JP5228389B2 - 塩化アルミニウム溶液の臭気低減方法 - Google Patents
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Description
本発明は、塩酸を含む塩化アルミニウム溶液の臭気低減方法に係り、特にポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）を該溶液に添加するようにした塩化アルミニウム溶液の臭気低減方法に関する。
コンデンサー用等のアルミ箔の塩酸処理工程からは、塩酸を含んだ塩化アルミニウム溶液が発生する（例えば、下記特許文献１〜３）。
この塩酸含有塩化アルミニウム溶液を濃縮し、液体塩化アルミニウムとして排水処理用凝集剤として用いることがある。
この液体塩化アルミニウムは、含有アルミニウムに対して塩酸を余剰に含有するため、塩酸揮散が起こり、特にローリー車で薬剤貯留槽に移送、投入する際に、ブロー空気に刺激性の塩酸ガスが多く含まれ、環境支障を生ずる。
余剰塩酸を少なくするため、減圧、加温等の濃縮に十分時間をかけたり、空気パージを行う等の物理的方策があるが、効果は不十分であった。
また、化学的方法として、アルカリ中和が考えられるが、分離処理が難しい沈殿物が生じる。また、沈殿物生成量を低減するために中和剤を希釈して添加すると、塩化アルミニウム溶液のアルミニウム濃度が低下する。
即ち、中和用アルカリとしては、消石灰や水酸化ナトリウムが用いられるが、消石灰を用いると、著しく多量の中和スラッジが生じる。
水酸化ナトリウムを用いた場合、水酸化ナトリウム濃度が低いときには、難溶性スラッジの生成は防止されるが、希薄水酸化ナトリウム水溶液によって塩化アルミニウム溶液が希釈され、塩化アルミニウム溶液の濃度が低下する。濃度の高い水酸化ナトリウムを用いた場合には、塩化アルミニウム溶液の希釈は抑制されるが、難溶性の酸化物（Ａｌ２Ｏ３）を含んだスラッジが生成する。この酸化物系スラッジの生成理由は次の通りであると推察される。
濃度の高い水酸化ナトリウム水溶液を添加した場合、塩化アルミニウム液中に局所的にｐＨが非常に高い高ｐＨ領域が生じる。この高ｐＨ領域ではアルミニウムイオン（Ａｌ３＋）が水酸化物（Ａｌ（ＯＨ）３）を経由して、比較的、酸に溶け難い酸化物（Ａｌ２Ｏ３）を形成する。一方、水酸化ナトリウムの中和作用で、余剰塩酸は減少しており、生成した酸化物（Ａｌ２Ｏ３）を溶かすための推進力が減少しており、この結果、不溶解分が残留する。
なお、濃度の高い水酸化ナトリウム水溶液を添加する場合であっても、塩化アルミニウム溶液を強力に撹拌すれば酸化物生成が防止されるであろうが、そのような強撹拌は実験室規模では可能であっても、工業的規模では採用に不適である。
特開２００１−２９１６４６
特開２００１−１８９２３８
特開２００１−３３８８４３
本発明は、上記従来の問題点を解決し、不溶解物を生成させることなく、また塩化アルミニウム濃度を保ちつつ塩化アルミニウム溶液の塩酸臭を低減することができる塩化アルミニウム溶液の臭気低減方法を提供することを目的とする。
請求項１の塩化アルミニウム溶液の臭気低減方法は、塩酸を含む塩化アルミニウム溶液の塩酸臭を低減する方法において、該溶液にポリ塩化アルミニウムを添加することを特徴とするものである。
請求項２の塩化アルミニウム溶液の臭気低減方法は、請求項１において、塩化アルミニウム溶液中の塩酸１モルに対しポリ塩化アルミニウムをＡｌ２Ｏ３として０．５〜５ｇの割合で添加することを特徴とするものである。
請求項３の塩化アルミニウム溶液の臭気低減方法は、請求項１又は２において、前記塩化アルミニウム溶液はアルミニウム箔のエッチング工程からの排出液の濃縮液であることを特徴とするものである。
ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）は、［Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ］ｍ（１≦ｎ≦５，ｍ≦１０）の一般式で表わされるものであり、水酸基を有している。従って、このＰＡＣを塩酸含有塩化アルミニウム溶液に添加することにより、塩酸が中和され、塩酸臭が低減される。
ポリ塩化アルミニウムは、液体塩化アルミニウムと任意に混合することができ、塩酸１モルに対しＡｌ２Ｏ３として０．５〜５ｇ程度の割合で添加することにより塩酸臭気を十分に低下させることができる。また、塩化アルミニウム液とほぼ同一のアルミニウム濃度を有するＰＡＣ溶液を用いることにより、塩化アルミニウム溶液の濃度も高い値に保つことができる。
以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明で処理対象とする、塩酸を含む塩化アルミニウム溶液としてはアルミニウム箔のエッチング工程からの排出液を濃縮した濃縮液が好適である。
図１は、このエッチング工程のフローシートであり、アルミニウム原箔がエッチング機１に供給され、塩酸を含むエッチング液によってエッチング処理され、エッチング箔とされる。排出液は酸回収装置（蒸発装置）２に送られ、塩酸が揮発回収され、液側には塩化アルミニウムが濃縮される。
回収塩酸は、エッチング機１に戻される。一方、液側は、余剰塩酸を含む塩化アルミニウム溶液として系外に取り出される。
アルミニウム原箔としては、アルミニウムを主成分とし、鉄、銅又はシリコンを含む組成のものが用いられる。
エッチング処理機１では、塩酸を含むエッチング処理液中にアルミニウム箔を浸漬し、アルミニウム箔に交流電流を印加し、エッチング処理を行う。
このようなエッチング処理工程から排出される塩酸含有塩化アルミニウム溶液に対して添加するポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）は、前記の通り一般式［Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ］ｍただし、１≦ｎ≦５，ｍ≦１０にて表わされるものである。このｎの好ましい範囲は２〜４である。このポリ塩化アルミニウムとしては、ＪＩＳ Ｋ １４７５−１９９６の規格に合格するものであれば用いることができる。
塩酸含有塩化アルミニウム溶液に対しＰＡＣを添加する場合、ＰＡＣは水溶液であってもよく、粉体であってもよいが、溶液の方が反応が早く好適である。ＰＡＣ溶液としては、Ａｌ２Ｏ３としての濃度が８〜１２ｗｔ％特に１０〜１１ｗｔ％となるように調製されたものが好適である。
塩酸含有塩化アルミニウム溶液に対するＰＡＣの添加量は、塩酸１モルに対しＰＡＣをＡｌ２Ｏ３として０．５〜５ｇ特に１〜３ｇの割合となる量が好適である。
この添加に際しては、塩酸含有塩化アルミニウム溶液を撹拌することが好ましい。添加時の温度は、低い方が、塩酸の揮散が少なく、好ましい。
以下、実施例及び比較例について説明する。
Ａ社のアルミ箔のエッチング処理工程からの排出液を濃縮しアルミニウム濃度をＡｌ２Ｏ３として１０〜１０．５％に調整した、塩酸含有塩化アルミニウム溶液（分析値を表１に示す。）に対し、中和剤としてＰＡＣ（実施例１〜３）、ＮａＯＨ（比較例１）、Ｃａ（ＯＨ）２（比較例２）、Ｍｇ（ＯＨ）２（比較例３）又はアルミン酸ナトリウム（比較例４，５）の水溶液又は懸濁液（乳濁液）を添加し、塩酸臭の低減について測定した。
用いたＰＡＣは、多木化学株式会社製ＰＡＣ２５０Ａ（塩基度５５％、Ａｌ２Ｏ３含有率１０．５ｗｔ％）であり、分析値によると化学式は［Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６−ｎ］ｍにおいて、ｎ＝３．３であった。
ＮａＯＨは４８ｗｔ％水溶液として用いた。Ｃａ（ＯＨ）２及びＭｇ（ＯＨ）２は、それぞれ３０ｗｔ％懸濁液として用いた。アルミン酸ナトリウムは、ＮａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が１．９の市販品（濃度１９ｗｔ％の水溶液）であり、比較例５ではこれをそのまま用い、比較例４では濃度１０ｗｔ％に希釈して用いた。
＜添加方法＞
直径５６０ｍｍの円筒形タンクに２０〜２５℃の上記塩酸含有塩化アルミニウム溶液２００ｋｇを投入し、直径２５０ｍｍの２段パドル羽根の撹拌機で１００ｒｐｍの撹拌を行い、そこに、実施例１〜３、比較例１〜５の各中和剤を、表２に示す添加量にて添加し、６０分間撹拌した。
直径５６０ｍｍの円筒形タンクに２０〜２５℃の上記塩酸含有塩化アルミニウム溶液２００ｋｇを投入し、直径２５０ｍｍの２段パドル羽根の撹拌機で１００ｒｐｍの撹拌を行い、そこに、実施例１〜３、比較例１〜５の各中和剤を、表２に示す添加量にて添加し、６０分間撹拌した。
得られた中和液について、不溶解分および振盪法塩酸臭気濃度の測定を行った。
＜臭気測定方法＞
塩酸臭気は、２０〜２５℃条件にて、５００ｍｌポリ瓶（全容積６３０ｃｃ）に上記中和液１０ｍｌ（約１３ｇ）を封入し、振盪器で２００往復／分の振盪撹拌で塩酸を揮酸せしめ、ガステック製ＨＣｌ検知管（１４Ｍ）にて測定した。
塩酸臭気は、２０〜２５℃条件にて、５００ｍｌポリ瓶（全容積６３０ｃｃ）に上記中和液１０ｍｌ（約１３ｇ）を封入し、振盪器で２００往復／分の振盪撹拌で塩酸を揮酸せしめ、ガステック製ＨＣｌ検知管（１４Ｍ）にて測定した。
なお、振盪法塩化水素濃度は、限られた空間で塩化水素を徹底的に揮酸させた数値であり、５０ｐｐｍ以下であれば、現実場面では排出基準値を超えることがないものと考えられる。
＜考察＞
実施例１〜３
塩酸臭気を十分に低下させることができた。ポリ塩化アルミニウムは塩化アルミ液と任意に混合できるため、中和作業としては最も簡単であった。また、Ａｌ２Ｏ３濃度もほとんど変化しない。
実施例１〜３
塩酸臭気を十分に低下させることができた。ポリ塩化アルミニウムは塩化アルミ液と任意に混合できるため、中和作業としては最も簡単であった。また、Ａｌ２Ｏ３濃度もほとんど変化しない。
比較例１，２
苛性ソーダ、水酸化カルシウムでは、未溶解分生成があるため、後処理工程が必要となる。また不溶解分に対応して振盪法ＨＣｌ濃度が高くなる。
苛性ソーダ、水酸化カルシウムでは、未溶解分生成があるため、後処理工程が必要となる。また不溶解分に対応して振盪法ＨＣｌ濃度が高くなる。
比較例３
余剰塩酸比１００％を超えると水酸化マグネシウムでは未溶解分が残る。
余剰塩酸比１００％を超えると水酸化マグネシウムでは未溶解分が残る。
比較例４，５
アルミン酸ソーダ濃度が高い比較例５では未溶解分が残る。また余剰塩酸比１００％を超えると未溶解分が残る。
アルミン酸ソーダ濃度が高い比較例５では未溶解分が残る。また余剰塩酸比１００％を超えると未溶解分が残る。
１ エッチング機
２ 酸回収装置
２ 酸回収装置
Claims (3)
- 塩酸を含む塩化アルミニウム溶液の塩酸臭を低減する方法において、該溶液にポリ塩化アルミニウムを添加することを特徴とする塩化アルミニウム溶液の臭気低減方法。
- 塩化アルミニウム溶液中の塩酸１モルに対しポリ塩化アルミニウムをＡｌ２Ｏ３として０．５〜５．０ｇの割合で添加することを特徴とする請求項１記載の塩化アルミニウム溶液の臭気低減方法。
- 前記塩化アルミニウム溶液はアルミニウム箔のエッチング工程からの排出液の濃縮液であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の塩化アルミニウム溶液の臭気低減方法。
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