JP6860196B2 - Method for producing basic aluminum chloride solution - Google Patents
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Description
本発明は、産業用水、排水、上下水の水処理等に利用される高塩基性塩化アルミニウム溶液の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a highly basic aluminum chloride solution used for water treatment of industrial water, wastewater, water and sewage, and the like.
塩基性塩化アルミニウムの製造技術としては、塩化アルミニウム系の溶液と硫酸塩水溶液とを混合した後、カルシウム化合物を添加して硫酸イオンを石膏として除去する方法や、塩化アルミニウム系の溶液と硫酸塩水溶液とを混合し、易溶解性の水酸化アルミニウムを溶解する方法等が挙げられる。また、残留アルミニウムを少なくする塩基性塩化アルミニウムの製造方法として、塩基度を高くする事で、残留アルミニウムを低減することが提案されている（特許文献１、２、３、４参照）。 As a basic aluminum chloride production technique, a method of mixing an aluminum chloride-based solution and a sulfate aqueous solution and then adding a calcium compound to remove sulfate ions as gypsum, or an aluminum chloride-based solution and a sulfate aqueous solution And the like to dissolve the easily soluble aluminum hydroxide by mixing with. Further, as a method for producing basic aluminum chloride to reduce residual aluminum, it has been proposed to reduce residual aluminum by increasing the basicity (see Patent Documents 1, 2, 3 and 4).
しかしながら、特許文献１、２に記載の技術では、凝集性が低いという問題点がある。特許文献３に記載の技術では、塩基度の上昇とともに残留アルミニウムの減少が見られるが、それに伴って凝集性が低くなる傾向がある。しかも、生産工程において反応液の増粘が発生するため、反応のコントロールが難しい。特許文献４に記載の技術では、脱塩工程を必要とすることから、製造コストの上昇を避けることができない。 However, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 have a problem of low cohesiveness. In the technique described in Patent Document 3, the residual aluminum decreases as the basicity increases, but the cohesiveness tends to decrease accordingly. Moreover, it is difficult to control the reaction because the reaction solution thickens in the production process. Since the technique described in Patent Document 4 requires a desalting step, an increase in manufacturing cost cannot be avoided.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、残留アルミニウムを低くすることができるとともに凝集性に優れ、かつ、製造コストを低減することができ塩基性塩化アルミニウム溶液の製造方法を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for producing a basic aluminum chloride solution, which can reduce residual aluminum, have excellent cohesiveness, and reduce production cost. It is in.
上記課題を解決するために、本発明は、塩基度が５０％以上の塩基性塩化アルミニウム溶液の製造方法において、Ａｌ２Ｏ３濃度が５質量％以上、かつ３０質量％以下で塩基度が６５％を超える塩基性塩化アルミニウム溶液とアルカリ塩とを混合してアルミナゲル懸濁液を調製する第１工程と、前記アルミナゲル懸濁液を、塩基度が６５％以下の塩基性塩化アルミニウム溶液と混合して混合液を得る第２工程と、前記混合液中のアルミナゲルを溶解させて塩基度が５０％以上の塩基性塩化アルミニウム溶液を得る第３工程と、を有し、前記第１工程では、前記アルカリ塩として、アルミン酸ナトリウムおよびアルカリ金属炭酸塩を用いることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a method of manufacturing a basicity of 50% or more of basic aluminum chloride solution, Al 2 O 3 concentration of 5 mass% or more, and the basicity at 30 wt% or less 65 The first step of preparing an alumina gel suspension by mixing a basic aluminum chloride solution of more than% and an alkali salt, and the alumina gel suspension with a basic aluminum chloride solution having a basicity of 65% or less. a second step of obtaining a mixed liquid mixture to the alumina gel in the mixture dissolved by chromatic third step of basicity obtain 50% or more of basic aluminum chloride solution, the said first step Then, as the alkali salt, sodium aluminate and an alkali metal carbonate are used .
本発明では、第１工程で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液の塩基度が６５％を超えるため、ポリマー化したアルミニウムイオンが増加し、残留アルミニウムが減少する。また、第１工程では、塩基度が６５％を超える塩基性塩化アルミニウム溶液によってアルミナゲル懸濁液を調製するため、凝集性が優れている。また、本発明では、脱塩工程を行う必要がないことから、工程数が少ない。それ故、製造コストを低減することができる。さらに、溶解性に優れているので、溶解温度を抑えること、および溶解時間を短くすることが可能である。それ故、エネルギーコストを抑え、生産性の向上を実現することができる。
また、ポリマー種が増加するため、塩基性塩化アルミニウム溶液を水処理剤として用いた場合にろ過水濁度を下げることができる。
In the present invention, since the basicity of the basic aluminum chloride solution used in the first step exceeds 65%, polymerized aluminum ions increase and residual aluminum decreases. Further, in the first step, since the alumina gel suspension is prepared with a basic aluminum chloride solution having a basicity of more than 65%, the cohesiveness is excellent. Further, in the present invention, the number of steps is small because it is not necessary to carry out the desalting step. Therefore, the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since it has excellent solubility, it is possible to suppress the dissolution temperature and shorten the dissolution time. Therefore, energy cost can be suppressed and productivity can be improved.
In addition, since the number of polymer species increases, the turbidity of filtered water can be reduced when a basic aluminum chloride solution is used as a water treatment agent.
本発明において、前記第１工程で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液の塩基度は、６５％を超え、かつ９０％未満である態様を採用することができる。 In the present invention, an embodiment in which the basicity of the basic aluminum chloride solution used in the first step is more than 65% and less than 90% can be adopted.
本発明において、前記第１工程で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液は、８０℃以上の温度で１時間以上熟成した履歴を有する態様を採用することができる。かかる態様によれば、ポリマー種と低分子のモノマー種とが混在している状態を、ポリマー種に移行させることができる。従って、この液から生成されるアルミナゲル懸濁液は、ポリマー状態を保持したゲルの形態となる。 In the present invention, the basic aluminum chloride solution used in the first step can adopt an embodiment having a history of aging at a temperature of 80 ° C. or higher for 1 hour or longer. According to such an embodiment, the state in which the polymer species and the low-molecular-weight monomer species are mixed can be transferred to the polymer species. Therefore, the alumina gel suspension produced from this liquid is in the form of a gel that retains the polymer state.
本発明において、前記第２工程を行う際、前記第２工程で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液の温度を２５℃（常温）から８０℃にしておくことが好ましい。かかる態様によれば、ポリマー化したアルミニウムイオンを増加させることができるので、残留アルミニウムを減少させることができ、かつ、ろ過水濁度を下げることができる。但し、第２工程で得られる混合液の塩基度が６５％未満の場合は、第２工程で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液を６０℃以上に加熱することにより、増加させたポリマーイオンが減少することがある。従って、混合液の塩基度が５０％〜６５％未満の場合には塩基性塩化アルミニウムを２５℃〜６０℃とし、混合液の塩基度が６５％以上の場合には塩基性塩化アルミニウムを４０〜８０℃とすることにより、増加させたポリマーイオンを温存させた混合液、または増加させた混合液を得ることが可能となる。 In the present invention, when the second step is performed, it is preferable that the temperature of the basic aluminum chloride solution used in the second step is set to 25 ° C. (normal temperature) to 80 ° C. According to such an embodiment, the polymerized aluminum ions can be increased, so that the residual aluminum can be reduced and the filtered water turbidity can be lowered. However, when the basicity of the mixture obtained in the second step is less than 65%, the increased polymer ions are reduced by heating the basic aluminum chloride solution used in the second step to 60 ° C. or higher. There is. Therefore, when the basicity of the mixed solution is 50% to less than 65%, the basic aluminum chloride is set to 25 ° C. to 60 ° C., and when the basicity of the mixed solution is 65% or more, the basic aluminum chloride is 40 to 40 to 60 ° C. By setting the temperature to 80 ° C., it becomes possible to obtain a mixed solution in which the increased polymer ions are preserved or an increased mixed solution.
本発明において、前記第３工程を行う際、前記混合液の温度を８０℃以下にしておくことが好ましい。かかる態様によれば、ポリマー化したアルミニウムイオンを増加させることができるので、残留アルミニウムを減少させることができ、かつ、ろ過水濁度を下げることが可能となる。但し、混合液の塩基度が６５％未満の場合は、６０℃以上に加熱することにより、増加させたポリマーイオンが減少することがある。従って、混合液の塩基度５０〜６５％未満の場合には２５℃〜６０℃とし、混合液の塩基度が６５％以上の場合には４０〜８０℃とすることにより、増加させたポリマーイオンを温存させた溶液、または増加させた溶液を得ることが可能となる。 In the present invention, when the third step is performed, it is preferable to keep the temperature of the mixed solution at 80 ° C. or lower. According to such an embodiment, the polymerized aluminum ions can be increased, so that the residual aluminum can be reduced and the filtered water turbidity can be lowered. However, when the basicity of the mixed solution is less than 65%, the increased polymer ions may decrease by heating to 60 ° C. or higher. Therefore, when the basicity of the mixed solution is less than 50 to 65%, the temperature is 25 ° C. to 60 ° C., and when the basicity of the mixed solution is 65% or more, the temperature is 40 to 80 ° C. to increase the polymer ions. It is possible to obtain a solution in which the amount of water is preserved or a solution in which the amount of water is increased.
本発明において、前記第１工程、前記第２工程、および前記第３工程のうちの少なくとも１つの工程で硫酸塩を添加し、前記第３工程で得られる前記塩基性塩化アルミニウム溶液における硫酸根の濃度比（ＳＯ４／Ａｌ２Ｏ３）を５質量％以上、かつ３５質量％以下とすることが好ましい。かかる態様によれば、凝集性を高めることができる。 In the present invention, sulfate is added in at least one of the first step, the second step, and the third step, and the sulfate root in the basic aluminum chloride solution obtained in the third step is used. The concentration ratio (SO 4 / Al 2 O 3 ) is preferably 5% by mass or more and 35% by mass or less. According to such an aspect, the cohesiveness can be enhanced.
本発明において、前記第３工程では、前記混合液を加熱して前記アルミナゲルを溶解させる溶解工程と、前記溶解工程で得た溶液を２５℃（常温）から８０℃の温度で熟成させる熟成工程と、を行い、前記第３工程で前記硫酸塩を添加する場合には、前記熟成工程でのみ前記硫酸塩を添加することが好ましい。アルミナゲル懸濁液を調製した以降、加熱する際、加熱温度が高い程、および加熱時間が長い程、増粘しにくくなるが、凝集性能が低下する。これに対して、アルミナゲル懸濁液を調製した以降、加熱する際、加熱温度が低い程、および加熱時間が短い程、増粘しやすくなるが、凝集性能が上昇する。また、加熱する際、硫酸濃度が高い程、増粘しやすくなる。本発明では、第３工程のうち、アルミナゲル懸濁液を溶解させる溶解工程までは、硫酸根が存在しない状態あるいは硫酸根の濃度が低い状態としておき、アルミナゲル懸濁液が溶解した後の熟成工程において、最終的な硫酸根の濃度を調整する。このため、アルミナゲル懸濁液を溶解させる溶解において、加熱温度が低く、加熱時間が短くても、反応液の増粘を抑えることができる。すなわち、アルミナゲル懸濁液が溶解する前の溶解工程までに最終濃度まで硫酸根を添加すると、反応
液が増粘するが、本発明では、アルミナゲル懸濁液が溶解した後の熟成工程で硫酸根の最終濃度を調整するため、反応液の増粘を抑制することができる。従って、反応のコントロールが容易である。また、粘度上昇を抑えるために長時間の加熱や高温での加熱を行う必要がないので、生産性およびエネルギーコストを向上することができる。また、最終的な硫酸根の濃度を調整した熟成工程で熟成を行うので、凝集性が高いとともに、未溶解のゲルが部分的に残ることを回避することができる。また、硫酸根の添加後に熟成を行うため、経時安定性を向上することができる。また、第３工程において、硫酸根の添加後の熟成を過剰な温度で行うと、沈澱を生じやすいが、本発明では、熟成工程の温度を８０℃以下に設定してあるため、沈殿の発生が起こりにくい。
In the present invention, in the third step, a dissolution step of heating the mixed solution to dissolve the alumina gel and a aging step of aging the solution obtained in the dissolution step at a temperature of 25 ° C. (normal temperature) to 80 ° C. And, when the sulfate is added in the third step, it is preferable to add the sulfate only in the aging step. After preparing the alumina gel suspension, when heating, the higher the heating temperature and the longer the heating time, the more difficult it is to thicken, but the aggregation performance deteriorates. On the other hand, after preparing the alumina gel suspension, when heating, the lower the heating temperature and the shorter the heating time, the easier it is to thicken, but the aggregation performance improves. Further, when heating, the higher the sulfuric acid concentration, the easier it is to thicken. In the present invention, in the third step, until the dissolution step of dissolving the alumina gel suspension, the sulfate roots are not present or the concentration of the sulfate roots is low, and after the alumina gel suspension is dissolved. In the aging process, the final concentration of sulfate is adjusted. Therefore, in the dissolution that dissolves the alumina gel suspension, the thickening of the reaction solution can be suppressed even if the heating temperature is low and the heating time is short. That is, if sulfate roots are added to the final concentration before the dissolution step before the alumina gel suspension is dissolved, the reaction solution becomes thickened, but in the present invention, in the aging step after the alumina gel suspension is dissolved. Since the final concentration of the sulfate root is adjusted, the thickening of the reaction solution can be suppressed. Therefore, the reaction can be easily controlled. Further, since it is not necessary to perform heating for a long time or heating at a high temperature in order to suppress the increase in viscosity, productivity and energy cost can be improved. Further, since the aging is performed in the aging step in which the final concentration of sulfate roots is adjusted, the cohesiveness is high and it is possible to prevent the undissolved gel from remaining partially. Further, since the aging is performed after the addition of the sulfate root, the stability over time can be improved. Further, in the third step, if the aging after the addition of the sulfate root is carried out at an excessive temperature, precipitation is likely to occur, but in the present invention, the temperature of the aging step is set to 80 ° C. or lower, so that precipitation occurs. Is unlikely to occur.
本発明において、前記第３工程で得られた前記塩基性塩化アルミニウム溶液における硫酸根の濃度比（ＳＯ４／Ａｌ２Ｏ３）を１５質量％以上、かつ３０質量％以下とする態様を採用することができる。 In the present invention, an embodiment in which the concentration ratio of sulfate roots (SO 4 / Al 2 O 3 ) in the basic aluminum chloride solution obtained in the third step is 15% by mass or more and 30% by mass or less is adopted. be able to.
本発明において、前記第３工程で得られた塩基性塩化アルミニウム溶液は、塩基度が５０％以上、かつ８５％以下である態様を採用することができる。 In the present invention, the basic aluminum chloride solution obtained in the third step can adopt an embodiment having a basicity of 50% or more and 85% or less.
本発明では、第１工程で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液の塩基度が６５％を超えるため、ポリマー化したアルミニウムイオンが増加し、残留アルミニウムが減少する。また、第１工程では、塩基度が６５％を超える塩基性塩化アルミニウム溶液によってアルミナゲル懸濁液を調製するため、凝集性が優れている。また、本発明では、脱塩工程を行う必要がないことから、工程数が少ない。それ故、製造コストを低減することができる。さらに、溶解性に優れているので、溶解温度を抑えること、および溶解時間を短くすることが可能である。それ故、エネルギーコストを抑え、生産性の向上を実現することができる。また、ポリマーが増加することによって、塩基性塩化アルミニウム溶液を水処理剤として用いた場合にろ過水濁度を下げることができる。 In the present invention, since the basicity of the basic aluminum chloride solution used in the first step exceeds 65%, polymerized aluminum ions increase and residual aluminum decreases. Further, in the first step, since the alumina gel suspension is prepared with a basic aluminum chloride solution having a basicity of more than 65%, the cohesiveness is excellent. Further, in the present invention, the number of steps is small because it is not necessary to carry out the desalting step. Therefore, the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since it has excellent solubility, it is possible to suppress the dissolution temperature and shorten the dissolution time. Therefore, energy cost can be suppressed and productivity can be improved. In addition, by increasing the amount of polymer, it is possible to reduce the turbidity of filtered water when a basic aluminum chloride solution is used as a water treatment agent.
図面等を参照しながら、本発明の実施の形態に係る塩基性塩化アルミニウム溶液（ポリ塩化アルミニウム）の製造方法を説明する。本発明に係る塩基性塩化アルミニウムは、以下の一般式で表される。
Ａｌａ（ＯＨ）ｂ（ＳＯ４）ｃＸｄＹｅＣｌ３ａ＋ｄ＋２ｅ−ｂ−２ｃ
但し、Ｘはアルカリ金属、Ｙはアルカリ土類金属を表す。また、本発明における塩基度は、下式で示される。
１００×ｂ／３ａ
A method for producing a basic aluminum chloride solution (polyaluminum chloride) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings and the like. The basic aluminum chloride according to the present invention is represented by the following general formula.
Al a (OH) b (SO 4 ) c X d Y e Cl 3a + d + 2e-b-2c
However, X represents an alkali metal and Y represents an alkaline earth metal. The basicity in the present invention is represented by the following formula.
100 × b / 3a
また、以下の説明では、塩基性塩化アルミニウム溶液の製造方法として、硫酸根を含有する硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液の製造方法を説明する。 Further, in the following description, as a method for producing a basic aluminum chloride solution, a method for producing a sulfate root-containing basic aluminum chloride solution containing a sulfate root will be described.
（製造方法）
図１は、本発明を適用した硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液の製造方法を示す説明図である。本形態では、図１に示す方法によって、塩基度が５０％以上の硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液を製造する。例えば、硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液として、塩基度が５０％以上、かつ８５％以下の硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液を製造する。硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液における硫酸根は、濃度比（ＳＯ４
／Ａｌ２Ｏ３）を５質量％以上、かつ３５質量％以下である。本本形態において、硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液における硫酸根は、濃度比（ＳＯ４／Ａｌ２Ｏ３）で１５質量％以上、かつ３０質量％以下である。
(Production method)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a method for producing a sulfate root-containing basic aluminum chloride solution to which the present invention is applied. In this embodiment, a sulfate root-containing basic aluminum chloride solution having a basicity of 50% or more is produced by the method shown in FIG. For example, as a sulfate root-containing basic aluminum chloride solution, a sulfate root-containing basic aluminum chloride solution having a basicity of 50% or more and 85% or less is produced. Sulfate in a basic aluminum chloride solution containing sulfate has a concentration ratio (SO 4).
/ Al 2 O 3 ) is 5% by mass or more and 35% by mass or less. In the present embodiment, the sulfate root in the sulfate root-containing basic aluminum chloride solution has a concentration ratio (SO 4 / Al 2 O 3 ) of 15% by mass or more and 30% by mass or less.
（配合比の参考例）
本発明の参考例で使用する各材料の配合比は、例えば以下の通りである。
塩基性塩化アルミニウム溶液（第１工程ＳＴ１） １１２〜１３９質量部
アルミン酸ナトリウム（第１工程ＳＴ１） ３５〜４６質量部
塩基性塩化アルミニウム（第２工程ＳＴ２） ３７２〜３９８質量部
硫酸アルミニウム溶液（第３工程ＳＴ３） １３２質量部
但し、
第１工程ＳＴ１で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液
Ａｌ２Ｏ３＝２３質量％、塩基度＝８３％、ＳＯ４＝０％
第２工程ＳＴ２で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液
Ａｌ２Ｏ３＝１４質量％、塩基度＝４５％、ＳＯ４＝０％
アルミン酸ナトリウム
Ａｌ２Ｏ３＝２４質量％、Ｎａ／Ａｌモル比＝１．２
硫酸アルミニウム溶液
Ａｌ２Ｏ３＝８質量％
(Reference example of compounding ratio)
The compounding ratio of each material used in the reference example of the present invention is as follows, for example.
Basic aluminum chloride solution (1st step ST1) 112 to 139 parts by mass Sodium aluminate (1st step ST1) 35 to 46 parts by mass Basic aluminum chloride (2nd step ST2) 372 to 398 parts by mass Aluminum sulfate solution (1st step) 3 steps ST3) 132 parts by mass However,
Basic aluminum chloride solution used in the first step ST1 Al 2 O 3 = 23% by mass, basicity = 83%, SO 4 = 0%
Basic aluminum chloride solution used in the second step ST2 Al 2 O 3 = 14% by mass, basicity = 45%, SO 4 = 0%
Sodium aluminate Al 2 O 3 = 24% by mass, Na / Al molar ratio = 1.2
Aluminum sulfate solution Al 2 O 3 = 8% by mass
（配合比の実施例）
本形態で使用する各材料の配合比は、例えば以下の通りである。
塩基性塩化アルミニウム溶液（第１工程ＳＴ１） １９２〜２２８質量部
アルミン酸ナトリウム（第１工程ＳＴ１） ２６〜４１質量部
炭酸ナトリウム（第１工程ＳＴ１） １１質量部
塩基性塩化アルミニウム（第２工程ＳＴ２） ２７０〜３０７質量部
硫酸アルミニウム溶液（第３工程ＳＴ３） ９１質量部
但し、
第１工程ＳＴ１で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液
Ａｌ２Ｏ３＝２３質量％、塩基度＝８３％、ＳＯ４＝０％
第２工程ＳＴ２で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液
Ａｌ２Ｏ３＝１４質量％、塩基度＝４５％、ＳＯ４＝０％
アルミン酸ナトリウム
Ａｌ２Ｏ３＝２１質量％、Ｎａ／Ａｌモル比＝１．４
硫酸アルミニウム溶液
Ａｌ２Ｏ３＝８質量％
(Example of compounding ratio)
The compounding ratio of each material used in this embodiment is as follows, for example.
Basic aluminum chloride solution (1st step ST1) 192 to 228 parts by mass Sodium aluminate (1st step ST1) 26 to 41 parts by mass Sodium carbonate (1st step ST1) 11 parts by mass Basic aluminum chloride (2nd step ST2) ) 270 to 307 parts by mass Aluminum chloride solution (3rd step ST3) 91 parts by mass However,
Basic aluminum chloride solution used in the first step ST1 Al 2 O 3 = 23% by mass, basicity = 83%, SO 4 = 0%
Basic aluminum chloride solution used in the second step ST2 Al 2 O 3 = 14% by mass, basicity = 45%, SO 4 = 0%
Sodium aluminate Al 2 O 3 = 21% by mass, Na / Al molar ratio = 1.4
Aluminum sulfate solution Al 2 O 3 = 8% by mass
本形態では、図１に示すように、塩基度が５０％以上の塩基性塩化アルミニウム溶液を製造するにあたって、まず、第１工程ＳＴ１では、Ａｌ２Ｏ３濃度が５質量％以上、かつ３０質量％で塩基度が６５％を超える塩基性塩化アルミニウム溶液とアルカリ塩とを混合してアルミナゲル懸濁液を調製する。第１工程ＳＴ１では、塩基性塩化アルミニウム溶液とアルカリ塩との反応温度が低いほどアルミナゲル懸濁液の溶解性が良い。従って、第１工程ＳＴ１では、塩基性塩化アルミニウム溶液とアルカリ塩との反応を、例えば、５０℃未満の温度で行うのが良く、好ましくは４０℃未満が良い。 In this embodiment, as shown in FIG. 1, in producing a basic aluminum chloride solution having a basicity of 50% or more, first, in the first step ST1, the Al 2 O 3 concentration is 5% by mass or more and 30 mass by mass. Alumina gel suspension is prepared by mixing a basic aluminum chloride solution having a basicity of more than 65% in% and an alkaline salt. In the first step ST1, the lower the reaction temperature between the basic aluminum chloride solution and the alkali salt, the better the solubility of the alumina gel suspension. Therefore, in the first step ST1, the reaction between the basic aluminum chloride solution and the alkali salt is preferably carried out at a temperature of less than 50 ° C., preferably less than 40 ° C.
本形態において、第１工程ＳＴ１で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液の塩基度は、６５％を超え、かつ９０％未満である。また、第１工程ＳＴ１で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液は、８０℃以上の温度で１時間以上熟成した履歴を有する。 In the present embodiment, the basicity of the basic aluminum chloride solution used in the first step ST1 is more than 65% and less than 90%. Further, the basic aluminum chloride solution used in the first step ST1 has a history of aging at a temperature of 80 ° C. or higher for 1 hour or longer.
かかる塩基性塩化アルミニウム溶液としては、塩酸溶液、塩化アルミニウム溶液、塩基
性塩化アルミニウム溶液、または塩酸溶液と塩化アルミニウム溶液と塩基性塩化アルミニウム溶液との混合液のいずれか１種に金属アルミニウムを溶解した溶液を用いる。その際、金属アルミニウムを溶解した溶液（塩基性塩化アルミニウム溶液）については、８０℃以上の温度で１時間以上熟成させる。
As such a basic aluminum chloride solution, metallic aluminum is dissolved in any one of a hydrochloric acid solution, an aluminum chloride solution, a basic aluminum chloride solution, or a mixed solution of a hydrochloric acid solution, an aluminum chloride solution, and a basic aluminum chloride solution. Use a solution. At that time, the solution in which metallic aluminum is dissolved (basic aluminum chloride solution) is aged at a temperature of 80 ° C. or higher for 1 hour or longer.
また、第１工程ＳＴ１で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液としては、塩酸溶液、塩化アルミニウム溶液、塩基性塩化アルミニウム溶液、または塩酸溶液と塩化アルミニウムと塩基性塩化アルミニウムとの混合液に対して、アルミン酸アルカリ溶液、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、またはアルミン酸アルカリとアルカリ金属炭酸塩との混合液を溶解した溶液を用いてもよい。その際、各材料を溶解した溶液（塩基性塩化アルミニウム溶液）については、８０℃以上の温度で１時間以上熟成させる。 The basic aluminum chloride solution used in the first step ST1 is a hydrochloric acid solution, an aluminum chloride solution, a basic aluminum chloride solution, or a mixture of a hydrochloric acid solution, aluminum chloride, and basic aluminum chloride. An alkaline solution, an alkali metal carbonate, an alkaline earth metal carbonate, or a solution in which a mixed solution of an alkali aluminate and an alkali metal carbonate may be used may be used. At that time, the solution in which each material is dissolved (basic aluminum chloride solution) is aged at a temperature of 80 ° C. or higher for 1 hour or longer.
また、第１工程ＳＴ１では、アルカリ塩として、アルミン酸アルカリ溶液、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、またはアルミン酸アルカリとアルカリ金属炭酸塩との混合液のいずれかを用いる。この場合、張水下、ｐＨを５〜１１の範囲に維持しつつ、塩基性塩化アルミニウム溶液とアルカリ塩とを同時に添加、混合し、アルミナゲル懸濁液を調製する方法を採用することができる。この場合、特にｐＨを７〜１１、より好ましくは８〜１０のアルカリ側に維持することで、第２工程ＳＴ２における未溶解分が極めて少量となる。従って、残渣をほとんど含まない硫酸根含有塩基性塩化アルミニウムが得られるため、濾過等により残渣を除去する工程が不要となる。また、第１工程ＳＴ１では、ｐＨを５以下に維持しつつ、塩基性塩化アルミニウム溶液にアルカリ塩を添加する方法を採用してもよい。 Further, in the first step ST1, as the alkali salt, any one of an alkali alkali solution, an alkali metal carbonate, an alkaline earth metal carbonate, or a mixed solution of an alkali aluminate and an alkali metal carbonate is used. In this case, it is possible to adopt a method of preparing an alumina gel suspension by simultaneously adding and mixing a basic aluminum chloride solution and an alkaline salt while maintaining the pH in the range of 5 to 11 under filling water. .. In this case, by maintaining the pH on the alkaline side of 7 to 11, more preferably 8 to 10, the undissolved content in the second step ST2 becomes extremely small. Therefore, since sulfate-containing basic aluminum chloride containing almost no residue can be obtained, a step of removing the residue by filtration or the like becomes unnecessary. Further, in the first step ST1, a method of adding an alkaline salt to the basic aluminum chloride solution while maintaining the pH at 5 or less may be adopted.
本形態では、アルカリ塩として、アルミン酸アルカリ溶液と炭酸ナトリウム（アルカリ金属炭酸塩）との混合液を用いる。この場合、アルカリ金属炭酸塩の使用量は、例えば、最終的に得られる硫酸根含有塩基性塩化アルミニウムのＡｌ２Ｏ３に対し、ＣＯ３／Ａｌ２Ｏ３のモル比で０．０１〜０．５となる量、好ましくは０．０１〜０．２となる量である。 In this embodiment, a mixed solution of an alkali aluminate solution and sodium carbonate (alkali metal carbonate) is used as the alkali salt. In this case, the amount of alkali metal carbonate, for example, with respect to Al 2 O 3 of the finally obtained sulfate ion-containing basic aluminum chloride, in a molar ratio of CO 3 / Al 2 O 3 0.01~0 The amount is 5.5, preferably 0.01 to 0.2.
この場合、張水下、ｐＨを５〜１１の範囲に維持しつつ、塩基性塩化アルミニウム溶液の一部、およびアルカリ金属炭酸塩を同時に反応容器に添加、混合した後、ｐＨを５〜１１の範囲に維持しつつ、塩基性塩化アルミニウム溶液の残部、およびアルミン酸アルカリを同時に反応容器に添加、混合してアルミナゲル懸濁液を調製する。かかる方法によれば、塩基性塩化アルミニウム溶液の中和にアルカリ金属炭酸塩およびアルミン酸アルカリを使用するため、アルカリ金属炭酸塩の使用量を少なくしても、溶解性に優れるアルミナゲルを得ることができる。また、アルカリ金属炭酸塩の使用量を低減することができるので、アルカリ金属を脱塩処理によって除去しなくても、アルカリ金属炭酸塩に起因する硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液の経時安定性の低下を抑制することができる。また、混合液を調製する際のｐＨを７〜１１、より好ましくは８〜１０のアルカリ側に維持すれば、後で行う第３工程ＳＴ３における未溶解分が極めて少量となる。従って、残渣をほとんど含まない硫酸根含有塩基性塩化アルミニウムが得られるため、濾過等により残渣を除去する工程が不要となる。 In this case, under water, while maintaining the pH in the range of 5 to 11, a part of the basic aluminum chloride solution and the alkali metal carbonate are simultaneously added to and mixed in the reaction vessel, and then the pH is adjusted to 5 to 11. While maintaining the range, the balance of the basic aluminum chloride solution and the alkali aluminate are simultaneously added to and mixed with the reaction vessel to prepare an alumina gel suspension. According to this method, since an alkali metal carbonate and an alkali aluminate are used to neutralize the basic aluminum chloride solution, an alumina gel having excellent solubility can be obtained even if the amount of the alkali metal carbonate used is reduced. Can be done. In addition, since the amount of alkali metal carbonate used can be reduced, the stability of the sulfate-root-containing basic aluminum chloride solution caused by the alkali metal carbonate over time can be maintained without removing the alkali metal by desalting. The decrease can be suppressed. Further, if the pH at the time of preparing the mixed solution is maintained on the alkaline side of 7 to 11, more preferably 8 to 10, the undissolved content in the third step ST3 to be performed later becomes extremely small. Therefore, since sulfate-containing basic aluminum chloride containing almost no residue can be obtained, a step of removing the residue by filtration or the like becomes unnecessary.
また、塩基性塩化アルミニウム溶液およびアルカリ塩を同時に混合手段に供給して瞬間的に混合し、混合手段による部分中和混合によって、塩基性塩化アルミニウム溶液とアルカリ塩とを反応させてもよい。この場合に用いる混合手段としては、例えば、ヒューガルポンプ、ラインミキサー、ホモミキサー等を用いることができる。これらの混合手段を用いれば、第１工程に要する時間を短縮することができる。また、第２工程において溶解性に優れるアルミナゲル懸濁液を得ることができる。 Alternatively, the basic aluminum chloride solution and the alkaline salt may be simultaneously supplied to the mixing means and mixed instantaneously, and the basic aluminum chloride solution and the alkaline salt may be reacted by partial neutralization mixing by the mixing means. As the mixing means used in this case, for example, a fugal pump, a line mixer, a homo mixer, or the like can be used. By using these mixing means, the time required for the first step can be shortened. In addition, an alumina gel suspension having excellent solubility can be obtained in the second step.
また、本形態のように、アルカリ塩として、アルカリ金属炭酸塩およびアルミン酸アルカリの双方を用いる場合、第１工程ＳＴ１では、ｐＨを５以下に維持しつつ、塩基性塩化アルミニウム溶液にアルミン酸アルカリを添加した後、アルミナゲル懸濁液の塩基度が５０％〜８５％となるまでアルカリ金属炭酸塩を添加してもよい。かかる方法によれば、塩基性塩化アルミニウム溶液の中和にアルミン酸アルカリを使用し、その後、アルカリ金属炭酸塩を使用するため、アルカリ金属炭酸塩の使用量を少なくしても、溶解性に優れるアルミナゲルを得ることができる。また、アルカリ金属炭酸塩の使用量を少なくすることができるので、アルカリ金属炭酸塩に起因する硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液の経時安定性の低下を抑制することができる。 Further, when both an alkali metal carbonate and an alkali aluminate are used as the alkali salt as in this embodiment, in the first step ST1, the alkali aluminate is added to the basic aluminum chloride solution while maintaining the pH at 5 or less. After the addition, the alkali metal carbonate may be added until the basicity of the alumina gel suspension becomes 50% to 85%. According to this method, an alkali aluminate is used to neutralize the basic aluminum chloride solution, and then an alkali metal carbonate is used. Therefore, even if the amount of the alkali metal carbonate used is reduced, the solubility is excellent. Alumina gel can be obtained. Further, since the amount of the alkali metal carbonate used can be reduced, it is possible to suppress the deterioration of the stability of the sulfate root-containing basic aluminum chloride solution over time due to the alkali metal carbonate.
次に、第２工程ＳＴ２では、アルミナゲル懸濁液を、塩基度が６５％以下（例えば、塩基度が３０％を超え、５５％未満）の塩基性塩化アルミニウム溶液と混合して混合液を得る。かかる塩基性塩化アルミニウム溶液は、例えば、塩酸と水酸化アルミニウムを加圧加熱反応した液や、金属アルミニウムを塩酸または低塩基度の塩化アルミニウムに溶解した液等を用いることができる。第２工程ＳＴ２を行う際、塩基性塩化アルミニウム溶液を２５℃から８０℃の温度に設定しておき、かかる温度の塩基性塩化アルミニウム溶液に対してアルミナゲル懸濁液を加える。かかる態様によれば、ポリマー化したアルミニウムイオンを増加させることができるので、残留アルミニウムを減少させることができ、かつろ過水濁度を下げる事が可能となる。 Next, in the second step ST2, the alumina gel suspension is mixed with a basic aluminum chloride solution having a basicity of 65% or less (for example, a basicity of more than 30% and less than 55%) to prepare a mixed solution. obtain. As such a basic aluminum chloride solution, for example, a solution obtained by pressurizing and heating hydrochloric acid and aluminum hydroxide, a solution obtained by dissolving metallic aluminum in hydrochloric acid or aluminum chloride having a low basicity, or the like can be used. When performing the second step ST2, the basic aluminum chloride solution is set to a temperature of 25 ° C. to 80 ° C., and the alumina gel suspension is added to the basic aluminum chloride solution at such a temperature. According to such an embodiment, the polymerized aluminum ions can be increased, so that the residual aluminum can be reduced and the filtered water turbidity can be lowered.
次に、第３工程ＳＴ３では、混合液中のアルミナゲルを溶解させて塩基度が５０％以上の塩基性塩化アルミニウム溶液を得る。第３工程ＳＴ３を行う際、混合液の温度を８０℃以下にしておく。かかる態様によれば、ポリマー化したアルミニウムイオンを増加させることができるので、残留アルミニウムを減少させることができる。本形態において、第３工程ＳＴ３では、温度が８０℃以下の条件で混合液を加熱してアルミナゲルを溶解させる溶解工程ＳＴ３１と、溶解工程ＳＴ３１で得た溶液を２５℃から８０℃の温度で熟成させる熟成工程ＳＴ３２とを行う。 Next, in the third step ST3, the alumina gel in the mixed solution is dissolved to obtain a basic aluminum chloride solution having a basicity of 50% or more. When the third step ST3 is performed, the temperature of the mixed solution is kept at 80 ° C. or lower. According to such an embodiment, polymerized aluminum ions can be increased, so that residual aluminum can be reduced. In the third step ST3, in the third step ST3, the dissolution step ST31 for dissolving the alumina gel by heating the mixed solution under the condition that the temperature is 80 ° C. or lower, and the solution obtained in the dissolution step ST31 at a temperature of 25 ° C. to 80 ° C. The aging step ST32 for aging is performed.
溶解工程ＳＴ３１では、混合液を２５℃から８０℃の温度、例えば６５℃の温度に加熱しながら、０．１時間〜１０時間撹拌し、アルミナゲルを溶解させる。本形態において、溶解工程ＳＴ３１では、アルミナゲルの溶解を例えば２時間以内とすることが好ましい。溶解工程ＳＴ３１での溶解時間が長い程、凝集性能が低下するが、溶解時間が２時間以内であれば、凝集性能の低下を抑制することができる。但し、溶解工程ＳＴ３１での溶解時間が短い方が、凝集性能が向上するので、溶解時間は１時間以内であることが好ましい。第１工程ＳＴ１から溶解工程ＳＴ３１までを行う際、アルミナゲル懸濁液の調製直後〜４８時間以内にアルミナゲル溶解させる方が好ましい。調製直後は溶解性が良いが、経時で徐々に溶解性が悪くなる。常温でおよそ４８時間以上経過すると、溶解工程ＳＴ３１での溶解に長時間を要し、そのため凝集性が低下しやすい。 In the dissolution step ST31, the alumina gel is dissolved by stirring the mixed solution at a temperature of 25 ° C. to 80 ° C., for example, 65 ° C. for 0.1 to 10 hours. In the present embodiment, in the dissolution step ST31, it is preferable that the alumina gel is dissolved within, for example, 2 hours. The longer the dissolution time in the dissolution step ST31, the lower the aggregation performance, but if the dissolution time is 2 hours or less, the decrease in the aggregation performance can be suppressed. However, the shorter the dissolution time in the dissolution step ST31, the better the aggregation performance, so the dissolution time is preferably 1 hour or less. When performing the first step ST1 to the dissolution step ST31, it is preferable to dissolve the alumina gel immediately after the preparation of the alumina gel suspension within 48 hours. Immediately after preparation, the solubility is good, but the solubility gradually deteriorates over time. When about 48 hours or more have passed at room temperature, it takes a long time to dissolve in the dissolution step ST31, and therefore the cohesiveness tends to decrease.
また、熟成工程ＳＴ３２での熟成温度は低い方が、凝集性が高いので、熟成温度は７０℃以下、例えば６５℃であることが好ましい。本形態において、熟成工程ＳＴ３２では、熟成時間が例えば２時間以内である。 Further, the lower the aging temperature in the aging step ST32, the higher the cohesiveness, so that the aging temperature is preferably 70 ° C. or lower, for example, 65 ° C. In the present embodiment, in the aging step ST32, the aging time is, for example, 2 hours or less.
（硫酸根の添加）
このように構成した塩基性塩化アルミニウム溶液の製造方法において、本形態では、第１工程ＳＴ１、第２工程ＳＴ２、および第３工程ＳＴ３のうちの少なくとも１つの工程において硫酸塩を添加し、第３工程ＳＴ３で得られる塩基性塩化アルミニウム溶液（硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液）における硫酸根の濃度比（ＳＯ４／Ａｌ２Ｏ３）を５質量％以上、かつ３５質量％以下、例えば、１５質量％以上、かつ３０質量％以下とする。その場合、第１工程ＳＴ１のみで硫酸根を添加する態様、第２工程ＳＴ２のみで硫酸根
を添加する態様、第３工程ＳＴ３のみで硫酸根を添加する態様を採用することができる他、第１工程ＳＴ１、第２工程ＳＴ２、および第３工程ＳＴ３のうちの２つの工程または３つの工程で硫酸根を添加する態様を採用することができる。但し、第３工程ＳＴ３で硫酸根を添加する場合、第２工程ＳＴ２で調整した混合液における硫酸根の濃度は、濃度比（ＳＯ４／Ａｌ２Ｏ３）で５質量％〜１０質量％であることが好ましい。第２工程ＳＴ２で調整した混合液における硫酸根の濃度が、濃度比（ＳＯ４／Ａｌ２Ｏ３）で１０質量％を超える場合、製造中に増粘するリスクが高くなる。これに対して、第２工程が終了した時点で溶液での硫酸根の濃度を濃度比（ＳＯ４／Ａｌ２Ｏ３）で１０質量％以下に制限しておけば、反応液の増粘を抑制することができる。この場合でも、最終的な硫酸根の濃度は第３工程ＳＴ３で調整することができる。
(Addition of sulfate root)
In the method for producing a basic aluminum chloride solution thus constructed, in the present embodiment, a sulfate is added in at least one of the first step ST1, the second step ST2, and the third step ST3, and the third step. The concentration ratio (SO 4 / Al 2 O 3 ) of sulfate roots in the basic aluminum chloride solution (sulfate root-containing basic aluminum chloride solution) obtained in step ST3 is 5% by mass or more and 35% by mass or less, for example, 15. It shall be mass% or more and 30 mass% or less. In that case, a mode in which the sulfate root is added only in the first step ST1, a mode in which the sulfate root is added only in the second step ST2, and a mode in which the sulfate root is added only in the third step ST3 can be adopted. An embodiment in which sulfate roots are added in two or three steps of the first step ST1, the second step ST2, and the third step ST3 can be adopted. However, when sulfate roots are added in the third step ST3, the concentration of sulfate roots in the mixed solution prepared in the second step ST2 is 5% by mass to 10% by mass in terms of concentration ratio (SO 4 / Al 2 O 3). It is preferable to have. If the concentration of sulfate roots in the mixed solution prepared in the second step ST2 exceeds 10% by mass in terms of concentration ratio (SO 4 / Al 2 O 3 ), the risk of thickening during production increases. On the other hand, if the concentration of sulfate roots in the solution is limited to 10% by mass or less in terms of concentration ratio (SO 4 / Al 2 O 3) at the end of the second step, the thickening of the reaction solution can be increased. It can be suppressed. Even in this case, the final concentration of sulfate roots can be adjusted in the third step ST3.
第１工程ＳＴ１で硫酸根を添加する場合、塩基性塩化アルミニウム溶液として、硫酸根を含有する塩基性塩化アルミニウム溶液を用いる。または、塩基性塩化アルミニウム溶液とアルカリ塩とを混合してアルミナゲル懸濁液を調製する際に、硫酸アルミニウム等によって硫酸根を添加してもよい。 When sulfate roots are added in the first step ST1, a basic aluminum chloride solution containing sulfate roots is used as the basic aluminum chloride solution. Alternatively, when preparing an alumina gel suspension by mixing a basic aluminum chloride solution and an alkali salt, sulfate roots may be added with aluminum sulfate or the like.
第２工程ＳＴ２で硫酸根を添加する場合、塩基性塩化アルミニウム溶液として、硫酸根を含有する塩基性塩化アルミニウム溶液を用いる。または、アルミナゲル懸濁液を塩基度が６５％以下の塩基性塩化アルミニウム溶液と混合して混合液を得る際に、硫酸アルミニウム等によって硫酸根を添加してもよい。 When sulfate roots are added in the second step ST2, a basic aluminum chloride solution containing sulfate roots is used as the basic aluminum chloride solution. Alternatively, when the alumina gel suspension is mixed with a basic aluminum chloride solution having a basicity of 65% or less to obtain a mixed solution, sulfate roots may be added by aluminum sulfate or the like.
第３工程ＳＴ３で硫酸根を添加する場合、混合液を加熱してアルミナゲルを溶解させる溶解工程ＳＴ３１で、硫酸アルミニウム等によって硫酸根を添加する。または、溶解工程ＳＴ３１で得た溶液を２５℃〜８０℃の温度で熟成させる熟成工程ＳＴ３２で、硫酸アルミニウム等によって硫酸根を添加してもよい。本形態では、第３工程ＳＴ３で硫酸根を添加する場合、溶解工程ＳＴ３１で硫酸根を添加せずに、熟成工程ＳＴ３２でのみ硫酸根を添加する。かかる態様によれば、溶解工程ＳＴ３１で得た溶液の硫酸根が濃度比（ＳＯ４／Ａｌ２Ｏ３）で５質量％未満とすることができるので、非常に増粘しにくく、凝集性能が良い。 When the sulfate root is added in the third step ST3, the sulfate root is added by aluminum sulfate or the like in the dissolution step ST31 in which the mixed solution is heated to dissolve the alumina gel. Alternatively, sulfate roots may be added by aluminum sulfate or the like in the aging step ST32 in which the solution obtained in the dissolution step ST31 is aged at a temperature of 25 ° C. to 80 ° C. In this embodiment, when the sulfate root is added in the third step ST3, the sulfate root is added only in the aging step ST32 without adding the sulfate root in the dissolution step ST31. According to this aspect, the sulfate root of the solution obtained in the dissolution step ST31 can have a concentration ratio (SO 4 / Al 2 O 3 ) of less than 5% by mass, so that it is extremely difficult to thicken and the aggregation performance is improved. good.
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、第１工程ＳＴ１で用いる塩基性塩化アルミニウム溶液の塩基度が６５％を超えるため、ポリマー化したアルミニウムイオンが増加し、残留アルミニウムが減少し、かつ、ろ過水濁度を下げることが可能となる。また、第１工程ＳＴ１では、塩基度が６５％を超える塩基性塩化アルミニウム溶液によってアルミナゲル懸濁液を調製するため、凝集性が優れている。また、本形態では、脱塩工程を行う必要がないことから、工程数が少ない。それ故、製造コストを低減することができる。
(Main effect of this form)
As described above, in the present embodiment, since the basicity of the basic aluminum chloride solution used in the first step ST1 exceeds 65%, polymerized aluminum ions increase, residual aluminum decreases, and filtered water. It is possible to reduce the turbidity. Further, in the first step ST1, since the alumina gel suspension is prepared with a basic aluminum chloride solution having a basicity of more than 65%, the cohesiveness is excellent. Further, in this embodiment, the number of steps is small because it is not necessary to perform the desalting step. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
また、第２工程ＳＴ２を行う際、第２工程ＳＴで用いる塩基性塩化アルミニウム溶液の温度を８０℃以下にしておく。かかる態様によれば、ポリマー化したアルミニウムイオンを増加させることができるので、残留アルミニウムを減少させることができ、かつ、ろ過水濁度を下げることが可能となる。また、第３工程ＳＴ３を行う際、混合液の温度を８０℃以下にしておく。このため、ポリマー化したアルミニウムイオンを増加させることができるので、残留アルミニウムを減少させることができ、かつ、ろ過水濁度を下げる事が可能となる。 Further, when the second step ST2 is performed, the temperature of the basic aluminum chloride solution used in the second step ST is set to 80 ° C. or lower. According to such an embodiment, the polymerized aluminum ions can be increased, so that the residual aluminum can be reduced and the filtered water turbidity can be lowered. Further, when the third step ST3 is performed, the temperature of the mixed solution is kept at 80 ° C. or lower. Therefore, since the polymerized aluminum ions can be increased, the residual aluminum can be reduced and the filtered water turbidity can be lowered.
また、第１工程ＳＴ１、第２工程ＳＴ２、および第３工程ＳＴ３のうちの少なくとも１つの工程で硫酸塩を添加し、第３工程ＳＴ３で得られる塩基性塩化アルミニウム溶液における硫酸根の濃度比（ＳＯ４／Ａｌ２Ｏ３）を５質量％以上、かつ３５質量％以下とする。このため、塩基性塩化アルミニウムの凝集性を高めることができる。 Further, the concentration ratio of sulfate roots in the basic aluminum chloride solution obtained in the third step ST3 by adding sulfate in at least one step of the first step ST1, the second step ST2, and the third step ST3 ( SO 4 / Al 2 O 3 ) shall be 5% by mass or more and 35% by mass or less. Therefore, the cohesiveness of basic aluminum chloride can be enhanced.
また、第３工程ＳＴ３で硫酸塩を添加する場合には、熟成工程ＳＴ３２でのみ硫酸塩を添加する。アルミナゲル懸濁液を調製した以降、加熱する際、加熱温度が高い程、および加熱時間が長い程、増粘しにくくなるが、凝集性能が低下する。これに対して、アルミナゲル懸濁液を調製した以降、加熱する際、加熱温度が低い程、および加熱時間が短い程、増粘しやすくなるが、凝集性能が上昇する。また、加熱する際、硫酸濃度が高い程、増粘しやすくなる。そこで、本形態では、第３工程ＳＴ３のうち、アルミナゲル懸濁液を溶解させる溶解工程ＳＴ３１までは、硫酸根が存在しない状態あるいは硫酸根の濃度が低い状態としておき、アルミナゲル懸濁液が溶解した後の熟成工程ＳＴ３２において、最終的な硫酸根の濃度を調整する。このため、アルミナゲル懸濁液を溶解させる溶解において、加熱温度が低く、加熱時間が短くても、反応液の増粘を抑えることができる。すなわち、アルミナゲル懸濁液が溶解する前の溶解工程ＳＴ３１までに最終濃度まで硫酸根を添加すると、反応液が増粘するが、本形態では、アルミナゲル懸濁液が溶解した後の熟成工程で硫酸根の最終濃度を調整するため、反応液の増粘を抑制することができる。従って、反応のコントロールが容易である。また、粘度上昇を抑えるために長時間の加熱や高温での加熱を行う必要がないので、生産性およびエネルギーコストを向上することができる。また、最終的な硫酸根の濃度を調整した熟成工程ＳＴ３２で熟成を行うので、凝集性が高いとともに、未溶解のゲルが部分的に残ることを回避することができる。また、硫酸根の添加後に熟成を行うため、経時安定性を向上することができる。また、第３工程ＳＴ３において、硫酸根の添加後の熟成を過剰な温度で行うと、沈澱を生じやすいが、本形態では、熟成工程ＳＴ３２の温度を８０℃以下に設定してあるため、沈殿の発生が起こりにくい。 When the sulfate is added in the third step ST3, the sulfate is added only in the aging step ST32. After preparing the alumina gel suspension, when heating, the higher the heating temperature and the longer the heating time, the more difficult it is to thicken, but the aggregation performance deteriorates. On the other hand, after preparing the alumina gel suspension, when heating, the lower the heating temperature and the shorter the heating time, the easier it is to thicken, but the aggregation performance improves. Further, when heating, the higher the sulfuric acid concentration, the easier it is to thicken. Therefore, in the present embodiment, in the third step ST3, until the dissolution step ST31 for dissolving the alumina gel suspension, the sulfate root is not present or the concentration of the sulfate root is low, and the alumina gel suspension is prepared. In the aging step ST32 after dissolution, the final concentration of sulfate roots is adjusted. Therefore, in the dissolution that dissolves the alumina gel suspension, the thickening of the reaction solution can be suppressed even if the heating temperature is low and the heating time is short. That is, if sulfate roots are added to the final concentration by the dissolution step ST31 before the alumina gel suspension is dissolved, the reaction solution is thickened, but in this embodiment, the aging step after the alumina gel suspension is dissolved. Since the final concentration of the sulfate root is adjusted with, the thickening of the reaction solution can be suppressed. Therefore, the reaction can be easily controlled. Further, since it is not necessary to perform heating for a long time or heating at a high temperature in order to suppress the increase in viscosity, productivity and energy cost can be improved. Further, since the aging is carried out in the aging step ST32 in which the final concentration of sulfate roots is adjusted, the cohesiveness is high and it is possible to prevent the undissolved gel from remaining partially. Further, since the aging is performed after the addition of the sulfate root, the stability over time can be improved. Further, in the third step ST3, if the aging after the addition of the sulfate root is carried out at an excessive temperature, precipitation is likely to occur, but in this embodiment, the temperature of the aging step ST32 is set to 80 ° C. or lower, so that precipitation occurs. Is unlikely to occur.
また、本形態では、第１工程ＳＴ１において、アルカリ塩として、アルカリ金属炭酸塩を用いるため、第３工程ＳＴ３でのアルミナゲルの溶解性を高めることができる。従って、省エネルギーの生産方法で、凝集性能に優れ、安定性に優れた硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液を得ることができる。 Further, in the present embodiment, since the alkali metal carbonate is used as the alkali salt in the first step ST1, the solubility of the alumina gel in the third step ST3 can be enhanced. Therefore, a sulfate-containing basic aluminum chloride solution having excellent aggregation performance and excellent stability can be obtained by an energy-saving production method.
（他の実施の形態）
第１工程ＳＴ１で塩基性塩化アルミニウム溶液とアルカリ塩とを同時に添加、混合し、アルミナゲル懸濁液を調製する際、塩基性塩化アルミニウム溶液とアルカリ塩の供給口をそれぞれ３点以上に分ける方法を採用してもよい。かかる態様によれば、塩基性塩化アルミニウム溶液とアルカリ塩の供給が分散され、均一に混合しやすくなり、第３工程ＳＴ３において溶解性に優れるアルミナゲル懸濁液を得ることができる。
(Other embodiments)
A method in which a basic aluminum chloride solution and an alkali salt are simultaneously added and mixed in the first step ST1 to prepare an alumina gel suspension, and the basic aluminum chloride solution and the alkali salt supply port are each divided into three or more points. May be adopted. According to such an embodiment, the supply of the basic aluminum chloride solution and the alkali salt is dispersed, and it becomes easy to mix uniformly, and an alumina gel suspension having excellent solubility can be obtained in the third step ST3.
上記実施の形態では、硫酸根含有塩基性塩化アルミニウム溶液を製造する態様を中心に説明したが、硫酸根を含有しない塩基性塩化アルミニウム溶液を製造する場合に本発明を適用してもよい。この場合、第１工程ＳＴ１、第２工程ＳＴ２、および第３工程ＳＴ３での硫酸塩の添加を行わない。 In the above embodiment, the embodiment of producing a basic aluminum chloride solution containing a sulfate root has been mainly described, but the present invention may be applied when producing a basic aluminum chloride solution containing no sulfate root. In this case, the sulfate is not added in the first step ST1, the second step ST2, and the third step ST3.
ＳＴ１…第１工程、ＳＴ２…第２工程、ＳＴ３…第３工程、ＳＴ３１…溶解工程、ＳＴ３２…熟成工程 ST1 ... 1st step, ST2 ... 2nd step, ST3 ... 3rd step, ST31 ... Melting step, ST32 ... Aging step
Claims (9)
Ａｌ２Ｏ３濃度が５質量％以上、かつ３０質量％以下で塩基度が６５％を超える塩基性塩化アルミニウム溶液とアルカリ塩とを混合してアルミナゲル懸濁液を調製する第１工程と、
前記アルミナゲル懸濁液を、塩基度が６５％以下の塩基性塩化アルミニウム溶液と混合して混合液を得る第２工程と、
前記混合液中のアルミナゲルを溶解させて塩基度が５０％以上の塩基性塩化アルミニウム溶液を得る第３工程と、
を有し、
前記第１工程では、前記アルカリ塩として、アルミン酸ナトリウムおよびアルカリ金属炭酸塩を用いることを特徴とする塩基性塩化アルミニウム溶液の製造方法。 In the method for producing a basic aluminum chloride solution having a basicity of 50% or more,
The first step of preparing an alumina gel suspension by mixing an alkali salt with a basic aluminum chloride solution having an Al 2 O 3 concentration of 5% by mass or more and 30% by mass or less and a basicity of more than 65%.
The second step of mixing the alumina gel suspension with a basic aluminum chloride solution having a basicity of 65% or less to obtain a mixed solution,
The third step of dissolving the alumina gel in the mixed solution to obtain a basic aluminum chloride solution having a basicity of 50% or more, and
Have a,
A method for producing a basic aluminum chloride solution, which comprises using sodium aluminate and an alkali metal carbonate as the alkali salt in the first step.
前記第３工程で前記硫酸塩を添加する場合には、前記熟成工程でのみ前記硫酸塩を添加することを特徴とする請求項６に記載の塩基性塩化アルミニウム溶液の製造方法。 In the third step, a dissolution step of heating the mixed solution to dissolve the alumina gel and a aging step of aging the solution obtained in the dissolution step at a temperature of 25 ° C. to 80 ° C. are performed.
The method for producing a basic aluminum chloride solution according to claim 6, wherein when the sulfate is added in the third step, the sulfate is added only in the aging step.
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