JPH0336767B2 - - Google Patents

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JPH0336767B2
JPH0336767B2 JP60262354A JP26235485A JPH0336767B2 JP H0336767 B2 JPH0336767 B2 JP H0336767B2 JP 60262354 A JP60262354 A JP 60262354A JP 26235485 A JP26235485 A JP 26235485A JP H0336767 B2 JPH0336767 B2 JP H0336767B2
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alumina
liquid
trough
seed crystals
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JPS61132514A (ja
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Uerie Moorisu
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Rio Tinto France SAS
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Aluminium Pechiney SA
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Publication date
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Publication of JPS61132514A publication Critical patent/JPS61132514A/ja
Publication of JPH0336767B2 publication Critical patent/JPH0336767B2/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/14—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates
    • C01F7/144—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates from aqueous aluminate solutions by precipitation due to cooling, e.g. as part of the Bayer process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer

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  • Insulating Bodies (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術的領域 本発明は、ボーキサイトのアルカリ侵食を用い
るバイヤー法で得られた過飽和アルカリ性アルミ
ン酸塩溶液から粒径45μｍ未満の小さい粒子を10
％未満しか含まない粗粒アルミナを高い生産効率
で得るための２段階種晶接種による水酸化アルミ
ニウムの沈澱方法に係る。
専門文献にも多くの記載が見られるバイヤー法
は強熱電解によつてアルミニウムに変換されるア
ルミナの極めて重要な製法である。該方法では水
酸化ナトリウム水溶液でボーキサイトを熱処理し
てアルミナを溶解しアルミン酸ナトリウムの過飽
和溶液を得る。鉱石の不侵食残渣を構成する固相
（赤泥）の分離後、アルミン酸ナトリウムの過飽
和溶液に一般には水酸化アルミニウムを接種し
て、三水酸化アルミニウムAl（OH）3の沈澱を生
起する。接種される水酸化アルミニウムを本文中
で以後「種晶（amorce）」と指称する。
ボーキサイトのバイヤー式アルカリ侵食により
三水酸化アルミニウムを製造する工業的方法には
幾つかの種類が有り、一般には２つに大きく分類
される。第１のタイプはヨーロツパ法と指称さ
れ、第２のタイプは米国法と指称される。
ヨーロツパ法によれば三水酸化アルミニウムの
沈澱がアルミン酸ナトリウム水溶液の分解処理の
間に生じる。この分解処理における分解すべきア
ルミン酸ナトリウム溶液は１当りNa2O相当量
130〜170ｇの高濃度の苛性Na2Oを含む。。「苛性
Na2Oの濃度」なる用語は、分解すべきアルミン
酸ナトリウム溶液１当りのNa2Oの総量（ｇ）
を示し、アルミン酸ナトリウムの形態と水酸化ナ
トリウムの形態との双方を含む。このタイプの方
法では分解すべきアルミン酸ナトリウム溶液中に
種晶の機能を果す三水和物を一般に350〜600ｇ／
の量で懸濁させ通常は55℃以下の温度で溶液を
分解する。該方法ではアルミナの生産効率は高く
アルミン酸ナトリウム溶液１当りAl2O380ｇに
達し得る。然しながら、一般には得られた三水酸
化アルミニウムの粒度が微細であるため、〓焼後
に得られたアルミナは粉末状になり、ダストを生
じ易いので強熱電解に向かない。
米国法によれば三水酸化アルミニウムの沈澱が
苛性Na2O濃度の低いアルミン酸ナトリウムの水
溶液の分解によつて行なわれる。苛性Na2Oの濃
度は分解すべきアルミン酸ナトリウム溶液１当
り110ｇ以下である。ヨーロツパ法に比較して、
分解すべきアルミン酸ナトリウムに導入する種晶
Al（OH）3の量は該溶液に対して100〜200ｇ／
の少ない量であるが、逆に分解に用いる温度は高
くなり例えば70℃を用いる。これらの処理条件で
はヨーロツパ法よりも粗粒の三水酸化アルミニウ
ムを得ることができ、これらの粗粒の分級及び〓
焼後に得られるアルミナ（所謂「粗粒砂」）は強
熱電解によるアルミニウムの製造に適した粒度を
持つ。然しながら、逆にこれらの処理条件ではヨ
ーロツパ法よりも収率が大きく低下し「粗粒砂」
アルミナ製造の場合にはアルミン酸塩溶液１当
りAl2O3が通常約50ｇしか得られない。分解すべ
きアルミン酸ナトリウム溶液に対する種晶の機能
を果すAl（OH）3の導入量を増分し分解温度を低
下させて生産効率の向上を改良する方法もテスト
されたが、いずれの場合にも「粗粒砂」粒度のア
ルミナが生成しなくなりより微細粒度のアルミナ
が生成した。
従来技術の状態 この分野での多数の刊行物が示すようにヨーロ
ツパ法で得られる生産効率を実現し同時に米国法
と同等の粗粒の三水酸化アルミニウムを得るため
に、ヨーロツパ法に対しても米国法に対しても数
多くの改良が長年研究されてきた。
その結果提案された方法のうちの幾つかは分解
初期に種晶全量を投入する。この例として米国特
許第3607113号、米国特許第3649184号及び本出願
人のフランス特許公開第2529877号がある。然し
ながら、多くの方法は２段階種晶接種を用いる。
即ち分解初期に少量の種晶を投入し６〜24時間の
経過後に残量を投入する。本発明は２段階種晶接
種法に属する。
２段階種晶接種法の第１の例は米国特許第
2657978号に記載されている。該方法の目的は、
粒度の高い水酸化アルミニウムの生産効率の増加
に有利な方法を提供することであり、種晶の機能
を果す三水酸化アルミニウムを２つの時期に投入
する。第１の時期では粗い粒度の結晶を得るに必
要な量だけ種晶を投入し第２の時期には新しい量
の種晶を導入する。然しながら、報告された結果
によれば生産効率の増加が小さく従つて工業的利
益も小さい。
２段階種晶接種法の別の例（フランス特許公開
第2440916号）は過飽和アルミン酸ナトリウム溶
液の２段階分解を提案している。第１分解段階で
は調整量の微細種晶の懸濁液をアルミン酸ナトリ
ウム溶液に導入する。この段階では温度77℃〜温
度66℃を用いる。次に第２分解段階で第１段階後
の冷却懸濁液により粗い粒度の種晶を十分量導入
する。２つの段階で導入される種晶の量は、添加
された種晶の総量が分解すべき溶液１当り三水
酸化アルミニウム130ｇ〜400ｇに相当するように
選択される。
該特許に記載された生産効率向上の主たる理由
は分解処理とは全く無関係な理由にある。該方法
ではより高度に過飽和の液を分解したと想像され
る。実際には、該方法では多くの理由からヨーロ
ツパ法による分解を用いてヨーロツパ法に近い生
産効率を期待することができない。該特許の実施
例によれば種晶の投入量が極めて少ない。即ち液
１当り400ｇ未満である。これに対してヨーロ
ツパ法では600ｇ／以上であり本出願人のフラ
ンス特許公開第2529877号では2000ｇ／に達す
る。更に分解装置に収容されたアルミナは粗粒を
高い比率で含んでおり従つて種晶の比表面積が小
さい。
最後に分解処理される液の濃度が低い。即ち
Na2O相当量にして125ｇ／である。これに対
してヨーロツパサイクルでは150〜170ｇ／であ
る。生産効率は濃度にほぼ比例して変化する。
フランス特許公開第1391159号及び米国特許第
4305913号は比較的類似した２つの分解方法を提
案している。これらの方法は過飽和アルミン酸ナ
トリウム溶液の多段階分解方法であり温度74℃〜
85℃を用い種晶の導入量は分解すべきアルミン酸
ナトリウム溶液１当り70〜140ｇに選択される。
然しながら、これらの方法では見掛けは好ましい
粒度のアルミナが得られるが生産効率はヨーロツ
パ法に比較してまだ低い。これには少なくとも２
つの理由がある。
−種晶の導入量が極めて少ない。１のアルミン
酸塩に対して大部分のヨーロツパ法では600
ｇ／、本出願人のフランス特許第2529877号
では2000ｇ／に達するのに該方法では200
ｇ／未満である。
−ソーダの濃度が小さい。Na2O相当量にしてヨ
ーロツパ法の分解において150〜170ｇ／であ
るのに比較して140ｇ／（CO3Na2相当量に
して240ｇ／）である。
更にこれらの方法は液に関して並列で固体に関
して直列の２つの回路を含む。従つて種々の品質
の種晶が必要であり結局多数の分級装置又は液／
固分離装置が必要である。このため設備投資が高
く操作が比較的複雑である。
ヨーロツパ法と米国法との夫々が１つずつしか
達成できない特徴を同時に達成し得る過飽和アル
ミン酸ナトリウム分解方法、即ち高い生産効率で
粗い粒度のアルミナ（粗粒砂タイプ）を生成し得
る方法の研究も多い。然しながら、当業者はこれ
までに提案された方法がいずれも不完全で不十分
であると判断せざるを得ない。何故なら許容粒度
のアルミナを得るためにはアルミナの生産効率の
低下を甘受せざるを得ないので工業的に採算が合
わないからである。
例えばフランス特許第2318113号（CA1098284）
ではヨーロツパサイクルに近い生産効率で粗粒の
アルミナを製造する方法を開示している。然しな
がら、この方法では凝集段階を含まないので結晶
の増大は大部分が結晶成長によつて得られるもの
である。結晶成長によつて得られたアルミナが、
結晶の種晶凝集と結晶成長との双方によつて得ら
れたアルミナよりはるかに脆性であることは否定
できない。
本出願人はフランス特許公開第2529877号（ペ
シネーPECHINEY）において45μｍ未満の粒子
が10％以下である三水酸化アルミニウムを高い生
産効率で製造する方法を提案した。該方法によれ
ばカスケード式連続段階を含むバイヤー法の分解
ゾーンで乾燥分濃度が高い（アルカリ性アルミン
酸塩溶液に対して乾燥分少なくとも700ｇ／好
ましくは800〜2000ｇ／の）懸濁液を製造し該
分解ゾーンで非選択粒度の三水酸化アルミニウム
結晶を種晶として接種し最終分級ゾーンで粗い粒
度の部分を生産物として分離し残留懸濁液を再度
分離後非選択種晶として分解ゾーンで再利用す
る。
最後にヨーロツパ特許出願EP−Ａ−102403号
では連続５段階を含む方法を開示しておりその１
つの具体例は２段階種晶接種を用いる。
該方法によればNa2CO3相当量として200〜300
ｇ／の濃度の水酸化ナトリウムと混合した過飽
和アルミン酸ナトリウム溶液を温度80℃〜65℃で
直列に組み立てられたカスケード式凝集装置に通
し酸化アルミニウムの一部を酸化アルミニウム水
和物として添加する。このプロセス中に第１凝集
装置では種晶の微細結晶の懸濁液を添加し第１凝
集装置での酸化アルミニウム（Al2O3）相当量と
してのアルミン酸塩に対する固体物質含量を10〜
50ｇ／にする。凝集物を含有するアルミン酸ナ
トリウム溶液を次に直列式結晶化装置の第１のカ
スケードに通し水酸化アルミニウムの一部を撹拌
する。これにより各結晶化装置内で全容量の80％
以上が高い固体物質含量を有し残りの容量の上流
部が酸化アルミニウム（Al2O3）相当量として固
体物質含量20ｇ／未満特に３ｇ／未満を有し
溶液の上流部と下流部とが混合後に次の結晶化装
置に流入するように構成されている。最終結晶化
装置では第１結晶化装置からきた液流と第１のカ
スケード式結晶装置で形成された酸化アルミニウ
ム水和物とが合流し温度55℃〜45℃に冷却され
る。合流した液流は直列式結晶化装置の第２のカ
スケードで攪拌され各結晶化装置では総量の80％
以上が高い固体物質含量を有し、残りの量の上流
部が酸化アルミニウム（Al2O3）相当量で示す固
体物質含量20ｇ／未満特に３ｇ／未満を有す
る。最後に第２のカスケード式結晶化装置の最終
結晶化装置から抽出される懸濁液中の結晶は微細
なまた時には中程度の粒度の接種用結晶と粗粒結
晶残渣とに分別される。この方法では三水和アル
ミナの結晶の生産効率はAl2O3相当量で示すと80
ｇ／である。
この生産効率は悪くはないが以下の理由による
制約をうけている。即ち分解装置内を通るアルミ
ナが生産物として採取される画分を含む。従つて
この画分は必然的に粒度が粗く比表面積が小さ
い。分解反応の速度は存在する種晶の表面積に正
比例するのでこのような種晶は効率が低い。
発明の目的 本発明の目的は（Al2O3相当量で示して85〜
87.5ｇ／に到達する）高い生産効率と、アルミ
ニウム製造業者の要求に適合する粒度（45μｍ以
下のグレーンが実質的に10％未満）と、アルミナ
の〓焼、輸送及び使用特に電解工場での使用のと
きに好ましくない微粉の形成を低減し得る粒子の
「凝結性」とを同時に達成するような三水和アル
ミナの連続的製法を提供することである。
本発明方法の特徴は直列に配置されたカスケー
ド式トラフ内で実施される３つの連続段階を含む
ことである。第１段階即ち凝集段階ではアルミナ
微細粒子が凝集してより大きいサイズのグレーン
を形成する。第２段階では粗粒グレーンを選択的
に保持しグレーンの強化と粒度の増大とを確保
し、生産物全量が該段階で抽出される。最後の段
階では比表面積の大きい微細種晶を多量に添加し
て液を消耗させる。この最終段階では第１段階用
種晶との液の消耗用種晶との双方が得られる。
第１図はカスケード式連続トラフを用いる方法
の概略説明図である。判り易いように少数のトラ
フしか図示しない。粗粒の選択的保持を実行する
手段の１つたる「流動床」が形成されるように選
択的保持トラフへの供給が底部から行なわれるこ
とに注目されたい。
第１段階所謂凝集段階ではNa2O等価濃度が
110〜175ｇ／でアルミナ／苛性Na2O重量比
1.10〜1.20オーダの従来のアルミン酸塩液をトラ
フＢ１に導入する。温度は65℃〜80℃で一般には
70℃〜75℃である。
比表面積の大きい微細種晶（例えば粒子の50％
が＜45μｍ）をアルミン酸塩溶液に接種する。こ
の種晶は後述するごとく第３段階所謂液の消耗段
階から得られる。この凝集段階は温度65℃〜80℃
（平均70℃）で６〜20時間（平均８〜10時間）維
持される。種晶の使用量はアルミン酸塩１当り
三水和物20〜120ｇ、平均で30〜50ｇ／にする。
上記の温度及び種晶接種条件を使用すると核形
成率が低いこと及び核凝集率が高いことの２つの
理由から分解開始後数時間で粗粒のアルミナが得
られる。
トラフＢ１内ではアルミン酸液が上から下に向
かつて流れる。このため懸濁液がトラフ内で「膨
張」し易く従つて該トラフ内での三水和アルミナ
懸濁液の濃度は入口及び出口での濃度より小さ
い。更に撹拌手段を備えていないため粗粒の滞留
時間従つて濃度は微粒に比較して小さく凝集には
有利に作用する。
第２段階ではアルミン酸塩の分解速度を促進す
るために50℃〜65℃（平均60℃）のオーダの低い
温度が10〜25時間（平均15時間）維持される。ト
ラフ内の乾燥分濃度が300ｇ／より大きく、好
ましくは400〜800ｇ／になるように処理する。
（「乾燥分」なる用語はAl（OH）3相当量の乾燥三
水和アルミナを意味する）。
第２段階の本質的特徴はアルミナが粒度に基い
て選択的に保持され三水和物の微細な粒子の迅速
な通過と粗い粒子の滞留時間の延長とが達成され
粒子の増大と強化との双方が確保されることであ
る。粗粒グレーンの選択的保持は適当な手段、例
えばフランス特許第1187352号（ソシエテ・デレ
クトロシミイ・デレクトロメタルルジイ・エ・デ
ザシエリイ・エレクトリツク・ドユジーヌSte
d'Electrochimie−d'Electrometallurgie et des
Acieries Electrics d'Ugine）に記載の流動床法
で得られる。
すなわち該方法は、上記特許のクレームに記載
のように、有機または無機の物質の微細結晶から
所定の選択粒度の凝集体を連続的に形成するため
に、流動床の形態で連続移動する同じ物質の過飽
和溶液中に前記物質の個々の結晶を導入すること
によつて結晶を融合させる方法であつて、凝集す
べき結晶を相互に接触可能な状態、即ち十分に近
接した状態で十分な時間保持しながら物質を一定
量ずつ連続的に供給することによつて溶液を過飽
和状態に維持することを含む方法である。
この方法においては、この流動床は、上昇液体
中の平衡結晶懸濁液であると定義できる。かかる
流動床には種々の粒径の結晶が存在し、結晶の粒
径及び濃度は下から上に向つて減少していく。流
動床の高さは液体の上昇速度の関数である（上記
特許第２頁右欄第６〜13行）。
装置に過飽和溶液を満たし、その結晶を融合さ
せるべき物質を供給する。この溶液は適当な速度
で装置を下から上に連続的に通過する。所望の過
飽和レベルを維持するために物質を連続的に一定
量ずつ供給して溶液を不断に再生する必要があ
る。物質の供給は、物質自体を生成し得る反応体
を装置に導入することによつて行なうのが特に好
ましい（上記特許第２頁右欄第40〜50行）。
このようにして、装置内の結晶が流動化するよ
うに過飽和液体の上昇速度を調節する。この速度
はまた、限界速度より小さい値でなければならな
い。限界速度とは、その速度以上になると凝集す
べき結晶間の間隔が大きくなつて結晶間の融合が
不可能になるときの速度と定義する。液体の上昇
速度以外の手段によつて流動床の攪拌状態を変え
ることができ、この攪拌状態は、結晶の融合が常
に可能であり且つ形成された凝集体が崩壊しない
状態でなければならない（上記特許第３頁左欄第
１〜12行）。
この第２段階即ちアルミン酸塩の高速分解速度
特性（cinetique）が維持されたゾーンでの滞留
時間の延長により得られる粗粒グレーンの選択的
保持段階ではアルミナが粗粒グレーンに選択的に
沈澱しその結果粒度分布図がアルミナ粗粒グレー
ン側に変形し、形態係数（facteur de forme）
が高くなることによつてグレーンが強化される。
グレーンは脆い不規則な形態から耐摩砕性の高い
円味のある形態に変化する。凝集と肥大とが順次
生じて得られたグレーンが特に稠密であることは
よく知られている。
グレーンの粒度と形態との双方に関する前記の
ごとき改良を得るには50〜60μｍ以上の平均粒径
をもつ三水和アルミナグレーンを選択的に保持し
てトラフ内の平均滞留時間をアルミン酸塩液の平
均滞留時間の２倍以上好ましくは５〜10倍にす
る。これによりトラフの上部での液の上昇速度を
0.5〜３ｍ／時好ましくは１〜２ｍ／時に維持し
得る。
注目すべきはこの最後の粗粒アルミナの選択的
肥大メカニズムがシユウ酸塩析出物及びその他の
有機不純物に敏感でないことである。これは不純
物に敏感な唯一の凝集メカニズムのみに依存する
粒度調整方法に比較して有利である。更にアルミ
ナ析出物はグレーンにより円味のある形態を与え
ることによつて操作中の脆性を低下させグレーン
の凝結性を改良する。本文中の「強化
（consolidation）」なる用語はこのことを意味す
る。
実際には第２段階の連続トラフＢ３には直前の
トラフのオーバーフローが底部から供給される。
但し第１のセメンテーシヨン（cementation）ト
ラフＢ２には芽晶（germination）トラフＢ１の
下部から採取された液が供給される。この段階で
はトラフＢ１で生じることと対照的に、上昇流は
懸濁液を収縮させ懸濁液の濃度が実質的に増加す
る。ことことが生産効率の上昇につながる。
粗流グレーンの選択的保持のためにいかなる技
術を使用するかに関わりなく生産物Ｐはこの段階
で完全に採取される。これが本発明方法の独創的
な特徴である。即ち本発明方法の特徴は、45μｍ
未満の微細物質の濃度が５％未満であること及び
トラフNo.１に導入されるアルミン酸塩液１m3当り
の（Al2O3相当量で示す）収量が85Kgを超過し得
ることである。
生産物は第２段階の各トラフから抽出してもよ
く又は第２段階の最終トラフのみから抽出しても
よい。後者の場合、１つのトラフから次のトラフ
への粗粒の移行を確保する必要がある。
第３段階所謂液の消耗段階（トラフＢ４，Ｂ
５，Ｂ６）の特徴は比表面積の大きい微細種晶を
多量（懸濁液１当り三水和物400〜800ｇ平均で
750ｇ／）に供給することである。温度を45℃
〜55℃（平均50℃）に固定して第３段階を10〜20
時間（平均15時間）常時撹拌下で持続する。
最終トラフＢ６の出口で乾燥分濃度が約800
ｇ／の懸濁液を採集する。該懸濁液は45μｍ未
満の微細粉末を約45％含有する。これを常法でろ
過分離すると（アルミン酸ナトリウムの濃度が重
量比約0.57に低下した）消耗液と三水酸化アルミ
ニウムとが得られる。前者は濃縮されたボーキサ
イト侵食段階で再利用される。後者の一部少量は
（約1/10）（有機化合物特にシユウ酸ナトリウムを
除去すべく）洗浄後、第１芽晶段階で種晶として
使用され、残部は液の消耗ゾーンの入口で種晶と
して再利用される。洗浄後の種晶分画を第１段階
で全量添加してもよく又は第１段階の初期に添加
する微細種晶と第２段階の初期に添加する中粒種
晶とに分級してもよい。
実施例 バイヤーアルミナ製造の工業用装置に侵食によ
り得られた過飽和アルミナ酸ナトリウム溶液を導
入する。該溶液は以下の組成（重量パーセント）
のフランス産ボーキサイトとオーストラリア産ボ
ーキサイトとの混合物を245℃で侵食して得られ
た。
ボーキサイト 組 成 フランス産 オーストラリア産 燃焼減量 13.47 23.88 SiO2 5.3 5.3 Al2O3 52.5 54.8 Fe2O3 24.0 13.0 TiO2 2.7 2.6 CaO 1.8 0.05 V2O5 0.08 0.04 P2O5 0.20 0.08 有機Ｃ 0.15 0.25 分解されるアルミン酸ナトリウム溶液は以下の
重量組成を有していた。
苛性Na2O 160ｇ／ 炭化Na2O 18ｇ／ Al2O3 181ｇ／ Al2O3／苛性Na2O 1.13 有機Ｃ 12ｇ／ この分解すべきアルミン酸ナトリウム溶液を温
度70℃で120m3／時の割合で凝集トラフに導入し
た。同時に消耗段階から採取され有機物（シユウ
酸塩）を除去すべく予洗浄された種晶を45Kg／m3
添加した。
凝集トラフに平均８時間滞留後のアルミン酸塩
液全量をトラフの底部から抽出し熱交換器に通し
て温度60℃にし第２ゾーンの第１トラフの下部に
導入した。
第２ゾーンは直列の３つのトラフを含んでおり
液を18時間滞留させる。これらのトラフに対して
は液を下部から供給しフランス特許第1187352号
に記載の流動床の原理を利用した。トラフの上部
への液の見掛け上昇速度は1.6ｍ／時であつた。
この速度では粒径60μｍを上回るグレーンをトラ
フのオーバーフローに誘導できないのでこれらグ
レーンはアルミナ生産物として採集されるまでト
ラフに滞留する。トラフ内のアルミナの量は懸濁
液１当り650ｇであり粒径60μｍ以上のグレー
ンの平均滞留時間は液の滞留時間の約４倍〜５倍
である。逆に粒径60μｍ未満のグレーンの滞留時
間は粒径が小さい程液の滞留時間に近くなる。生
産物として採集されるアルミナはサイクロン装置
を用いて抽出される。
このゾーンからでる液は約20ｇ／の微細アル
ミナを懸濁させている。該液を50℃に冷却し1090
Kg／m3（即ち懸濁液１当り750ｇ／）の微細
種晶と混合した。該種晶は45μｍ未満のグレーン
を40％含有し比表面積820cm2／ｇである。この懸
濁液を16時間の滞留時間を確保するトラフ内で撹
拌し次にろ過する。アルミナを第３段階の入口に
種晶として再循環するが、但しその前にアルミナ
の一部少量を採取しておきこれは洗浄後第１段階
の種晶として使用する。Al2O3／苛性Na2Oの比
が1.13から0.57に低下したろ過後の液を蒸発装置
に再循環し次に新しい量のボーキサイトの侵食に
用いる。
結果を以下に要約する。
アルミン酸液の生産効率：導入した出発アルミン
酸液に対してAl2O387.5Kg／m3 アルミナ生産物の粒度： 累積通過：45μｍ 64μｍ 96μｍ 128μｍ ３％ 14％ 58％ 92％ フオルシテーハートウイグ（Forsythe−
Hertwig）試験の修正試験による〓焼産物の摩砕
指数：11 （注：該方法は以下の刊行物に記載されている） ダブリユ・エル・フオルシテ及びダブリユ・ア
ール・ハートウイグ（FORSYTHE W.L.＆
HERTWIG W.R.）流体分解触媒の磨砕特性
（Attrition characteristics of fluid cracking
catalyst）インド・アンド・エンジ・ケム（Ind.
and Engr.Chem.）41、p.1200−1206 結 論 本発明の使用により45μｍの物質を３％しか含
まない優れた粒度品質のアルミナの製造が可能で
ある。
液の生産効率は微細アルミナが産生されるヨー
ロツパ法に匹敵する。
【図面の簡単な説明】
第１図はカスケード式連続トラフを用いる本発
明方法の該略説明図である。 Ｐ……生産物、Ｂ１……芽晶トラフ、Ｂ２，Ｂ
３……セメンテーシヨントラフ、Ｂ４，Ｂ５，Ｂ
６……消耗トラフ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ バイヤー法によるボーキサイトのアルカリ侵
    食から得られた過飽和アルミン酸ナトリウム溶液
    を一連のカスケード式トラフ内で沈澱させて粗粒
    アルミナ所謂「粗粒砂」を２段階種晶接種を用い
    て高い生産効率で製造する方法に於いて、 第１段階即ち凝集段階ではNa2O等価濃度110
    〜175ｇ／かつアルミナ／Na2O重量比が1.10〜
    1.20の範囲である過飽和アルミン酸塩液を温度65
    〜80℃でトラフに導入しアルミン酸塩１当り20
    〜120ｇの量の洗浄済種晶を接種すること、 第２段階では、乾燥分濃度が懸濁液１当り
    300〜800ｇとなるように、またトラフの上部での
    液の上昇速度を0.5〜３ｍ／時間の範囲で調節す
    ることにより50〜60μｍ以上の平均粒径をもつ粗
    い結晶の平均滞留時間がアルミン酸塩液の平均滞
    留時間の２倍以上となるように、50〜60μｍ以上
    の平均粒径をもつ三水和アルミナの粗い結晶をト
    ラフ内に選択的に保持すること、 前記第２段階中に又は第２段階終了時にアルミ
    ナ製造用の三水和アルミナ全量を抽出すること、 第３段階所謂液消耗段階では懸濁液１当り
    400〜800ｇ即ち液１当り480〜1200ｇの量で種
    晶を導入すること、 第３段階終了時に消耗アルミン酸塩液と極めて
    微細なグレーンの三水和アルミナとを分離し前者
    を公知通りに再利用し後者の一部少量を洗浄後に
    凝集段階の種晶として再利用し残り全量を液消耗
    段階の種晶として再利用すること を特徴とする方法。 ２ 洗浄後の種晶分画が第１段階の初期に全量添
    加されてもよく、又は第１段階初期に添加される
    微細種晶と第２段階初期に添加される中粒種晶と
    に分級されてもよいことを特徴とする特許請求の
    範囲第１項に記載の方法。 ３ 第２段階が温度50℃〜65℃で実施されること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。 ４ 第２段階での液の平均滞留時間が10〜25時間
    であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の方法。 ５ 第２段階で乾燥分濃度が懸濁液１当り400
    〜800ｇであることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項に記載の方法。 ６ 第２段階で50〜60μｍ以上の粒径の三水和ア
    ルミナグレーンの平均滞留時間がアルミン酸塩液
    の平均滞留時間の５〜10倍であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の
    方法。 ７ トラフ内の液の平均上昇速度が好ましくは１
    〜２ｍ／時であることを特徴とする特許請求の範
    囲第１項又は第６項に記載の方法。 ８ 第３段階が温度45℃〜55℃で実施されること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。 ９ 第３段階の持続時間が10〜20時間であること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
    法。 １０ 第３段階で導入される比表面積の大きい種
    晶の量の40重量％以上が45μｍ未満のグレーンか
    ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の方法。
JP60262354A 1984-11-22 1985-11-21 ２段階種晶接種による粗粒アルミナの製法 Granted JPS61132514A (ja)

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