプレート間に広げ、このプレートを上記非溶媒浴中
に位置させることによって溶媒を抽出して形成すること
ができる。
に容易に形成することができる。例えば、上記非溶媒の
浴中に材料スラリーを含む上記バインダー脱シリカ生成
物の液滴を落下させることによって粒状物を製造するこ
とができる。延伸された薄い円柱形（ニードルとして知
られている）は、上記スラリーを上記非溶媒の表面下方
に位置するオリフィスから押し出すことによって形成す
ることができる。薄いフィルム状物は上記スラリーを２
つのプレート間に広げ、このプレートを上記非溶媒浴中
に位置させることによって溶媒を抽出して形成すること
ができる。
材料を含む脱シリカ生成物を含有するスラリーは等し
いサイズの液滴に分割し、それを非溶媒浴中に導入す
る。この液滴の形成は（例えば、直径１〜3mm）の中空
チューブを通してスラリーを供給し、スラリーの液滴を
上記チューブの端部から浴中に落下させることにより行
うことができる。また、振動する漏斗を使用して液滴を
形成してもよい。例えば、漏斗を振動させつつスラリー
の流れをこの漏斗から流下させる。
いサイズの液滴に分割し、それを非溶媒浴中に導入す
る。この液滴の形成は（例えば、直径１〜3mm）の中空
チューブを通してスラリーを供給し、スラリーの液滴を
上記チューブの端部から浴中に落下させることにより行
うことができる。また、振動する漏斗を使用して液滴を
形成してもよい。例えば、漏斗を振動させつつスラリー
の流れをこの漏斗から流下させる。
一旦、微小球が形成されると、これらは浴から取り出
すことができ、凝集する傾向がない。それはポリマーが
沈澱または凝析して非粘着性の固体を形成するからであ
る。この球状物はその後取り出されて乾燥される。
すことができ、凝集する傾向がない。それはポリマーが
沈澱または凝析して非粘着性の固体を形成するからであ
る。この球状物はその後取り出されて乾燥される。
図面の簡単な説明 本発明を例示する図面において、第１図は時間を関数
として溶解したシリカ濃度をプロットしたものである。
として溶解したシリカ濃度をプロットしたものである。
第２図は新しい使用されてないペレットの外部組織を
示す顕微鏡写真である。
示す顕微鏡写真である。
第３図は上記ペレットの内部組織を示す顕微鏡写真で
ある。
ある。
第４図は使用されたペレットの外部組織を示す顕微鏡
写真である。
写真である。
第５図は洗浄させた後の使用済みペレットの外部組織
を示す顕微鏡写真である。
を示す顕微鏡写真である。
第６図は使用されたペレットの内部組織を示す顕微鏡
写真である。
写真である。
本発明に実施するための最適形態 本発明のよりよき理解のため、幾つかの特定の実施例
を下記に示す。
を下記に示す。
実施例１ 主としてバイヤーソーダライトからなる合成脱シリカ
生成物をジョージアカオリンと次の組成を有するアルミ
ン酸ソーダと反応させて製造した。
生成物をジョージアカオリンと次の組成を有するアルミ
ン酸ソーダと反応させて製造した。
等量のNa2CO3で表現された苛性液 192 g/L アルミナ 63.3g/L アルミン酸液200Lにジョージアカオリン14kgを加え、形
成したスラリーを圧力反応器に入れ、100℃で36時間加
熱した。反応時間の終期に、内容物を冷却し、８〜50μ
のサイズの沈澱した脱シリカ生成物をろ過して集めた。
成したスラリーを圧力反応器に入れ、100℃で36時間加
熱した。反応時間の終期に、内容物を冷却し、８〜50μ
のサイズの沈澱した脱シリカ生成物をろ過して集めた。
実施例２ 実施例１で製造した合成脱シリカ生成物のペレットを
バインダーとしてポリ塩化ビニルを使用して製造する。
ポリ塩化ビニルをまず、ジメチルホルムアミド（DMF）
に溶解し、DMF10重量部にPVC1重量部の割合とする。実
施例１のようにして製造した合成脱シリカ生成物の50重
量部をPVC/DMF溶液100部とスラリー化する。このスラリ
ーを2mm直径孔のチューブを通してポンプ輸送し、40滴
／分の速度で独立液滴の流れを作る。これらを40cmの高
さから水中40％DMFの浴に落下させ、水に液滴中のDMFを
吸収させPVCで結合された脱シリカ生成物の固体球状物
を製造する。これらの球状物を浴から分離し、水洗し、
100℃１昼夜乾燥させる。乾燥させた球状物は直径３〜5
mmで、水銀ポロシメータで測定した多孔度は53.1％で、
BET法で測定した表面積は17.2m2/gであった。
バインダーとしてポリ塩化ビニルを使用して製造する。
ポリ塩化ビニルをまず、ジメチルホルムアミド（DMF）
に溶解し、DMF10重量部にPVC1重量部の割合とする。実
施例１のようにして製造した合成脱シリカ生成物の50重
量部をPVC/DMF溶液100部とスラリー化する。このスラリ
ーを2mm直径孔のチューブを通してポンプ輸送し、40滴
／分の速度で独立液滴の流れを作る。これらを40cmの高
さから水中40％DMFの浴に落下させ、水に液滴中のDMFを
吸収させPVCで結合された脱シリカ生成物の固体球状物
を製造する。これらの球状物を浴から分離し、水洗し、
100℃１昼夜乾燥させる。乾燥させた球状物は直径３〜5
mmで、水銀ポロシメータで測定した多孔度は53.1％で、
BET法で測定した表面積は17.2m2/gであった。
実施例３ 上記脱シリカ生成物ペレット約1kgを直径5.3cm、高さ
183cmのカラム中で使用した。192.3g/Lのか性液、65.3g
/LのAl2O3、0.5g/LのSiO2を含むバイヤー使用済み液を
上記カラムに約90℃で通過させる。この結果、液中のSi
O2は15分の接触時間後約60％から60分後90％還元され
た。
183cmのカラム中で使用した。192.3g/Lのか性液、65.3g
/LのAl2O3、0.5g/LのSiO2を含むバイヤー使用済み液を
上記カラムに約90℃で通過させる。この結果、液中のSi
O2は15分の接触時間後約60％から60分後90％還元され
た。
実施例４ この実施例では、原料を含む３種の異なる脱シリカ生
成物が凝集された。その効果を比較した。
成物が凝集された。その効果を比較した。
a.ポリプロピレンを用いる合成脱シリカ生成物。
b.PVCを用いるジョンクイアー（QC）プラントの脱シリ
カ生成物スケール。
カ生成物スケール。
c.PVCを用いるキルクヴァイン（W.I.）プラントの脱シ
リカ生成物スケール。
リカ生成物スケール。
（ａ）ポリプロピレンを含む合成脱シリカ生成物の凝集 実施例１に記載された方法によって製造された合成ソ
ーダライトを使用した。
ーダライトを使用した。
この合成ソーダライトの凝集はCowleshawの回転ミキ
サー（AX−53−797、容量２インペリアルピント、英国C
owleshaw研究所製造）内で行った。このミキサーは２枚
のシグマ形式のブレードを備え、混練と撹拌作用を与え
る。
サー（AX−53−797、容量２インペリアルピント、英国C
owleshaw研究所製造）内で行った。このミキサーは２枚
のシグマ形式のブレードを備え、混練と撹拌作用を与え
る。
固体ポリプロピレンをミキサー内に配置し、ポリマー
とミキサーの双方を約160℃に加熱してポリマーを溶融
する。溶融ポリプロピレンの各重量部に対しソーダライ
ト５重量部をミキサーに加える。２〜３分の混合後混合
物を固化させ、その固体をハンマーでたたき、約１〜5m
mの不規則な形状片とする。
とミキサーの双方を約160℃に加熱してポリマーを溶融
する。溶融ポリプロピレンの各重量部に対しソーダライ
ト５重量部をミキサーに加える。２〜３分の混合後混合
物を固化させ、その固体をハンマーでたたき、約１〜5m
mの不規則な形状片とする。
（ｂ）PVCを用いるジョンクイアー（QC）プラントの脱
シリカ生成物スケールの凝集 この脱シリカ生成物スケールをＸ線回折分析で見る
と、カンクリナイトNa6Ca1.5Al6Si6O24（CO3）1.6およ
び／またはバイヤーソーダライト３（Na2O・Al2O3・2Si
O2・2H2O）Na2X（ただし、ＸはCO3 -2,SO4-2,2C1-または
2AlO2 -）；および／又はナトロダヴィン（低形成）3NaA
lSiO4・Na2CO3からなっている。
シリカ生成物スケールの凝集 この脱シリカ生成物スケールをＸ線回折分析で見る
と、カンクリナイトNa6Ca1.5Al6Si6O24（CO3）1.6およ
び／またはバイヤーソーダライト３（Na2O・Al2O3・2Si
O2・2H2O）Na2X（ただし、ＸはCO3 -2,SO4-2,2C1-または
2AlO2 -）；および／又はナトロダヴィン（低形成）3NaA
lSiO4・Na2CO3からなっている。
この材料はジョンクイアー（QC）バイヤープラントの
処理ブラジル産およびアフリカ産ボーキサイトのパイプ
輸送使用済み液から得られる。
処理ブラジル産およびアフリカ産ボーキサイトのパイプ
輸送使用済み液から得られる。
（ｃ）PVCを用いるキルクヴァイン（W.I.）プラントの
脱シリカ生成物スケールの凝集 この脱シリカ生成物スケールをＸ線回折分析を行う
と、 主要構成物:10％以上のボーキサイト,A1OOH; 副構成物:1〜10％のバイヤーソーダライトとヘマタイト
Fe2O3。キルクヴァイン・ジャマイカ・ウェスト・イン
ディのバイヤープラントのジャマイカ産ボーキサイト処
理におけるダイジェスタから得られる。ボードルイルお
よびキルクヴァインスケール材料双方を−325メッシュ
まで粉砕し、実施例２に記載の方法によりPVCで凝集物
とした。
脱シリカ生成物スケールの凝集 この脱シリカ生成物スケールをＸ線回折分析を行う
と、 主要構成物:10％以上のボーキサイト,A1OOH; 副構成物:1〜10％のバイヤーソーダライトとヘマタイト
Fe2O3。キルクヴァイン・ジャマイカ・ウェスト・イン
ディのバイヤープラントのジャマイカ産ボーキサイト処
理におけるダイジェスタから得られる。ボードルイルお
よびキルクヴァインスケール材料双方を−325メッシュ
まで粉砕し、実施例２に記載の方法によりPVCで凝集物
とした。
試験方法と結果 実施例３に記載の方法と同一の方法で溶解したシリカ
の除去のための適切性をカラム中で試験した。これらの
試験で使用した使用済み液の組成は次の通りである。
の除去のための適切性をカラム中で試験した。これらの
試験で使用した使用済み液の組成は次の通りである。
Na2CO3当量で表す苛性液 190g/L アルミナ 57g/L カルボン酸ナトリウム 30g/L また、以下の表に記載の濃度の溶解SiO2を含んでいる。
この試験は90℃で行なわれ、カラム中に存在する液の
SiO2の濃度を侵入する濃度と比較し、表１に示す。
SiO2の濃度を侵入する濃度と比較し、表１に示す。
この結果は合成脱シリカ生成物であるかどうか、バイ
ヤープラントで製造される脱シリカ生成物であるか、ポ
リ塩化ビニルまたはポリプロピレンバインダーを使用し
たか否かにかかわらず、３種の脱シリカ生成物を含むペ
レット溶解したシリカの除去に等しく効果的であること
を示している。
ヤープラントで製造される脱シリカ生成物であるか、ポ
リ塩化ビニルまたはポリプロピレンバインダーを使用し
たか否かにかかわらず、３種の脱シリカ生成物を含むペ
レット溶解したシリカの除去に等しく効果的であること
を示している。
実施例６ 実施例２に記載したように、PVCバインダーで作成さ
れたペレットを実施例３のカラム内で使用し、実施例３
の組成物の使用済み液をこのカラムを通し、100時間の
間上記シリカを除去する。これらの試験の結果を第１図
に示す。供給物中の溶解したシリカの濃度が試験を通し
て0.46g/Lであったことに留意すべきである。試験の開
始時、カラムを離れる液中の溶解したシリカは0.23g/L
であった。試験期間中、排出液中のシリカ濃度はゆっく
りと、かつ規則的に増加し、操作100時間後0.35g/Lまで
増加した。これはペレットが少なくとも100時間の間溶
解したシリカの除去効果を保持することを示している。
れたペレットを実施例３のカラム内で使用し、実施例３
の組成物の使用済み液をこのカラムを通し、100時間の
間上記シリカを除去する。これらの試験の結果を第１図
に示す。供給物中の溶解したシリカの濃度が試験を通し
て0.46g/Lであったことに留意すべきである。試験の開
始時、カラムを離れる液中の溶解したシリカは0.23g/L
であった。試験期間中、排出液中のシリカ濃度はゆっく
りと、かつ規則的に増加し、操作100時間後0.35g/Lまで
増加した。これはペレットが少なくとも100時間の間溶
解したシリカの除去効果を保持することを示している。
カラム中の使用済みペレットを熱水で洗浄し、付着し
ている炭酸ナトリウムを除去し、脱シリカ生成物のいく
らかを吸蔵したバイヤープロセス液と共に除去する。上
記洗浄を少なくとも50℃、好ましくは90℃に加熱された
熱水でバックウオッシュしてカラム内部で行う。実験過
程の一つでは、上記ペレットを上記洗浄中に超音波振動
に付し、これにより付着した脱シリカ生成物の除去の速
度が上昇するのが分かる。上記超音波は上記カラムから
除去されたペレットに適用することができ、別個のタン
ク内でバッチ様式で洗浄することができる。
ている炭酸ナトリウムを除去し、脱シリカ生成物のいく
らかを吸蔵したバイヤープロセス液と共に除去する。上
記洗浄を少なくとも50℃、好ましくは90℃に加熱された
熱水でバックウオッシュしてカラム内部で行う。実験過
程の一つでは、上記ペレットを上記洗浄中に超音波振動
に付し、これにより付着した脱シリカ生成物の除去の速
度が上昇するのが分かる。上記超音波は上記カラムから
除去されたペレットに適用することができ、別個のタン
ク内でバッチ様式で洗浄することができる。
ペレットの２倍容量の熱水を使用した。上記カラムを
通して空気をペレット中の空げきから水を排出するに十
分な時間通過させ、湿ったペレットを乾燥させる。洗浄
後、走査電子顕微鏡（SEM）により上記ペレットを試験
した。
通して空気をペレット中の空げきから水を排出するに十
分な時間通過させ、湿ったペレットを乾燥させる。洗浄
後、走査電子顕微鏡（SEM）により上記ペレットを試験
した。
新しい未使用のペレットのSEMでの外観を第２図に示
し、第３図はペレットの内部を示す。洗浄前の使用済み
ペレットの外観を第４図に示し、洗浄後の使用済みペレ
ットの外観を第５図に示し、第６図に内部を示す。新し
いペレットおよび使用済みペレットの双方とも極めて多
孔質で、その上に沈降するソーダライトに対し広い表面
積を有する。写真は洗浄したペレットの内部および外部
が新しい脱シリカ生成物の十分に結晶した付着物で依然
覆われていることを示しており、その付着物は非常に反
応性の富むシード表面で、再循環の時にはそのように働
く。
し、第３図はペレットの内部を示す。洗浄前の使用済み
ペレットの外観を第４図に示し、洗浄後の使用済みペレ
ットの外観を第５図に示し、第６図に内部を示す。新し
いペレットおよび使用済みペレットの双方とも極めて多
孔質で、その上に沈降するソーダライトに対し広い表面
積を有する。写真は洗浄したペレットの内部および外部
が新しい脱シリカ生成物の十分に結晶した付着物で依然
覆われていることを示しており、その付着物は非常に反
応性の富むシード表面で、再循環の時にはそのように働
く。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フルフォード、ジョージ・デニソン カナダ ケイ７エム・１エル６、オンタ リオ、キングストン、マチャー・プレイ ス 28番 (56)参考文献 特開 昭48−49065（ＪＰ，Ａ) 米国特許2519362（ＵＳ，Ａ) 米国特許2785956（ＵＳ，Ａ) 米国特許4289629（ＵＳ，Ａ) 仏国特許出願公開2020340（ＦＲ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01F 7/47 C01F 7/06
Claims (18)
- 【請求項１】バイヤープロセス溶液またはスラリーから
溶解シリカを除去するにあたり、バイヤープロセスにお
ける脱シリカ生成物含有粒子をバイヤープロセス溶液中
に存する高濃度苛性液による化学的退化に対し耐性を有
するポリマー樹脂により凝集塊状形態に結合させ、上記
バイヤープロセス溶液またはスラリーを上記バイヤープ
ロセス脱シリカ生成物を含む多孔質塊状物と接触させる
ことを特徴とするバイヤープロセスにおける脱シリカ方
法。 - 【請求項２】上記塊状物が少なくとも脱シリカ生成物10
重量％を含む請求項１記載の方法。 - 【請求項３】上記ポリマー結合剤がポリ塩化ビニルまた
はポリプロピレンから選ばれる請求項２記載の方法。 - 【請求項４】上記脱シリカ生成物含有塊状物が多孔度40
〜65％を有するペレット形態である請求項３記載の方
法。 - 【請求項５】上記ペレットが15〜30m2/gの範囲の表面積
を有する請求項４記載の方法。 - 【請求項６】上記ペレットがカラム中に含まれている請
求項５記載の方法。 - 【請求項７】脱シリカ生成物が水和ケイ酸アルミニウム
ナトリウム複合物からなる請求項３記載の方法。 - 【請求項８】脱シリカ生成物がソーダライト、カンクリ
ナイト、ノゼライト、ナトロダビンから選ばれた少なく
とも１つの化合物である請求項３記載の方法。 - 【請求項９】貴液中のレッドマッドからなるスラリー
を、上記液の沸点以上の温度において加圧されたカラム
中の上記塊状物床を通す請求項２記載の方法。 - 【請求項１０】貴液中のレッドマッドのスラリーを、上
記液の沸点以上の温度で加圧された容器中の上記塊状物
の撹拌体に接触させる請求項２記載の方法。 - 【請求項１１】レッドマッドを除去された貴液を、上記
液の沸点以上の温度において加圧されたカラム中の上記
塊状物床を通過させる請求項２記載の方法。 - 【請求項１２】レッドマッドを除去された貴液を、上記
液の沸点以上の温度において加圧された容器中の上記塊
状物床を通過させる請求項２記載の方法。 - 【請求項１３】貴液中のレッドマッドのスラリーを、大
気開放したカラム中の上記塊状物床を上記液の沸点以下
の温度で通過させる請求項２記載の方法。 - 【請求項１４】貴液中のレッドマッドのスラリーを、上
記液の沸点以下の温度で大気開放された容器中の上記塊
状物の撹拌体に接触させる請求項２記載の方法。 - 【請求項１５】レッドマッドを除去された貴液を、上記
液の沸点以下の温度において大気開放されたカラム中の
上記塊状物床を通過させる請求項２記載の方法。 - 【請求項１６】レッドマッドを除去された貴液を、上記
液の沸点以下の温度において大気開放された容器中の上
記塊状物の撹拌体と接触させる請求項２記載の方法。 - 【請求項１７】使用済み液を上記塊状物を含むカラムを
通過させる請求項２記載の方法。 - 【請求項１８】使用済み液を容器中の上記塊状物体と接
触させる請求項２記載の方法。
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