JP4108974B2 - 水酸化アルミニウムの製造方法 - Google Patents
水酸化アルミニウムの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4108974B2 JP4108974B2 JP2001396220A JP2001396220A JP4108974B2 JP 4108974 B2 JP4108974 B2 JP 4108974B2 JP 2001396220 A JP2001396220 A JP 2001396220A JP 2001396220 A JP2001396220 A JP 2001396220A JP 4108974 B2 JP4108974 B2 JP 4108974B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum hydroxide
- solution
- alkali
- calcium
- aluminate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims description 76
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 47
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 94
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 72
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 63
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 claims description 50
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 42
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 39
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 37
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 10
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 8
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 7
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 60
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 30
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 8
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [K+].[O-][Al]=O KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 2,3,9,10-tetramethoxy-6,8,13,13a-tetrahydro-5H-isoquinolino[2,1-b]isoquinoline Chemical compound C1CN2CC(C(=C(OC)C=C3)OC)=C3CC2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-N Arsenic acid Chemical compound O[As](O)(O)=O DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940000488 arsenic acid Drugs 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L barium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ba+2] WDIHJSXYQDMJHN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001626 barium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001669 calcium Chemical class 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000033444 hydroxylation Effects 0.000 description 1
- 238000005805 hydroxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001637 plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 1
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 description 1
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はバイヤー法による水酸化アルミニウムの製造方法に関し、更に詳しくは、水酸化アルミニウム中のＣａＯ含有量を低下させる製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バイヤー法により製造した水酸化アルミニウムからアルミナ粉体を製造し、これを焼結してセラミックスとした場合、その焼結特性（焼結体組織・強度・表面粗さ・電気特性など）を制御するため、セラミックス中の不純物であるナトリウム・珪素・カルシウム等の含有量を制御する必要がある。
【０００３】
例えばナトリウムは電気特性（絶縁性）に大きな影響を与えることが知られており、Ｎａ2Ｏとして０．１質量％以下になるように各種の制御方法が提案されている。
【０００４】
一方、珪素・カルシウムといった不純物は焼結特性、特に焼結組織に大きな影響を与えることが知られており、その結果として焼結体の強度・表面平滑性に影響を及ぼすことになる。すなわち、珪素・カルシウムについてはその含有量が安定していること、また低減させることが要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特にカルシウムについては、その原料たる水酸化アルミニウムの製造工程において、使用する原料ボーキサイトの鉱区や生産地が変化することで組成変動が生じ、その結果として工程液（アルミン酸アルカリ溶液）中に不純物として混入する。また、赤泥分離工程での沈降促進剤や清澄濾過工程での濾過助剤に使用される消石灰等からアルミン酸アルカリ溶液へカルシウム分が溶解し、このカルシウム分が水酸化アルミニウム析出工程にて水酸化アルミニウムの固体側に混入することで、カルシウム含有量が上昇し、しばしば要求品質を満足し得ないことが発生する。
【０００６】
このカルシウムのアルミン酸アルカリ溶液への溶解及びアルミン酸アルカリ溶液からの除去・制御方法は確立されているとは言いがたく、また近年ではこのような工程不純物濃度の変動が発生しにくい良質ボーキサイト資源の確保も難しくなることが予想されており、カルシウム含有量の制御手段の確立が望まれている。
【問題を解決するための手段】
かかる事情下に鑑み、本発明者らは、このアルミナ中のカルシウムを一定濃度以下に収めるべく、水酸化アルミニウム製造工程を鋭意検討した結果、特定の条件にて製造された凝集剤または濾過助剤をアルミン酸アルカリ溶液に添加することにより、上記問題点が解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち本発明は以下に関する。
【０００７】
（１）アルミナ含有鉱石とアルカリ溶液とを混合し、該混合物を加熱処理して鉱石中のアルミナ分をアルカリ溶液中に溶解させアルミン酸アルカリ溶液とし、さらに該混合物に凝集剤を添加して未溶解分を沈降させる分離工程と、分離工程後で水酸化アルミニウムを析出させる工程の前に、アルミン酸アルカリ溶液に濾過助剤を加えてアルミン酸アルカリ溶液を濾過する工程を含み、この濾液から水酸化アルミニウムを析出させる水酸化アルミニウムの製造方法であって、前記濾過工程の濾過助剤にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させることを特徴とする水酸化アルミニウムの製造方法。
【０００８】
（２）アルミナ含有鉱石とアルカリ溶液とを混合し、該混合物を加熱処理して鉱石中のアルミナ分をアルカリ溶液中に溶解させアルミン酸アルカリ溶液とし、さらに該混合物に凝集剤を添加して未溶解分を沈降させる分離工程と、この上澄み液であるアルミン酸アルカリ溶液から水酸化アルミニウムを析出させる工程を含む水酸化アルミニウムの製造方法であって、前記分離工程の凝集剤にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させることを特徴とする水酸化アルミニウムの製造方法。
【０００９】
（３）アルミナ含有鉱石とアルカリ溶液とを混合し、該混合物を加熱処理して鉱石中のアルミナ分をアルカリ溶液中に溶解させアルミン酸アルカリ溶液とし、さらに該混合物に凝集剤を添加して未溶解分を沈降させる分離工程と、分離工程後で水酸化アルミニウムを析出させる工程の前に、アルミン酸アルカリ溶液に濾過助剤を加えてアルミン酸アルカリ溶液を濾過する工程を含み、この濾液であるアルミン酸アルカリ溶液から水酸化アルミニウムを析出させる水酸化アルミニウムの製造方法であって、前記分離工程の凝集剤にアルミン酸カルシウムを添加するとともに、前記濾過工程の濾過助剤にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させることを特徴とする水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１０】
（４）アルミン酸カルシウムを、アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物から合成することを特徴とする（１）〜（３）に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１１】
（５）アルミン酸カルシウムを、アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物および水酸化ナトリウムから合成することを特徴とする（１）〜（３）に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１２】
（６）アルミン酸カルシウム中のフリーな水酸化ナトリウム濃度が、１１０ｇ／リットル〜２００ｇ／リットルの範囲内であることを特徴とする（５）に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１３】
（７）カルシウム含有物が、スラリー化した消石灰であることを特徴とする（４）〜（６）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１４】
（８）アルミン酸アルカリ溶液がアルミン酸ナトリウム溶液であることを特徴とする（４）〜（７）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１５】
（９）カルシウム含有物のＣａＯ換算モル量をＡ、アルミン酸アルカリ溶液のＡｌ2Ｏ3換算モル量をＢとした場合、ＡのＢに対する比率（Ａ／Ｂ）を、１／５〜３の範囲内としてアルミン酸カルシウムを合成することを特徴とする（４）〜（８）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１６】
（１０）アルミン酸カルシウムの合成を、８０℃〜１００℃の範囲内で行うことを特徴とする（４）〜（９）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１７】
（１１）アルミン酸カルシウム中のＣＯ2濃度が５質量％以下であることを特徴とする（１）〜（１０）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１８】
（１２）濾過工程におけるアルミン酸カルシウム添加量を、アルミナ含有鉱石の溶解に用いたアルカリ溶液に対する添加量で、２００ｍｇ／リットル〜１０００ｍｇ／リットルの範囲内で添加することを特徴とする（１）および（３）〜（１０）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１９】
（１３）分離工程におけるアルミン酸カルシウム添加量を、アルミナ含有鉱石の溶解に用いたアルカリ溶液に対する添加量で、１００ｍｇ／リットル〜４００ｍｇ／リットルの範囲内で添加とすることを特徴とする（２）および（３）〜（１０）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００２０】
（１４）水酸化アルミニウムを析出させる工程でのアルカリ溶液中のカルシウム濃度を、ＣａＯ換算で１５ｍｇ／リットル以下にすることを特徴とする（１）〜（１３）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００２１】
（１５）水酸化アルミニウム中のＣａＯ含有量を２００ｐｐｍ以下にすることを特徴とする（１）〜（１４）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００２２】
（１６）アルミナ含有鉱石として、ＣａＯ含有量が０．５質量％〜１０重量％の範囲内の鉱石を用いることを特徴とする（１）〜（１５）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００２３】
（１７）（１）〜（１６）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法で製造した水酸化アルミニウム。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明は、アルミナ含有鉱石とアルカリ溶液（水酸化ナトリウム溶液あるいはこれとアルミン酸ナトリウム溶液の混合液、もしくは水酸化カリウム溶液あるいはこれとアルミン酸カリウム溶液の混合液のいずれかを指す。以下、アルカリ溶液とする。）とを混合し、該混合物を加熱処理して鉱石中のアルミナ分をアルカリ溶液中に溶解させアルミン酸アルカリ溶液（水酸化ナトリウム溶液とアルミン酸ナトリウム溶液の混合液、もしくは水酸化カリウム溶液とアルミン酸カリウム溶液の混合液を指す。以下、アルミン酸アルカリ溶液とする。）とし、該混合物に凝集剤を添加して未溶解分を沈降させる分離工程と、分離工程後で水酸化アルミニウムを析出させる工程の前に、アルミン酸アルカリ溶液に濾過助剤を加えてアルミン酸アルカリ溶液を濾過する工程を含み、この濾過助剤にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させる水酸化アルミニウムの製造方法、また分離工程の凝集剤にアルミン酸カルシウム添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させる水酸化アルミニウムの製造方法、さらに分離工程の凝集剤及び濾過工程の濾過助剤の双方にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させる水酸化アルミニウムの製造方法である。
【００２５】
本発明のアルミン酸カルシウムは、アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物から合成することが好ましく、アルミン酸アルカリ溶液としてはアルミン酸ナトリウム溶液を用いるのが好ましい。このアルミン酸ナトリウム溶液は通常バイヤー法に用いられるアルミン酸ナトリウム溶液、あるいは水酸化ナトリウム溶液に水酸化アルミニウムを溶解させて得られる合成アルミン酸ナトリウム溶液、さらに金属アルミニウムを水酸化ナトリウム溶液に溶解させて得られる合成アルミン酸ナトリウム溶液などを用いることできる。
【００２６】
一方、カルシウム含有物はアルミン酸ナトリウム溶液との反応性が良好で、かつアルミン酸ナトリウム溶液への溶解性が低い反応生成物が得られるものであれば特に限定されるものではなく、一般的には、Ｃａ（ＯＨ）2（消石灰）、ＣａＯ（生石灰）等を用いるのが好ましい。
【００２７】
アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物の混合比率は、カルシウム含有物起因のＣａＯ換算モル量の、アルミン酸アルカリ溶液起因のＡｌ2Ｏ3換算モル量に対する比率（ＣａＯモル量／Ａｌ2Ｏ3モル量）が、１／５以上で３以下の範囲内、より好ましくは１／４以上で１以下の範囲内とする。比率が１より大きくなると未反応のカルシウム含有物の残存量が多くなり、比率が１／５より小さくなると反応装置が大きくなる点で不利となる。なお、カルシウム含有物のＣａＯ換算モル量とは、カルシウム含有物中のＣａ原子をＣａＯに置き換えた場合のモル濃度に添加量を乗じたものを、またアルミン酸アルカリ溶液のＡｌ2Ｏ3換算モル量は、アルミン酸アルカリ溶液中のＡｌ原子をＡｌ2Ｏ3に置き換えた場合のモル濃度に添加量を乗じたものを意味する。
【００２８】
また本発明では、アルミン酸カルシウムの合成時において、アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物に水酸化ナトリウムを加え、アルミン酸カルシウム合成後の液中におけるフリーな水酸化ナトリウム濃度を、１１０ｇ／リットル〜２００ｇ／リットルの範囲内、より好ましくは１３０ｇ／リットル〜１６０ｇ／リットルの範囲内とすることが好ましい。
【００２９】
例えば、反応後の液中のフリーな水酸化ナトリウム濃度を上記範囲内に調整するためには、アルミン酸アルカリ溶液に事前もしくは反応時に水酸化ナトリウムを添加することでも可能である。フリーな水酸化ナトリウム濃度が２００ｇ／リットルより高くなると、経済性の観点から好ましくなく、水酸化ナトリウム濃度が１１０ｇ／リットルより低くなると合成されたアルミン酸カルシウムの、水酸化アルミニウム中のＣａＯ低減効果が低くなる。
【００３０】
ここでカルシウム含有物中のカルシウムの分析は、ＩＣＰ（誘導プラズマ発光分光光度計）など一般に行われている分析法にて求めたＣａ濃度をＣａＯ換算することで求めることができる。
【００３１】
またアルミン酸アルカリ溶液中の総水酸化ナトリウム濃度とアルミナ濃度の分析については以下手順にて行う。
【００３２】
まず採取したアルミン酸アルカリ溶液をろ紙で濾過して清澄なアルミン酸アルカリ液を得る。次にこれを適量採取してイオン交換水などで希釈（例えば１０倍希釈）した後に分取（例えば１０ｃｃ）して、グルコン酸ナトリウム溶液（例えば２０重量％）を適量加えて、希釈塩酸（例えば０．３ｍｏｌ／リットル等）で中和を行い、この中和量を液中の総水酸化ナトリウムによるものとして算出する。さらにこの中和液に弗化ナトリウム溶液（例えば５０ｇ／リットル）を適量（例えば５０ｃｃ）加えてから再度希釈塩酸で中和を行い、この中和量からアルミナ濃度をもとめるものである。
【００３３】
またアルミン酸アルカリ溶液中の炭酸ナトリウム濃度の測定は以下手順によっておこなう。まず採取したアルミン酸アルカリ溶液をろ紙で濾過して清澄なアルミン酸アルカリ液を得る。次にこれを適量採取してイオン交換水などで希釈（例えば１０倍希釈）した後に分取して（例えば１０ｃｃ）、塩酸（例えば１８質量％）を適量（例えば２０ｃｃ）加える。この際に発生する炭酸ガスを既知濃度（例えば０．１ｍｏｌ／リットル）の適量（例えば２００ｃｃ）の水酸化ナトリウム溶液に吸収させてから、この溶液に適量の塩化バリウム溶液（例えば２０質量％）を適量（例えば１０ｃｃ）を加える。これを既知の希釈塩酸（例えば０．１ｍｏｌ／リットル）にて中和して求めた水酸化ナトリウム溶液濃度と吸収前の水酸化ナトリウム濃度の差から炭酸量を求めこれを炭酸ナトリウムに換算する。
【００３４】
フリーな水酸化ナトリウム濃度は上記の総水酸化ナトリウム濃度から炭酸ナトリウム分を差し引いた値として求める。
【００３５】
本発明の、アルミン酸カルシウムの合成は、８０℃〜１００℃の範囲内、その合成の保持時間は１０分以上であればよい。合成温度が１００℃より高い場合は、反応液が沸騰するため容器を耐圧容器化する必要が発生し経済性が低下する。また、合成温度が８０℃より低いと、反応が進行しにくくなり、保持時間が長くなり経済的に好ましくない。
【００３６】
本発明で得られたアルミン酸カルシウムは、ＣＯ2濃度が５重量％以下、より好ましくは４質量％以下とすることが好ましい。ＣＯ2濃度が５重量％より高くなると製造したアルミン酸カルシウム固体からカルシウムが液中に溶解することで製造される水酸化アルミニウムやアルミナのカルシウム濃度が上昇する等の問題が生ずる。なおアルミン酸カルシウム固体中のＣＯ2の測定は、当該アルミン酸カルシウムを希塩酸にて溶解させた際に発生する炭酸ガスを既知濃度の水酸化ナトリウム溶液に吸収させることで、前述の液中炭酸ナトリウムの求め方に順じた分析法にて求めることができる。
【００３７】
本発明のアルミン酸カルシウムは、赤泥を分離する工程における凝集剤または濾過工程における濾過助剤として加えられるが、赤泥分離工程における凝集剤に添加する場合には、ボーキサイト溶解に用いたアルミン酸アルカリ溶液に対して、ＣａＯ換算で１００ｍｇ／リットル以上で４００ｍｇ／リットル以内の範囲内、より好ましくは、１５０ｍｇ／リットル以上で３００ｍｇ／以下の範囲内で添加し、その他凝集剤（高分子凝集剤、苛性化デンプンなど）との併用も可能である。また濾過工程における濾過助剤として添加する場合には、ボーキサイト溶解に用いたアルミン酸アルカリ溶液に対して、ＣａＯ換算で２００ｍｇ／リットル以上で１０００ｍｇ／リットル以内の範囲内、より好ましくは４００ｍｇ／リットル以上で８００ｍｇ／リットル以内の範囲内で加えれば良く、その添加方法は特に限定されない。
【００３８】
例えば赤泥分離工程に添加する場合は、ボーキサイト溶解後のスラリーに対して赤泥分離装置へ送るポンプの吸入側、吐出側もしくは赤泥分離工程入口でも可能である。また濾過工程においては赤泥分離装置溢流部、清澄濾過工程へ液を送るポンプの吸入側、吐出側、もしくは濾過工程入口でも可能である。
【００３９】
なお、この添加比率を超えた添加量でも本発明の目的の効果を得るには支障はないが、経済性の面から上記範囲内で充分である。また、この添加比率未満の添加量では、アルカリ液中のカルシウム濃度の低減効果が低くなる。
【００４０】
本発明の水酸化アルミニウムの製造方法では、凝集剤または濾過助剤としてアルミン酸カルシウムを添加することにより、アルカリ溶液中のカルシウム濃度を、ＣａＯ換算で１５ｍｇ／リットル以下とすることが好ましい。また、水酸化アルミニウム中のＣａＯ含有量を２００ｐｐｍ以下に低下させることにより、本発明で得られた水酸化アルミニウムを用いて製造したアルミナ焼結体の、強度・表面平滑性を高める上で好ましい。なおアルカリ溶液中のカルシウム濃度は、当該液をろ紙等で濾過した後に試薬塩酸（例えば砒素分析用特級濃塩酸）を適量（例えば２０ｃｃ）加えて若干酸性側にした後に稀釈して、ＩＣＰ（誘導プラズマ発光分光光度計）により求める。また水酸化アルミニウム中のＣａＯ含有量は、当該水酸化アルミニウムを適量取り硫酸（例えば分析用特級濃硫酸）を薄めた希硫酸を用いて溶解を行った後に、希釈してＩＣＰ（誘導プラズマ発光分光光度計）により求める。
【００４１】
また本発明の水酸化アルミニウムの製造方法におけるＣａＯ含有量の低減効果は、アルミナ含有鉱石として、ＣａＯ含有量が０．５質量％以上の鉱石を用いた場合に顕著となる。
【００４２】
【実施例】
以下に実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
（比較例１、実施例１〜３）
バイヤー工程にて得られたボーキサイト溶解スラリー（スラリー温度１００℃）、消石灰スラリー（スラリー温度９０℃）、アルミン酸カルシウムスラリーを用いた。これらの原料の、ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3モル比率、反応時の水酸化ナトリウム濃度を変化させ、反応温度は９０℃で一定に保持しながら添加し、攪拌後１０分間保持し、スラリー固形分を濾過した液中におけるＣａＯ濃度を測定した。その結果を表１に示す。
【００４４】
（比較例２、実施例４〜６）
バイヤー工程の赤泥分離工程より排出されたアルミン酸ナトリウム溶液（溶液温度９５℃）、消石灰スラリー（９０℃）、アルミン酸カルシウムスラリーを用いた。これらの原料を添加し、ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3モル比率、反応時の水酸化ナトリウム濃度を変化させ、反応温度を９０℃で一定に保持しながら攪拌後、１０分間保持して、スラリー固形分を濾過した液中におけるＣａＯ濃度を測定した。その結果を表２に示す。
【００４５】
【表１】
【表２】
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、水酸化アルミニウム製造工程における赤泥分離助剤、清澄濾過助剤として従来用いられている消石灰に代替するものとして、アルミン酸カルシウムを用いることにより、工程液中のカルシウム濃度制御およびカルシウム濃度の低減を行なえるようになり、ひいてはアルミナ原料である水酸化アルミニウム中のカルシウム濃度、アルミナ中のカルシウム濃度を適正範囲に制御およびカルシウム濃度を低減することが可能となり、その産業上の価値は大きい。
【発明の属する技術分野】
本発明はバイヤー法による水酸化アルミニウムの製造方法に関し、更に詳しくは、水酸化アルミニウム中のＣａＯ含有量を低下させる製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バイヤー法により製造した水酸化アルミニウムからアルミナ粉体を製造し、これを焼結してセラミックスとした場合、その焼結特性（焼結体組織・強度・表面粗さ・電気特性など）を制御するため、セラミックス中の不純物であるナトリウム・珪素・カルシウム等の含有量を制御する必要がある。
【０００３】
例えばナトリウムは電気特性（絶縁性）に大きな影響を与えることが知られており、Ｎａ2Ｏとして０．１質量％以下になるように各種の制御方法が提案されている。
【０００４】
一方、珪素・カルシウムといった不純物は焼結特性、特に焼結組織に大きな影響を与えることが知られており、その結果として焼結体の強度・表面平滑性に影響を及ぼすことになる。すなわち、珪素・カルシウムについてはその含有量が安定していること、また低減させることが要求されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特にカルシウムについては、その原料たる水酸化アルミニウムの製造工程において、使用する原料ボーキサイトの鉱区や生産地が変化することで組成変動が生じ、その結果として工程液（アルミン酸アルカリ溶液）中に不純物として混入する。また、赤泥分離工程での沈降促進剤や清澄濾過工程での濾過助剤に使用される消石灰等からアルミン酸アルカリ溶液へカルシウム分が溶解し、このカルシウム分が水酸化アルミニウム析出工程にて水酸化アルミニウムの固体側に混入することで、カルシウム含有量が上昇し、しばしば要求品質を満足し得ないことが発生する。
【０００６】
このカルシウムのアルミン酸アルカリ溶液への溶解及びアルミン酸アルカリ溶液からの除去・制御方法は確立されているとは言いがたく、また近年ではこのような工程不純物濃度の変動が発生しにくい良質ボーキサイト資源の確保も難しくなることが予想されており、カルシウム含有量の制御手段の確立が望まれている。
【問題を解決するための手段】
かかる事情下に鑑み、本発明者らは、このアルミナ中のカルシウムを一定濃度以下に収めるべく、水酸化アルミニウム製造工程を鋭意検討した結果、特定の条件にて製造された凝集剤または濾過助剤をアルミン酸アルカリ溶液に添加することにより、上記問題点が解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。即ち本発明は以下に関する。
【０００７】
（１）アルミナ含有鉱石とアルカリ溶液とを混合し、該混合物を加熱処理して鉱石中のアルミナ分をアルカリ溶液中に溶解させアルミン酸アルカリ溶液とし、さらに該混合物に凝集剤を添加して未溶解分を沈降させる分離工程と、分離工程後で水酸化アルミニウムを析出させる工程の前に、アルミン酸アルカリ溶液に濾過助剤を加えてアルミン酸アルカリ溶液を濾過する工程を含み、この濾液から水酸化アルミニウムを析出させる水酸化アルミニウムの製造方法であって、前記濾過工程の濾過助剤にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させることを特徴とする水酸化アルミニウムの製造方法。
【０００８】
（２）アルミナ含有鉱石とアルカリ溶液とを混合し、該混合物を加熱処理して鉱石中のアルミナ分をアルカリ溶液中に溶解させアルミン酸アルカリ溶液とし、さらに該混合物に凝集剤を添加して未溶解分を沈降させる分離工程と、この上澄み液であるアルミン酸アルカリ溶液から水酸化アルミニウムを析出させる工程を含む水酸化アルミニウムの製造方法であって、前記分離工程の凝集剤にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させることを特徴とする水酸化アルミニウムの製造方法。
【０００９】
（３）アルミナ含有鉱石とアルカリ溶液とを混合し、該混合物を加熱処理して鉱石中のアルミナ分をアルカリ溶液中に溶解させアルミン酸アルカリ溶液とし、さらに該混合物に凝集剤を添加して未溶解分を沈降させる分離工程と、分離工程後で水酸化アルミニウムを析出させる工程の前に、アルミン酸アルカリ溶液に濾過助剤を加えてアルミン酸アルカリ溶液を濾過する工程を含み、この濾液であるアルミン酸アルカリ溶液から水酸化アルミニウムを析出させる水酸化アルミニウムの製造方法であって、前記分離工程の凝集剤にアルミン酸カルシウムを添加するとともに、前記濾過工程の濾過助剤にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させることを特徴とする水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１０】
（４）アルミン酸カルシウムを、アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物から合成することを特徴とする（１）〜（３）に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１１】
（５）アルミン酸カルシウムを、アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物および水酸化ナトリウムから合成することを特徴とする（１）〜（３）に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１２】
（６）アルミン酸カルシウム中のフリーな水酸化ナトリウム濃度が、１１０ｇ／リットル〜２００ｇ／リットルの範囲内であることを特徴とする（５）に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１３】
（７）カルシウム含有物が、スラリー化した消石灰であることを特徴とする（４）〜（６）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１４】
（８）アルミン酸アルカリ溶液がアルミン酸ナトリウム溶液であることを特徴とする（４）〜（７）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１５】
（９）カルシウム含有物のＣａＯ換算モル量をＡ、アルミン酸アルカリ溶液のＡｌ2Ｏ3換算モル量をＢとした場合、ＡのＢに対する比率（Ａ／Ｂ）を、１／５〜３の範囲内としてアルミン酸カルシウムを合成することを特徴とする（４）〜（８）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１６】
（１０）アルミン酸カルシウムの合成を、８０℃〜１００℃の範囲内で行うことを特徴とする（４）〜（９）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１７】
（１１）アルミン酸カルシウム中のＣＯ2濃度が５質量％以下であることを特徴とする（１）〜（１０）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１８】
（１２）濾過工程におけるアルミン酸カルシウム添加量を、アルミナ含有鉱石の溶解に用いたアルカリ溶液に対する添加量で、２００ｍｇ／リットル〜１０００ｍｇ／リットルの範囲内で添加することを特徴とする（１）および（３）〜（１０）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００１９】
（１３）分離工程におけるアルミン酸カルシウム添加量を、アルミナ含有鉱石の溶解に用いたアルカリ溶液に対する添加量で、１００ｍｇ／リットル〜４００ｍｇ／リットルの範囲内で添加とすることを特徴とする（２）および（３）〜（１０）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００２０】
（１４）水酸化アルミニウムを析出させる工程でのアルカリ溶液中のカルシウム濃度を、ＣａＯ換算で１５ｍｇ／リットル以下にすることを特徴とする（１）〜（１３）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００２１】
（１５）水酸化アルミニウム中のＣａＯ含有量を２００ｐｐｍ以下にすることを特徴とする（１）〜（１４）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００２２】
（１６）アルミナ含有鉱石として、ＣａＯ含有量が０．５質量％〜１０重量％の範囲内の鉱石を用いることを特徴とする（１）〜（１５）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
【００２３】
（１７）（１）〜（１６）の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法で製造した水酸化アルミニウム。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明は、アルミナ含有鉱石とアルカリ溶液（水酸化ナトリウム溶液あるいはこれとアルミン酸ナトリウム溶液の混合液、もしくは水酸化カリウム溶液あるいはこれとアルミン酸カリウム溶液の混合液のいずれかを指す。以下、アルカリ溶液とする。）とを混合し、該混合物を加熱処理して鉱石中のアルミナ分をアルカリ溶液中に溶解させアルミン酸アルカリ溶液（水酸化ナトリウム溶液とアルミン酸ナトリウム溶液の混合液、もしくは水酸化カリウム溶液とアルミン酸カリウム溶液の混合液を指す。以下、アルミン酸アルカリ溶液とする。）とし、該混合物に凝集剤を添加して未溶解分を沈降させる分離工程と、分離工程後で水酸化アルミニウムを析出させる工程の前に、アルミン酸アルカリ溶液に濾過助剤を加えてアルミン酸アルカリ溶液を濾過する工程を含み、この濾過助剤にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させる水酸化アルミニウムの製造方法、また分離工程の凝集剤にアルミン酸カルシウム添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させる水酸化アルミニウムの製造方法、さらに分離工程の凝集剤及び濾過工程の濾過助剤の双方にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させる水酸化アルミニウムの製造方法である。
【００２５】
本発明のアルミン酸カルシウムは、アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物から合成することが好ましく、アルミン酸アルカリ溶液としてはアルミン酸ナトリウム溶液を用いるのが好ましい。このアルミン酸ナトリウム溶液は通常バイヤー法に用いられるアルミン酸ナトリウム溶液、あるいは水酸化ナトリウム溶液に水酸化アルミニウムを溶解させて得られる合成アルミン酸ナトリウム溶液、さらに金属アルミニウムを水酸化ナトリウム溶液に溶解させて得られる合成アルミン酸ナトリウム溶液などを用いることできる。
【００２６】
一方、カルシウム含有物はアルミン酸ナトリウム溶液との反応性が良好で、かつアルミン酸ナトリウム溶液への溶解性が低い反応生成物が得られるものであれば特に限定されるものではなく、一般的には、Ｃａ（ＯＨ）2（消石灰）、ＣａＯ（生石灰）等を用いるのが好ましい。
【００２７】
アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物の混合比率は、カルシウム含有物起因のＣａＯ換算モル量の、アルミン酸アルカリ溶液起因のＡｌ2Ｏ3換算モル量に対する比率（ＣａＯモル量／Ａｌ2Ｏ3モル量）が、１／５以上で３以下の範囲内、より好ましくは１／４以上で１以下の範囲内とする。比率が１より大きくなると未反応のカルシウム含有物の残存量が多くなり、比率が１／５より小さくなると反応装置が大きくなる点で不利となる。なお、カルシウム含有物のＣａＯ換算モル量とは、カルシウム含有物中のＣａ原子をＣａＯに置き換えた場合のモル濃度に添加量を乗じたものを、またアルミン酸アルカリ溶液のＡｌ2Ｏ3換算モル量は、アルミン酸アルカリ溶液中のＡｌ原子をＡｌ2Ｏ3に置き換えた場合のモル濃度に添加量を乗じたものを意味する。
【００２８】
また本発明では、アルミン酸カルシウムの合成時において、アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物に水酸化ナトリウムを加え、アルミン酸カルシウム合成後の液中におけるフリーな水酸化ナトリウム濃度を、１１０ｇ／リットル〜２００ｇ／リットルの範囲内、より好ましくは１３０ｇ／リットル〜１６０ｇ／リットルの範囲内とすることが好ましい。
【００２９】
例えば、反応後の液中のフリーな水酸化ナトリウム濃度を上記範囲内に調整するためには、アルミン酸アルカリ溶液に事前もしくは反応時に水酸化ナトリウムを添加することでも可能である。フリーな水酸化ナトリウム濃度が２００ｇ／リットルより高くなると、経済性の観点から好ましくなく、水酸化ナトリウム濃度が１１０ｇ／リットルより低くなると合成されたアルミン酸カルシウムの、水酸化アルミニウム中のＣａＯ低減効果が低くなる。
【００３０】
ここでカルシウム含有物中のカルシウムの分析は、ＩＣＰ（誘導プラズマ発光分光光度計）など一般に行われている分析法にて求めたＣａ濃度をＣａＯ換算することで求めることができる。
【００３１】
またアルミン酸アルカリ溶液中の総水酸化ナトリウム濃度とアルミナ濃度の分析については以下手順にて行う。
【００３２】
まず採取したアルミン酸アルカリ溶液をろ紙で濾過して清澄なアルミン酸アルカリ液を得る。次にこれを適量採取してイオン交換水などで希釈（例えば１０倍希釈）した後に分取（例えば１０ｃｃ）して、グルコン酸ナトリウム溶液（例えば２０重量％）を適量加えて、希釈塩酸（例えば０．３ｍｏｌ／リットル等）で中和を行い、この中和量を液中の総水酸化ナトリウムによるものとして算出する。さらにこの中和液に弗化ナトリウム溶液（例えば５０ｇ／リットル）を適量（例えば５０ｃｃ）加えてから再度希釈塩酸で中和を行い、この中和量からアルミナ濃度をもとめるものである。
【００３３】
またアルミン酸アルカリ溶液中の炭酸ナトリウム濃度の測定は以下手順によっておこなう。まず採取したアルミン酸アルカリ溶液をろ紙で濾過して清澄なアルミン酸アルカリ液を得る。次にこれを適量採取してイオン交換水などで希釈（例えば１０倍希釈）した後に分取して（例えば１０ｃｃ）、塩酸（例えば１８質量％）を適量（例えば２０ｃｃ）加える。この際に発生する炭酸ガスを既知濃度（例えば０．１ｍｏｌ／リットル）の適量（例えば２００ｃｃ）の水酸化ナトリウム溶液に吸収させてから、この溶液に適量の塩化バリウム溶液（例えば２０質量％）を適量（例えば１０ｃｃ）を加える。これを既知の希釈塩酸（例えば０．１ｍｏｌ／リットル）にて中和して求めた水酸化ナトリウム溶液濃度と吸収前の水酸化ナトリウム濃度の差から炭酸量を求めこれを炭酸ナトリウムに換算する。
【００３４】
フリーな水酸化ナトリウム濃度は上記の総水酸化ナトリウム濃度から炭酸ナトリウム分を差し引いた値として求める。
【００３５】
本発明の、アルミン酸カルシウムの合成は、８０℃〜１００℃の範囲内、その合成の保持時間は１０分以上であればよい。合成温度が１００℃より高い場合は、反応液が沸騰するため容器を耐圧容器化する必要が発生し経済性が低下する。また、合成温度が８０℃より低いと、反応が進行しにくくなり、保持時間が長くなり経済的に好ましくない。
【００３６】
本発明で得られたアルミン酸カルシウムは、ＣＯ2濃度が５重量％以下、より好ましくは４質量％以下とすることが好ましい。ＣＯ2濃度が５重量％より高くなると製造したアルミン酸カルシウム固体からカルシウムが液中に溶解することで製造される水酸化アルミニウムやアルミナのカルシウム濃度が上昇する等の問題が生ずる。なおアルミン酸カルシウム固体中のＣＯ2の測定は、当該アルミン酸カルシウムを希塩酸にて溶解させた際に発生する炭酸ガスを既知濃度の水酸化ナトリウム溶液に吸収させることで、前述の液中炭酸ナトリウムの求め方に順じた分析法にて求めることができる。
【００３７】
本発明のアルミン酸カルシウムは、赤泥を分離する工程における凝集剤または濾過工程における濾過助剤として加えられるが、赤泥分離工程における凝集剤に添加する場合には、ボーキサイト溶解に用いたアルミン酸アルカリ溶液に対して、ＣａＯ換算で１００ｍｇ／リットル以上で４００ｍｇ／リットル以内の範囲内、より好ましくは、１５０ｍｇ／リットル以上で３００ｍｇ／以下の範囲内で添加し、その他凝集剤（高分子凝集剤、苛性化デンプンなど）との併用も可能である。また濾過工程における濾過助剤として添加する場合には、ボーキサイト溶解に用いたアルミン酸アルカリ溶液に対して、ＣａＯ換算で２００ｍｇ／リットル以上で１０００ｍｇ／リットル以内の範囲内、より好ましくは４００ｍｇ／リットル以上で８００ｍｇ／リットル以内の範囲内で加えれば良く、その添加方法は特に限定されない。
【００３８】
例えば赤泥分離工程に添加する場合は、ボーキサイト溶解後のスラリーに対して赤泥分離装置へ送るポンプの吸入側、吐出側もしくは赤泥分離工程入口でも可能である。また濾過工程においては赤泥分離装置溢流部、清澄濾過工程へ液を送るポンプの吸入側、吐出側、もしくは濾過工程入口でも可能である。
【００３９】
なお、この添加比率を超えた添加量でも本発明の目的の効果を得るには支障はないが、経済性の面から上記範囲内で充分である。また、この添加比率未満の添加量では、アルカリ液中のカルシウム濃度の低減効果が低くなる。
【００４０】
本発明の水酸化アルミニウムの製造方法では、凝集剤または濾過助剤としてアルミン酸カルシウムを添加することにより、アルカリ溶液中のカルシウム濃度を、ＣａＯ換算で１５ｍｇ／リットル以下とすることが好ましい。また、水酸化アルミニウム中のＣａＯ含有量を２００ｐｐｍ以下に低下させることにより、本発明で得られた水酸化アルミニウムを用いて製造したアルミナ焼結体の、強度・表面平滑性を高める上で好ましい。なおアルカリ溶液中のカルシウム濃度は、当該液をろ紙等で濾過した後に試薬塩酸（例えば砒素分析用特級濃塩酸）を適量（例えば２０ｃｃ）加えて若干酸性側にした後に稀釈して、ＩＣＰ（誘導プラズマ発光分光光度計）により求める。また水酸化アルミニウム中のＣａＯ含有量は、当該水酸化アルミニウムを適量取り硫酸（例えば分析用特級濃硫酸）を薄めた希硫酸を用いて溶解を行った後に、希釈してＩＣＰ（誘導プラズマ発光分光光度計）により求める。
【００４１】
また本発明の水酸化アルミニウムの製造方法におけるＣａＯ含有量の低減効果は、アルミナ含有鉱石として、ＣａＯ含有量が０．５質量％以上の鉱石を用いた場合に顕著となる。
【００４２】
【実施例】
以下に実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４３】
（比較例１、実施例１〜３）
バイヤー工程にて得られたボーキサイト溶解スラリー（スラリー温度１００℃）、消石灰スラリー（スラリー温度９０℃）、アルミン酸カルシウムスラリーを用いた。これらの原料の、ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3モル比率、反応時の水酸化ナトリウム濃度を変化させ、反応温度は９０℃で一定に保持しながら添加し、攪拌後１０分間保持し、スラリー固形分を濾過した液中におけるＣａＯ濃度を測定した。その結果を表１に示す。
【００４４】
（比較例２、実施例４〜６）
バイヤー工程の赤泥分離工程より排出されたアルミン酸ナトリウム溶液（溶液温度９５℃）、消石灰スラリー（９０℃）、アルミン酸カルシウムスラリーを用いた。これらの原料を添加し、ＣａＯ／Ａｌ2Ｏ3モル比率、反応時の水酸化ナトリウム濃度を変化させ、反応温度を９０℃で一定に保持しながら攪拌後、１０分間保持して、スラリー固形分を濾過した液中におけるＣａＯ濃度を測定した。その結果を表２に示す。
【００４５】
【表１】
【発明の効果】
本発明によれば、水酸化アルミニウム製造工程における赤泥分離助剤、清澄濾過助剤として従来用いられている消石灰に代替するものとして、アルミン酸カルシウムを用いることにより、工程液中のカルシウム濃度制御およびカルシウム濃度の低減を行なえるようになり、ひいてはアルミナ原料である水酸化アルミニウム中のカルシウム濃度、アルミナ中のカルシウム濃度を適正範囲に制御およびカルシウム濃度を低減することが可能となり、その産業上の価値は大きい。
Claims (16)
- アルミナ含有鉱石とアルカリ溶液とを混合し、該混合物を加熱処理して鉱石中のアルミナ分をアルカリ溶液中に溶解させアルミン酸アルカリ溶液とし、さらに該混合物に凝集剤を添加して未溶解分を沈降させる分離工程と、分離工程後で水酸化アルミニウムを析出させる工程の前に、アルミン酸アルカリ溶液に濾過助剤を加えてアルミン酸アルカリ溶液を濾過する工程を含み、この濾液から水酸化アルミニウムを析出させる水酸化アルミニウムの製造方法であって、前記濾過工程の濾過助剤にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させることを特徴とする水酸化アルミニウムの製造方法。
- アルミナ含有鉱石とアルカリ溶液とを混合し、該混合物を加熱処理して鉱石中のアルミナ分をアルカリ溶液中に溶解させアルミン酸アルカリ溶液とし、さらに該混合物に凝集剤を添加して未溶解分を沈降させる分離工程と、この上澄み液であるアルミン酸アルカリ溶液から水酸化アルミニウムを析出させる工程を含む水酸化アルミニウムの製造方法であって、前記分離工程の凝集剤にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させることを特徴とする水酸化アルミニウムの製造方法。
- アルミナ含有鉱石とアルカリ溶液とを混合し、該混合物を加熱処理して鉱石中のアルミナ分をアルカリ溶液中に溶解させアルミン酸アルカリ溶液とし、さらに該混合物に凝集剤を添加して未溶解分を沈降させる分離工程と、分離工程後で水酸化アルミニウムを析出させる工程の前に、アルミン酸アルカリ溶液に濾過助剤を加えてアルミン酸アルカリ溶液を濾過する工程を含み、この濾液であるアルミン酸アルカリ溶液から水酸化アルミニウムを析出させる水酸化アルミニウムの製造方法であって、前記分離工程の凝集剤にアルミン酸カルシウムを添加するとともに、前記濾過工程の濾過助剤にアルミン酸カルシウムを添加することにより水酸化アルミニウム中のＣａＯ濃度を低下させることを特徴とする水酸化アルミニウムの製造方法。
- アルミン酸カルシウムを、アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物から合成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- アルミン酸カルシウムを、アルミン酸アルカリ溶液とカルシウム含有物および水酸化ナトリウムから合成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- アルミン酸カルシウム中のフリーな水酸化ナトリウム濃度が、１１０ｇ／リットル〜２００ｇ／リットルの範囲内であることを特徴とする請求項５に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- カルシウム含有物が、スラリー化した消石灰であることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- アルミン酸アルカリ溶液がアルミン酸ナトリウム溶液であることを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- カルシウム含有物のＣａＯ換算モル量をＡ、アルミン酸アルカリ溶液のＡｌ2Ｏ3換算モル量をＢとした場合、ＡのＢに対する比率（Ａ／Ｂ）を、１／５〜３の範囲内としてアルミン酸カルシウムを合成することを特徴とする請求項４〜８の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- アルミン酸カルシウムの合成を、８０℃〜１００℃の範囲内で行うことを特徴とする請求項４〜９の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- アルミン酸カルシウム中のＣＯ2濃度が５質量％以下であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- 濾過工程におけるアルミン酸カルシウム添加量を、アルミナ含有鉱石の溶解に用いたアルカリ溶液に対する添加量で、２００ｍｇ／リットル〜１０００ｍｇ／リットルの範囲内で添加することを特徴とする請求項１および請求項３〜１０の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- 分離工程におけるアルミン酸カルシウム添加量を、アルミナ含有鉱石の溶解に用いたアルカリ溶液に対する添加量で、１００ｍｇ／リットル〜４００ｍｇ／リットルの範囲内で添加とすることを特徴とする請求項２および請求項３〜１０の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- 水酸化アルミニウムを析出させる工程でのアルカリ溶液中のカルシウム濃度を、ＣａＯ換算で１５ｍｇ／リットル以下にすることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- 水酸化アルミニウム中のＣａＯ含有量を２００ｐｐｍ以下にすることを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
- アルミナ含有鉱石として、ＣａＯ含有量が０．５質量％〜１０重量％の範囲内の鉱石を用いることを特徴とする請求項１〜１５の何れか１項に記載の水酸化アルミニウムの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001396220A JP4108974B2 (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 水酸化アルミニウムの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001396220A JP4108974B2 (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 水酸化アルミニウムの製造方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003192340A JP2003192340A (ja) | 2003-07-09 |
| JP2003192340A5 JP2003192340A5 (ja) | 2005-06-02 |
| JP4108974B2 true JP4108974B2 (ja) | 2008-06-25 |
Family
ID=27602372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001396220A Expired - Lifetime JP4108974B2 (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 水酸化アルミニウムの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4108974B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008119212A1 (fr) * | 2007-04-03 | 2008-10-09 | Pingshuo Industrial Ltd. | Procédé d'extraction d'abord de la silice puis de l'alumine de cendres volantes |
| CN103214013B (zh) * | 2013-04-27 | 2015-08-05 | 昆明冶金研究院 | 一种高纯氧化铝粉体的制备方法 |
-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001396220A patent/JP4108974B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003192340A (ja) | 2003-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101861161B1 (ko) | 탄산칼슘의 제조방법 | |
| EP0314855B1 (en) | Polymers containing hydroxamic acid groups for reduction of suspended solids in bayer process streams | |
| RU2602140C2 (ru) | Получение осажденного карбоната кальция высокой чистоты | |
| JP2939659B2 (ja) | 沈澱炭酸カルシウム | |
| AU2015222009A1 (en) | Method of removing sulphate from waste water | |
| CN114084895A (zh) | 聚氯化铝的制备方法 | |
| KR100544550B1 (ko) | 미분 형태의 지르코니아, 지르코늄 히드록시카르보네이트 및 그의 제조 방법 | |
| JP3995761B2 (ja) | 軽質炭酸カルシウムの製造方法 | |
| JP4108974B2 (ja) | 水酸化アルミニウムの製造方法 | |
| JP2006045053A (ja) | アルミニウム塩溶液の製造方法、アルミニウム塩溶液、アルミニウム塩、アルミニウム塩溶液を用いる浄化装置、アルミニウム塩溶液を使用して製造された物品 | |
| EP1301260B1 (en) | Improved process for filter aid production in alumina refineries | |
| US20090176118A1 (en) | Method for manufacturing aluminum salt solution, aluminum salt solution, aluminum salt, water purifying apparatus using the same, and articles manufactured by using the same | |
| CN110950369A (zh) | 高碱性氯化铝及其制造方法 | |
| RU2562183C1 (ru) | Способ получения скандиевого концентрата из красного шлама | |
| CA1144341A (en) | Process for the separation of ferrous, aluminous and manganous contaminations from hydrochloric magnesium chloride solutions | |
| RU2360865C1 (ru) | Способ переработки бокситов на глинозем | |
| CN1057444A (zh) | 液体聚合硫酸铝的制备方法及其应用 | |
| WO2021180924A1 (en) | Method for preparing high purity aluminum monohydrate and alpha alumina | |
| EP0263411B1 (en) | Process for reducing the iron content of aluminate liquors in the bayer process | |
| RU2472707C1 (ru) | Способ получения диоксида титана | |
| JP2004051400A (ja) | 水酸化アルミニウムの製造方法 | |
| JP7295324B1 (ja) | フッ化物イオンとリン酸イオンの選択除去性を持つ無機系凝集剤によるヨウ素成分含有水溶液の製造方法 | |
| JPH0710727B2 (ja) | 塩基性クロロスルホン酸アルミニウムと、その製造方法と、その凝集剤としての応用 | |
| Hsi et al. | Characterization of co-precipitated Al 2 O 3− SiO 2 gels | |
| US4612184A (en) | High specific surface hydrargillite |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040805 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040805 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071107 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080212 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080227 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080227 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080401 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080403 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4108974 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140411 Year of fee payment: 6 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |