JPH0329005B2 - - Google Patents

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JPH0329005B2
JPH0329005B2 JP60137634A JP13763485A JPH0329005B2 JP H0329005 B2 JPH0329005 B2 JP H0329005B2 JP 60137634 A JP60137634 A JP 60137634A JP 13763485 A JP13763485 A JP 13763485A JP H0329005 B2 JPH0329005 B2 JP H0329005B2
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JP
Japan
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oxalate
bayer
fraction
sodium
liquid
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JP60137634A
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JPS6114124A (ja
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Fuaaburu Jan
Rauaruu Eritsuku
Nikora Furansowa
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Rio Tinto France SAS
Original Assignee
Aluminium Pechiney SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Aluminium Pechiney SA filed Critical Aluminium Pechiney SA
Publication of JPS6114124A publication Critical patent/JPS6114124A/ja
Publication of JPH0329005B2 publication Critical patent/JPH0329005B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/46Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates
    • C01F7/47Purification 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
    • C01F7/473Removal of organic compounds, e.g. sodium oxalate

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
技術分野 本発明は、好ましくはバイヤー法(サイクル)
のアルミン酸ナトリウム分解後に得られるアルカ
リ溶液を、過飽和状態(当然シユウ酸塩が存在す
る)を動揺(不安定化)させる適当な物質を導入
してシユウ酸ナトリウムを沈殿させることによつ
て精製する方法に係る。 技術的背景及び課題 専門書にも数多く記載され当業者にも十分に知
られているバイヤー法は、熱電解によつてアルミ
ニウムに変換できるアルミナを得るための基本的
な方法である。この方法では、ボーキサイト鉱石
を適当濃度の水酸化ナトリウム水溶液で熱処理し
てアルミナを可溶化しアルミン酸ナトリウムの過
飽和溶液を得る。鉱石の非溶出残留物(赤デイ)
から成る固相を分離し、アルミン酸ナトリウム過
飽和溶液に三水酸化アルミニウム粒子を種子とし
て加え三水酸化アルミニウムを沈殿させる。 アルミナが減量したアルミン酸ナトリウム液を
濃縮し鉱石溶出(侵食)に適した濃度を回復する
まで水酸化ナトリウムを加えてから溶出工程に再
循環する。 しかし乍ら、溶出で得られた過飽和アルミン酸
ナトリウム溶液は、溶解したアルミナをアルミン
酸ナトリウムとして含むと同時に、種々の有機物
をナトリウム塩として含有している。なかでもシ
ユウ酸ナトリウムは特に好ましくない成分の1つ
である。 バイヤー法のアルミン酸ナトリウム溶液中に有
機不純物が蓄積されると重大な支障が生じる。従
つて、このような蓄積を制御するための研究が当
業者によつて従来から続けられている。 バイヤー溶液中のシユウ酸ナトリウムの蓄積に
付随する特に重大な欠点は、このシユウ酸ナトリ
ウムが臨界過飽和レベルに達すると水酸化アルミ
ニウム種晶に微細針状晶として析着することであ
る。これらシユウ酸ナトリウム微細針状晶は水酸
化アルミニウム沈殿用の真核として作用し、この
ため微粒子の数が過度に増加し、アルミン酸ナト
リウムの分解中に微粒子の数を有効にコントロー
ルできなくなる。 シユウ酸ナトリウムが自然に沈殿し始める臨界
過飽和度(閾値)は液の性質次第で変化する。液
が非崩壊有機物を多く含む程臨界過飽和度が高い
値になる。 この現象は、ジー・レバー(G.Lever)「バイ
ヤー法でのボーキサイト有機物化学に関する考
察;シユウ酸ナトリウム−フミン酸塩相互作用
(Someaspects of the chemistry of bauxite
organic on the Bayer process:the sodium
oxalate humate interaction)」ICSOBA−
1983、によつて広く知られている。特に注目すべ
き現象は、フミン質に富むボーキサイトを(t>
200℃)の高温で侵食すると、有機物の崩壊によ
つてシユウ酸塩の比率は急激に増加するが同じく
有機物の崩壊によつて臨界過飽和度が比較的低い
値にとどまることである。 前記の如きシユウ酸ナトリウムの沈殿現象は、
沈殿した三水酸化アルミニウムの物理化学的品質
に影響を与える。例えば、得られるアルミナの粒
度のバラツキが大きくなつたり、又は、アルミナ
粒子の脆性が大きくなつたりする。脆性の大きい
アルミナは、電解によるアルミニウム製造で使用
するときに難点が多い。 従つて、アルミナの工業的製造に於いては、分
解工程で三水酸化アルミニウム種晶を沈殿シユウ
酸ナトリウムで汚染させないこと又は汚染を少な
くすることが必要であることが判明した。 当業者によく知られた第1方法では、バイヤー
サイクルで得られた三水酸化アルミニウムの洗浄
液を石灰で処理して、存在シユウ酸塩をカルシウ
ム塩として沈殿させて製造サイクルから除去す
る。シユウ酸塩が減量した洗浄液は再利用され
る。 上記方法を改良した同じく当業者に公知の方法
では、更に、三水酸化アルミニウム種晶の一部を
洗い、この種晶の洗浄液を石灰で処理するステツ
プを含む。 上記の公知方法ではシユウ酸ナトリウムの混入
は抑制されるだけであるが、これらの方法で得ら
れるアルミナはプラスター状であるから従来の電
解用アルミナとしては十分であると当業者から評
価された。 しかし乍ら電解槽技術の発達により今日では機
械的強度の高い均一粒度のサンド状アルミナが要
求されており、上記公知方法ではこれらの特性を
全て備えたアルミナが得難いことを当業者の知る
処である。 上記特性を得るためには、シユウ酸ナトリウム
が三水酸化アルミニウム種晶に析着することを完
全に阻止することが望ましい。従つて、分解され
るアルミン酸ナトリウム液中のシユウ酸ナトリウ
ムの濃度を臨界過飽和濃度より低い値に維持する
ことが必要である。 バイヤーサイクルに於いてバイヤー液中のシユ
ウ酸ナトリウムの溶解量を制限するために種々の
方法が提案された。 米国特許第3899571号及び欧州特許第0013407号
に記載の方法では、(分解後のアルミン酸ナトリ
ウムが減量した液又はその再濃縮液の如き)シユ
ウ酸ナトリウムが平衡溶解度以上に過飽和したバ
イヤー液に再利用シユウ酸ナトリウムの種晶を導
入して溶解シユウ酸ナトリウムを沈殿させ、無水
シユウ酸ナトリウムを平衡溶解濃度にする。 固液分離後、精製液をバイヤーサイクルに再導
入する。また、シユウ酸ナトリウムの固相の1つ
の画分は種晶懸濁液の調製に使用され、残りの画
分はサイクルから除去される。 該方法は、種晶を用いるシユウ酸ナトリウム沈
殿法としては有効であるが、その工業化を妨げる
欠点を数多く有している。 即ち、種晶を構成するシユウ酸ナトリウム結晶
は、存在有機物によつて表面が汚染されるのでか
なり急激に失活する。また、シユウ酸ナトリウム
結晶のために、存在有機物を極めて慎重に洗浄す
る必要がある。即ち、洗浄が十分でない場合、種
晶の活性低下が生じ、このため、シユウ酸ナトリ
ウムの沈殿効率が低下する。しかし乍ら、洗浄を
過度に行なうと、種晶の粒度が精細化し液固分離
が難しくなる。これもまた精製効率の低下を招
く。 バイヤー液中のシユウ酸ナトリウムの量を制限
する別の方法は、フランス特許公開第2317226号
及び米国特許第4038039号に記載されている。該
方法ではアルミン酸ナトリウムの分解で得られた
液の一部を蒸発により濃縮して該液をシユウ酸ナ
トリウムで過飽和し、次に、濃縮冷却した液を鉄
鋼屑のライニングに微小液滴として噴霧して過飽
和を破壊する。ライニングに対する液滴の機械的
衝撃によつて過飽和の不安定化剤が生じ、液滴の
表面積と体積との比が大きいため液相が急激に蒸
発する。 しかし乍ら該方法では、保持時間が極めて短い
ので、多量の被処理液が必要である。更にこの液
は、蒸発濃縮処理が必要であり、また、鉄鋼屑に
噴霧される前に(10〜15℃に)冷却される。従つ
て該方法では先ず、特殊技術を用いる必要があ
り、しかもエネルギ消費が大きい。このエネルギ
消費の原因は、第1に処理すべき液を蒸発により
濃縮するためであり、第2にこの液を金属屑に噴
霧する前に冷却するためである。 最後に、バイヤー液中のシユウ酸ナトリウム量
を制限するもう一つの方法が米国特許第4275043
号及び第4275042号に記載されている。該方法で
は、シユウ酸ナトリウムの過飽和の安定性を与え
る有機物を活性炭に選択的に吸直させるか又はカ
チオン封鎖剤(se′questrant cationique)を用い
ることによつてシユウ酸ナトリウムを沈殿させ
る。次に、固液分離し、シユウ酸ナトリウムが減
量した液をバイヤーサイクルに再導入する。沈殿
シユウ酸塩は活性炭と共に回路から抽出(除去)
する。活性炭は後に熱処理して再生し得る。しか
し乍ら該方法では所望の効率が得られないのでシ
ユウ酸ナトリウム種晶を導入して作用を補完する
必要がある。 上記公知方法はいずれも或る程度の改良を与え
るが、上記の理由から、当業者がバイヤーサイク
ルで液中の溶解シユウ酸ナトリウム量の抑制を目
指す場合には多くの欠点が残つている。 以上の状況に於いて出願人は、好ましくはバイ
ヤーサイクルのアルミン酸ナトリウムの分解によ
つて生じたアルカリ溶液を精製し三水酸化アルミ
ニウムの原料液中のシユウ酸ナトリウム量を調製
的に抑制する方法の研究開発に成功した。 発明の目的及び実施 本発明方法は、バイヤーサイクルの液の全部又
は一部を好ましくはアルミン酸ナトリウムの分解
後該液の濃縮以前又は濃縮以後に溶解シユウ酸ナ
トリウムの過飽和状態の不安定化剤によつて処理
する方法であつて、シユウ酸ナトリウムの沈殿を
生起する不安定化剤がシユウ酸カルシウムとシユ
ウ酸バリウムとを含むグループから選択されるこ
と、及び、一般にフミン質に富むボーキサイトの
高温侵食で得られる崩壊有機物を含む液の場合に
は高分子量のアニオン性合成多価電解質をバイヤ
ーサイクルの任意の一点で前記液に予め導入する
ことを特徴とする。 本発明によれば、シユウ酸カルシウム又はシユ
ウ酸バリウムから成る不安定化剤は好ましくは分
解後に得られたアルミン酸ナトリウム溶液の濃縮
の以前又は以後に該溶液の少くとも一部に添加さ
れる。これらの条件で不安定なシユウ酸カルシウ
ム又はシユウ酸バリウムはシユウ酸イオンを遊離
する。その結果、シユウ酸ナトリウムの濃度が増
加して、溶液中の臨界過飽和度を超過しシユウ酸
ナトリウムが自然に沈殿する。シユウ酸ナトリウ
ムに伴なつて初期過飽和状態の原因たる有機物の
一部も沈殿する。 沈殿したシユウ酸塩の一部を特別に処理して精
製工程で再利用する。何故なら沈殿シユウ酸塩が
有機物を含むのでそのままでは再利用できないか
らである。実際、有機物を含有する沈殿シユウ酸
塩の全部又は一部を溶解すると、精鋭すべき液中
でのシユウ酸塩の臨界過飽和度が高くなるであろ
う。 従つて、如何なる再利用操作にも先立つて沈殿
シユウ酸塩から有機物を分離することが必要であ
る。再利用するには、沈殿シユウ酸塩を少くとも
部分的に水に溶解し得られた懸濁液を石灰
(CaO)又はアルミン酸バリウム(Al2O4Ba)で
処理する。この処理で得られたシユウ酸カルシウ
ム又はシユウ酸バリウムの沈殿物を固液分離して
有機物を除去し、シユウ酸ナトリウムの沈殿に再
利用する。 本発明に於いてもやはり、固相分離後の精製液
がバイヤー回路に再導入される。残留シユウ酸ナ
トリウム濃度は実験条件でのシユウ酸ナトリウム
溶解限度、所謂見掛け溶解度に一致する。アルミ
ン酸ナトリウム溶液中のシユウ酸ナトリウムの臨
界過飽和度と見掛け溶解度との差が精製の程度即
ち精製効率を示す。 上記より、臨界過飽和度が高い程、シユウ酸ナ
トリウム溶液の精製率が高いことが判明する。従
つて、ボーキサイドの高温侵食処理で得られた一
般に崩壊有機物を多量に含むバイヤー液の場合特
に、臨界過飽和度と見掛け溶解限度との差が小さ
いのでシユウ酸塩精製率が低い。このため、処理
される溶液が多量であることを配慮に入れると方
法の経済性は良くない。 上記の諸事実を考察し出願人は特にボーキサイ
ドの高温処理に適用したときの本発明方法の効率
の改良を目指して研究を続けた結果、バイヤーサ
イクルの任意の工程好ましくは三水酸化アルミニ
ウムの沈殿工程以前の工程でアルミン酸ナトリウ
ム溶液にアニオン性合成多価電解質を予め添加す
るとシユウ酸ナトリウムの臨界過飽和度を上昇さ
せ得ることを知見した。この多価電解質はM>
104グラム/モルの分子量を有しており予想外の
特性として液中の好ましくない天然有機物と安定
剤として持続的に置換し得る。 該アニオン性多価電解質は、ポリアクリル酸、
ポリアクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸ナ
トリウム、ポリアクリル酸ナトリウムとポリアク
リルアミドとコポリマーのグループから選択され
る。これら有機合成化合物は凝集剤としての使用
が普及しているが、バイヤー液中のシユウ酸ナト
リウムに対してはボーキサイト中のフミン質と同
様の安定剤たる特性をもつことも知られている
(前出のゴードン・レバーの著作 ICSOBA)。
しかし乍ら当業者には周知の如く、フミン質は高
温侵食サイクルで急激に崩壊し従つて処理後の液
中のシユウ酸ナトリウムの過飽和を安定化する作
用は極めて弱い。出願人は上記種々の凝集剤を
種々の割合でバイヤー液に添加して多数の実験を
実施し、バイヤー液の苛性Na2Oの重量に対して
5×10-5〜10-3の重量比で添加すると凝集剤が均
一で持続的な安定化作用をもつという予想外の知
見を得た。例えば出願人の観察によれば、臨界過
飽和度と見掛け溶解限度との差によつて測定され
る精製効率は500〜800%増加する。また、バイヤ
ーサイクルの侵食液中の苛性Na2O濃度及び温度
が常用の範囲(苛性Na2O100〜250g/、温度
100〜290℃)内に維持されるならば、新しい安定
剤の添加を要せずに数10回の侵食サイクルに於い
て精製効率を維持し得る。 被処理液の量に比較して凝集剤の使用量が少な
いので、特別な準備を要せずにバイヤー液に凝集
剤を添加し得る。したがつて、バイヤー液の精製
処理以前に凝集剤添加の必要がある場合、実施し
易いという方法の利点の1つとなる。 好ましくはアルミン酸ナトリウムの分解により
得られたバイヤー液の精製処理は、濃縮工程の以
前又は以後液自体の温度で又は冷却後に行なわれ
る。 従つて一般的には精製処理には、20°〜80℃、
特に好ましくは50°〜70℃の温度が用いられる。 シユウ酸ナトリウムを沈殿させるために被処理
バイヤー液に導入されるシユウ酸ナトリウムの過
飽和状態の不安定化剤の量は、シユウ酸カルシウ
ム又はシユウ酸バリウムの無水物として示すと、
シユウ酸カルシウムでは一般には0.5〜15g/、
より好ましくは1.0〜5.0g/であり、シユウ酸
バリウムでは一般には0.5〜25g/、より好ま
しくは1〜10g/である。 好ましくはアルミン酸ナトリウムの分解後に採
取されたバイヤー液の少くとも1つの画分に存在
するシユウ酸ナトリウムをシユウ酸カルシウム又
はシユウ酸バリウムの導入によつて沈殿させ次に
固液分離して、精製液をバイヤーサイクルに再導
入し得る。分離された固相の少くとも1つの画分
は、不安定化剤がシユウ酸カルシウムの場合には
水、シユウ酸バリウムの場合にはアルカリ溶液に
少くとも部分溶解する。この再溶解は、沸点以下
の温度好ましくは70°〜90℃で行なう。 不安定化剤がシユウ酸カルシウムの場合、沈殿
シユウ酸ナトリウムを水中で調製された石灰乳と
反応させてシユウ酸カルシウムを得る。この工程
で使用される石灰乳の量は生成アルミナ1トン当
り一般には50〜500であり好ましくは100〜200
である。 不安定化剤がシユウ酸バリウムの場合、バイヤ
ーサイクルで採取された洗浄液と一般に20〜80
g/の濃度のNa2Oとを存在させて沈殿シユウ
酸ナトリウムにアルミン酸バリウムを反応させて
シユウ酸バリウムを得る。この工程での液の使用
量は生成アルミナ1トン当り一般には50〜500
であり好ましくは100〜200である。 不安定化剤の調製のために使用されるCaO又は
Al2O4Baの量は、前述の濃度範囲から選択されて
おり、前記不安定化剤の形成を確保し、同時に、
沈殿シユウ酸ナトリウムケーキの含浸液中に存在
する炭酸塩の沈殿を確保し得る量である。不安定
化剤がシユウ酸バリウムの場合、バイヤーサイク
ルで採取される洗浄液中に存在する炭酸塩の沈殿
も確保する。 前記の如く得られたシユウ酸カルシウム又はシ
ユウ酸バリウムの懸濁液を次に固液分離する。固
相は、シユウ酸カルシウム又はシユウ酸バリウム
から成り、バイヤーサイクルの液中に存在するシ
ユウ酸ナトリウムの過飽和状態の不安定化剤の全
部又は一部としてシユウ酸塩除去のために使用さ
れる。前記液はアルミン酸ナトリウムの分解後に
採取されたものである。 不安定化剤がシユウ酸カルシウムのときは有機
物を含む液相をバイヤーサイクルに再導入し、不
安定化剤がシユウ酸バリウムのときは該液相をバ
イヤーサイクルに再導入する前に当業者に公知の
手段、例えばフランス特許公開第2328660号によ
つてバリウムイオンを精製する。 本発明の処理を流れ図として示す図面に基く以
下の記載より本発明がより十分に理解されよう。 図によれば、好ましくはアルミン酸ナトリウム
溶液の分解ゾーンから出てボーキサイト鉱石の侵
食に再利用されるバイヤー液L1に於いて、アル
ミナが減量しており、シユウ酸ナトリウムが過飽
和である。この液の濃縮の以前又は以後に画分L
2を採取し、この画分を本発明で処理する。 画分L2のサンプルを固体画分S11と共に精
製ゾーンAに導入する。画分S11の一部は再利
用シユウ酸カルシウム又はシユウ酸バリウムから
成る。 ゾーンAでの精製処理は、前述の温度範囲で撹
拌下で行なう。得られた懸濁液L3をゾーンBで
固液分離する。この処理後の精製液L4をバイヤ
ー液L1の回路で再利用する。 固相S4の1つの画分は精製ゾーンAで沈殿し
たシユウ酸ナトリウムから成り別の画分は、不安
定化剤としてシユウ酸カルシウム使用の場合はア
ルミン酸三カルシウム六水塩から成りシユウ酸バ
リウム使用の場合は炭酸バリウムから成る。 不安定化剤としてシユウ酸カルシウムが使用さ
れるとき、固相S4の一部がS5としてサイクル
から除去される。従つてS5はバイヤーサイクル
の排出シユウ酸塩の一部である。残りの固相S6
はゾーンCに導入され石灰で処理される。石灰は
S7として乳状で導入される。 従つて、S6の一部を構成するシユウ酸ナトリ
ウムはシユウ酸カルシウムに変換される。 上記処理後の懸濁液L8はゾーンDで固液分離
され、液相L9はバイヤー回路L1で再利用さ
れ、固相S9は液L2のシユウ酸ナトリウムの過
飽和の不安定化剤を構成するためS11として精
製ゾーンAに導入される。 不安定化剤としてシユウ酸バリウムが使用され
るとき、固相S4全部がS6によつてゾーンCに
導入され、Na2O希釈液と共にS7によつて導入
されるアルミン酸バリウムで処理される。 S6の一部を構成するシユウ酸ナトリウムはシ
ユウ酸バリウムに変換される。処理後に得られた
懸濁液L8をゾーンDで固液分離する。安定化有
機物を含む液相L9をゾーンEに導入し、当業者
に公知の任意の方法でバリウムイオンを精製す
る。 固相S9の1つの画分をS10によつて抽出す
る。S10はバイヤーサイクルの排出シユウ酸塩
の一部である。この画分S10にアルミナを加え
てフランス特許第2328660号に記載の方法で焼成
し、アルミン酸バリウムを再生し且つシユウ酸塩
を炭酸ガスCO2の形状で除去する。 固相S9の別の画分は液L2のシユウ酸ナトリ
ウムの過飽和の不安定化剤としてS11によつて
液L2の精製ゾーンAに導入される。 本発明方法は以下の工程を含む方法として実施
され得る。 (a) 好ましくはバイヤーサイクルの分解ゾーン後
に、アルミンが減量しシユウ酸ナトリウムが過
飽和し必要な場合にはアニオン性合成多価電解
質を加えて安定化した液の1つの画分を採取す
る。 (b) 前記画分中のシユウ酸ナトリウムの過飽和の
不安定化剤としてシユウ酸カルシウム又はシユ
ウ酸バリウムを用いて前記画分を精製ゾーンで
処理して前記シユウ酸ナトリウムを沈殿させ
る。 (c) 精製ゾーンで得られた懸濁液を固液分離し、
液相をバイヤー回路に再循環する。 (d) 分離工程(c)で得られた固相を再生するため
に、 (d1) 不安定化剤がシユウ酸カルシウムの
ときは固相の一部を石灰乳で処理し、固相の
残りを処理回路から取出す。従つてこの処理
回路はバイヤー回路から除去されるシユウ酸
塩の出口である。 (d2) 不安定化剤がシユウ酸バリウムのと
きはNa2Oの希釈液の存在中で固相全部をア
ルミン酸バリウムで処理する。 (e) 再生工程(d)で得られた懸濁液を固液分離し、 (e1) 不安定化剤がシユウ酸カルシウムのと
きは工程(b)に対応する精製ゾーンに固相全部
を導入し、 (e2) 不安定化剤シユウ酸バリウムのときは
工程(b)に対応する精製ゾーンに固相の一部を
導入し、残りの固相を処理回路から取出す。
この処理回路もバイヤー回路から除去される
シユウ酸塩の出口を構成する。 (f) 工程(e)で得られた液相を (f1) 過飽和の不安定化剤がシユウ酸カルシ
ウムのときはバイヤー回路に再循環させ、 (f2) 安定化有機物を含むときはバリウムイ
オンの精製後にバイヤーサイクルに再導入す
る。 実施例 1 (図示) 熱帯産ボーキサイトをバイヤー法で処理後に得
られたアルミン酸ナトリウムが少なくシユウ酸ナ
トリウムが過飽和した工業液L2を本発明方法で
処理した。 バイヤーサイクルL1のサンプル液L2は以下
の組成を有していた。 Na2O苛性 200g/ Na2O炭酸塩 25g/ Al2O3 120g/ 有機炭素(C換算) 7.2g/ シユウ酸ナトリウム(C換算) 0.7g/ 1000mlの液L2を反応器Aに入れ60℃の定温に
維持し、シユウ酸ナトリウムの過飽和の不安定化
剤としてシユウ酸カルシウムS11を3.2g加え、
全体を撹拌下に4時間維持した。 Aで処理後に得られた懸濁液L3をBで固液分
離した。 分離後の液相L4を分析するとシユウ酸炭素量
は0.4g/であつた。 シユウ酸カルシウムの分解反応中に処理液中に
形成されたアルミン酸三カルシウム六水塩と沈殿
シユウ酸ナトリウムとを含有するフイルターケー
キを構成する相S4を2つの画分S5,S6に分
割した。 除去されたシユウ酸ナトリウムの量に対応しケ
ーキ総量の約30〜35重量%に相当する画分S5を
除去した。 画分S6は再生ゾーンCに送られ17g/の
CaOを含有する石灰乳150mlで処理された。この
ように形成された媒体を撹拌下80℃で2時間維持
し画分S6のシユウ酸ナトリウムをシユウ酸カル
シウムに変換した。 再生ゾーンCを出た懸濁液を固液分離した。 シユウ酸塩を除去した液L9はL1に再循環さ
れ固相S9は精製ゾーンAで再利用された。 ゾーンAでの固相S9の再利用を5回繰返し
た。第1回目は純枠なシユウ酸カルシウムを使用
し、残りの4回目の再生工程ゾーンCで得られた
シユウ酸カルシウムを利用した。 沈殿物S9をゾーンAで再利用する度毎に新し
い前記液L2を1000mlずつ処理した。 5回の連続精製処理によつて除去されたシユウ
酸炭素量を以下に示す。 第1精製サイクル 0.30g/ 第2〃 0.28g/ 第3〃 0.31g/ 第4〃 0.29g/ 第5〃 0.30g/ 比較のために、シユウ酸ナトリウムが過飽和し
アルミン酸ナトリウムが減量した同じ工業液L2
1000mlをシユウ酸ナトリウムの飽和水溶液で処理
した。即ち3.35g/のシユウ酸ナトリウムを工
業液L2に導入した。 ゾーンAで精製されゾーンBで液相L4から分
離されたシユウ酸ナトリウムの量は0.29g/で
あつた。 上記量に対応する固体画分S5の除去後、画分
S6を水に溶解し、得られたシユウ酸ナトリウム
水溶液を精製ゾーンAに再循環して新しい工業液
L2を処理した。除去されたシユウ酸炭素量は僅
かに0.11g/であつた。対照的に本発明では、
ゾーンAで除去されるシユウ酸炭素量は0.28〜
0.31g/の範囲である。 実施例 2 (図示) シユウ酸ナトリウムが過飽和でアルミン酸ナト
リウムが減量した同じ液L2をシユウ酸カルシウ
ム3.2g/を加えて本発明方法を処理した。 温度以外のパラメータについては実施例1と同
じプロトコルを用いゾーンAでの精製処理の温度
を変えて(50°、60°及び70℃)3種のテストを実
施した。 各テスト毎に精製ゾーンAで除去されたシユウ
酸炭素量(g/)を測定しゾーンBで物理的に
分離した。 全部の結果を次表に示す。
【表】 実施例 3 地中海産ボーキサイトをバイヤー法で高温侵食
処理して得られたアルミン酸ナトリウムが減量し
シユウ酸ナトリウムが過飽和した工業液L2を本
発明方法で処理した。 この工業液L2は以下の組成を有していた。 Na2O苛性 200g/ Na2O炭酸塩 22g/ Al2O3 120g/ 有機炭素(C) 5g/ シユウ酸ナトリウム(C) 0.42g/ シユウ酸ナトリウムの臨界過飽和度(C)
0.45g/ この液1000mlにシユウ酸カルシウム10.7gを加
え、全体を撹拌下60℃に6時間維持した。 処理後に得られた懸濁液を過すると液相L4
のシユウ酸炭素濃度は0.38g/であつた。これ
を初期組成に比較すると、0.04g/のシユウ酸
炭素が沈殿により除去されている。 比較として同じ液L2にアニオン性多価電解質
(商標フロージヤータイプ(Floerger−type)
AN934SH)を加えて3種のテストを実施した。 (a) 10mg/g即ち苛性Na2O重量に対して50ppm
の割合で加える。液中のシユウ酸ナトリウムの
臨界過飽和度をシユウ酸炭素量で示すと0.45か
ら0.67g/に移つた。シユウ酸ナトリウムを
溶解してシユウ酸炭素濃度を0.63g/に調整
し、前記条件で液L2をシユウ酸カルシウムで
処理した。得られた懸濁液を過すると液相L
4はシユウ酸炭素0.39g/の濃度を示した。
これは、シユウ酸炭素0.63g/に調整した組
成物に比較してシユウ酸炭素0.24g/が沈殿
して除去されたことを示す。 (b) 20mg/g即ち苛性Na2O重量に対して100pp
mの割合で加える。液中のシユウ酸ナトリウム
の臨界過飽和度をシユウ酸炭素で示すと0.45か
ら0.75g/に移つた。シユウ酸ナトリウムを
溶解してシユウ酸炭素濃度を0.70g/に調整
し、液を前記同様に処理するとシユウ酸炭素が
0.28g/の量で沈殿して除去された。 (c) 60mg/即ち苛性Na2O重量に対して300pp
mの割合で上記多価電解質を加える。液中のシ
ユウ酸ナトリウムの臨界過飽和度はシユウ酸炭
素量で示すと0.45から0.82g/に移つた。シ
ユウ酸ナトリウム溶解してシユウ酸炭素を0.79
g/の濃度に調整し、液を前記同様に処理す
ると、シユウ酸炭素が0.36g/の量で沈殿し
て除去された。 上記3種の比較テストではコントロールテスト
に比較して精製効率が夫々、500、600及び800%
上昇した。 実施例 4 実施例3と同じ産地及び同じ組成の工業液L2
に同じ多価電解質(商標フロージヤータイプ
(Floerger−type)AN934SH)を20mg/加え
た。次に液を245℃に加熱して夫々、8、24、48
及び72時間維持した。各維持時間の経過後、シユ
ウ酸ナトリウムの臨界過飽和度を測定し、実施例
1bのプロトコルで精製テストを実施した。 結果を次表にまとめる。
【表】 表の結果によれば、シユウ酸ナトリウムの臨界
過飽和度の安定性が高いこと、従つて侵食に高温
を用いても経時的凝集効率が良いことが判明し
た。 実施例 5 (図示) 5.6gのシユウ酸バリウムを用い実施例1の工
業液L21000mlをゾーンAで本発明によつて処理
した。対応する媒体を撹拌下60℃で4時間維持し
た。 ゾーンAから出た懸濁液L3を過した。液
L4はシユウ酸炭素を0.39g/含有していた。 再生ゾーンCでバイヤーサイクルから得られた
苛性Na2O40g/の希釈水溶液70mlにケーキS
4を入れた。 ここに(40.5%のBaOを含む)アルミン酸バリ
ウム13.2gを加え、懸濁液を撹拌下80℃で1時間
維持した。 ゾーンDで分離後のケーキS9の固体画分S1
0は除去されたシユウ酸ナトリウムの量に対応
し、処理サイクルの排出固体の総量の約34重量%
を示した。 残りの固体画分S11を精製ゾーンAに再循環
し、新しい液L2(1000ml)の精製に於けるシユ
ウ酸塩の過飽和の不安定化剤として使用した。 液L2の5つのサンプルを用い5回の精製を連
続的に実施した。 処理済液L2について除去されたシユウ酸炭素
量(g/)を示す。 第1精鋭サイクル 0.30g/ 第2〃 0.31g/ 第3〃 0.29g/ 第4〃 0.30g/ 第5〃 0.31g/ 実施例 6 (図示) オーストラリア産ボーキサイトをバイヤー法で
処理して得られたアルミン酸ナトリウムが減少し
シユウ酸ナトリウムが過飽和した工業液を本発明
方法で処理した。 サンプル液L2は以下の組成を有していた。 Na2O苛性 152g/ Na2O炭酸塩 44g/ Al2O3 91g/ シユウ酸炭素(c) 42.5g/ シユウ酸ナトリウム(c) 1.03g/ この液1000mlにゾーンAでシユウ酸カルシウム
1.6gを加えた。全体を撹拌下60℃で4時間維持
した。 ゾーンAで処理しゾーンBで過分離後の液
L4のシユウ酸炭素濃度は0.51g/である。 実施例1及び3と同じく、ゾーンBから出たケ
ーキS4を2つの画分S5,S6に分割した。 画分S5は総量の約60重量%に相当し本発明の
処理サイクルから除去されたシユウ酸ナトリウム
の量を示した。 画分S6をゾーンCでCaO15g/を含む石灰
乳130mlに入れ(80℃で2時間撹拌すると)シユ
ウ酸ナトリウムがシユウ酸カルシウムに変換し得
る。 ゾーンDで分離後、固体画分S9を固相S11
としてゾーンAに再循環し液L2の新しい画分
1000mlの精製に用いた。 前記操作で得られた不安定化剤を順次再循環さ
せて用い液L2の5つのサンプルを前記方法で連
続的に精製処理した。 5回の連続精製処理後に処理済液1000ml当りの
除去シユウ酸炭素量として以下の結果が得られ
た。 第1精製サイクル 0.52g/ 第2〃 0.52g/ 第3精製サイクル 0.50g/ 第4〃 0.53g/ 第5〃 0.51g/ 実施例 7 (図示) 連続作動型工業用パイロツト装置を用い以下の
平均使用条件で本発明方法を3カ月間テストし
た。 総容積500の撹拌反応装置Aに −一方で、以下の組成 Na2O苛性 201.8g/ Na2O炭酸塩 26.6g/ Al2O3 120g/ シユウ酸ナトリウム(C) 0.74g/ を有する工業液L2を50/時で導入し、 −他方で、シユウ酸ナトリウム沈殿物を再利用
処理して得られた乾燥分約34%のシユウ酸カル
シウムを含む含浸固体を630g/時で導入した。 二重ジヤケツト内で熱交換流体を循環させて反
応装置Aの温度を60℃に調整した。 液の平均滞留時間は約6時間であつた。 反応装置Aから出た懸濁液をポンプでフイルタ
Bに輸送し、乾燥分15〜20g/の懸濁液をフイ
ルタBに供給した。 フイルタBから出た液L4は Na2O苛 20.05g/ Na2O炭酸塩 27.2g/ シユウ酸ナトリウム(C) 0.41g/ を含有していた。 フイルタBのケーキS4の質量流量は1000〜
1200g/時のオーダであつた。ケーキS4を2つ
の画便S5,S6に分割した。 画分S5は処理サイクルから除去されたシユウ
酸ナトリウムの量であり、280g/時〜480g/時
であつた。 画分S6は約720g/時の含浸ケーキであり、
80℃に調温された有効容積50の撹拌反応装置(C)
に4g/のCaOを含む石灰乳15/時と同時に
導入された。 2時間維持後、オーバーフロー懸濁液L8をゾ
ーンDで固液分離した。固体画分S9を固相S1
1として精製工程Aに再循環させ不安定化剤(シ
ユウ酸カルシウム)として利用した。 前記の如く本発明方法を用いてバイヤー液を連
続的に処理すると被処理液L21000当り約1.8
Kgのシユウ酸ナトリウム(即ちシユウ酸炭素0.32
Kg)を除去し得る。この値は、三水酸化アルミニ
ウムの晶出中に三水酸化アルミニウムの種晶に対
するシユウ酸ナトリウムの析着を完全に阻止し得
る値であり、工業的に十分な効果をもつ。
【図面の簡単な説明】
図は本発明方法の処理順序と示す概略説明図で
ある。 A……精製ゾーン、B……分離ゾーン、C……
再生ゾーン、D……分離ゾーン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルミン酸ナトリウムの分解後で濃縮以前又
    は以後に採取したシユウ酸ナトリウムで過飽和状
    態のバイヤーサイクルの液の画分に、該液と反応
    するシユウ酸ナトリウム過飽和状態の不安定化剤
    を導入して溶解シユウ酸ナトリウムの沈殿を生起
    することによる前記画分の精製方法であつて、シ
    ユウ酸ナトリウムの沈殿を生起すべくバイヤー液
    に導入される過飽和状態の不安定化剤がシユウ酸
    カルシウムとシユウ酸バリウムとのグループから
    選択されること、及び、一般にフミン質に富むボ
    ーキサイトの高温侵食液の如く液が分解有機物を
    含有する場合には、ポリアクリル酸、ポリアクリ
    ルアミド、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、
    ポリアクリル酸ナトリウムとポリアクリルアミド
    とのコポリマーのグループから選択されたアニオ
    ン性合成多価電解質をバイヤーサイクルの任意の
    一点で前記液に予め導入することを特徴とするバ
    イヤーサイクルの液の少くとも1つの画分の精製
    方法。 2 前記バイヤー液の精製処理を温度20〜80℃好
    ましくは50〜70℃で行なうことを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載のバイヤーサイクルの液
    の少くとも1つの画分の精製方法。 3 処理すべきバイヤー液に導入されるシユウ酸
    ナトリウムの不安定化剤の量は、不安定化剤がシ
    ユウ酸カルシウムのときは0.5〜15g/特に好
    ましくは1.0〜5.0g/であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項又は第2項に記載のバイヤ
    ーサイクルの液の少くとも1つの画分の精製方
    法。 4 シユウ酸ナトリウムの過飽和状態の不安定化
    剤の量は、不安定化剤がシユウ酸バリウムのとき
    は0.5〜25g/特に好ましくは1〜10g/で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項又は
    第2項に記載のバイヤーサイクルの液の少くとも
    1つの画分の精製方法。 5 不安定化剤を導入して得られたシユウ酸ナト
    リウム含有固相の一部を水に少くとも部分的に溶
    解させ次に石灰乳で処理してシユウ酸カルシウム
    を生成すること、及び、前記固相の残りの部分が
    バイヤーサイクルの排出シユウ酸塩となることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項から第4項のい
    ずれかに記載のバイヤーサイクルの液の少くとも
    1つの画分の精製方法。 6 不安定化剤を導入して得られたシユウ酸ナト
    リウム含有固相をアルカリ性溶液中に少くとも部
    分的に溶解させ次にアルミン酸バリウムで処理し
    てシユウ酸バリウムを生成することを特徴とする
    特許請求の範囲第1項から第4項のいずれかに記
    載のバイヤーサイクルの液の少くとも1つの画分
    の精製方法。 7 シユウ酸ナトリウムの溶解温度が沸点以下で
    あり特に好ましくは70〜90℃であることを特徴と
    する特許請求の範囲第5項又は第6項に記載のバ
    イヤーサイクルの液の少くとも1つの画分の精製
    方法。 8 沈殿シユウ酸ナトリウムを含有する固相を溶
    解させる水又はアルカリ性溶液の量が生成アルミ
    ナ1トン当り50〜500l好ましくは100〜200lであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第5項から第
    7項のいずれかに記載のバイヤーサイクルの液の
    少くとも1つの画分の精製方法。 9 沈殿シユウ酸ナトリウムを少くとも部分的に
    溶解するアルカリ性液が20〜80g/のNa2Oを
    含有することを特徴とする特許請求の範囲第6項
    に記載のバイヤーサイクルの液の少くとも1つの
    画分の精製方法。 10 シユウ酸カルシウムとして沈殿したシユウ
    酸ナトリウムが精製すべきバイヤー液の画分に再
    循環される過飽和の不安定化剤として使用される
    ことを特徴とする特許請求の範囲第5項から第7
    項のいずれかに記載のバイヤーサイクルの液の少
    くとも1つの画分の精製方法。 11 シユウ酸バリウムとして沈殿したシユウ酸
    ナトリウムの一部が精製すべきバイヤー液の画分
    に再循環される過飽和の不安定化剤として使用さ
    れること、及び、シユウ酸バリウムの残りの部分
    はバイヤーサイクルの排出シユウ酸塩であること
    を特徴とする特許請求の範囲第6項又は第7項に
    記載のバイヤーサイクルの液の少くとも1つの画
    分の精製方法。 12 バイヤーサイクルの排出シユウ酸塩に相当
    するシユウ酸バリウム部分を公知手段によつて処
    理してアルミン酸バリウムを再生することを特徴
    とする特許請求の範囲第11項に記載のバイヤー
    サイクルの液の少くとも1つの画分の精製方法。 13 M>104グラム/モルの高分子量をもつア
    ニオン性合成多価電解質を三水酸化アルミニウム
    の沈殿工程以前のバイヤーサイクルの液に予め導
    入することを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載のバイヤーサイクルの液の少くとも1つの画
    分の精製方法。 14 バイヤーサイクルの液に予め添加されるア
    ニオン性合成多価電解質は、液中の苛性Na2O重
    量に対して5×10-5〜10-3好ましくは10-4〜3×
    10-4の範囲の重量比で使用されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項又は第13項に記載のバ
    イヤーサイクルの液の少くとも1つの画分の精製
    方法。
JP60137634A 1984-06-25 1985-06-24 シユウ酸ナトリウムの除去によるバイヤーサイクルのアルミン酸ナトリウム溶液の精製 Granted JPS6114124A (ja)

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