JPH0343211B2 - - Google Patents

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JPH0343211B2
JPH0343211B2 JP58053438A JP5343883A JPH0343211B2 JP H0343211 B2 JPH0343211 B2 JP H0343211B2 JP 58053438 A JP58053438 A JP 58053438A JP 5343883 A JP5343883 A JP 5343883A JP H0343211 B2 JPH0343211 B2 JP H0343211B2
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Alusuisse Holdings AG
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    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
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    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/44Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water
    • C01F7/441Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination
    • C01F7/442Dehydration of aluminium oxide or hydroxide, i.e. all conversions of one form into another involving a loss of water by calcination in presence of a calcination additive
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Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は周知の方法で調製された後研摩、ラツ
プ仕上げおよびみがきの材料または耐火用として
の使用に有利に適している粗い結晶性アルミナの
製造方法に関する。 従来技術 研摩材工業においてはFEPA(欧州研摩材製造
業者連盟)のスケールで粒子の大きさが800ない
し200(平均粒子寸法10−70μに相当する)の単結
晶コランダムに対する需要が非常に多い。 所望の単結晶コランダムを直接アルミナから製
造し、したがつて高価でかつ技術的に融解および
焼結工程の使用を伴つた方法を回避することは根
本的に可能であるとしばしば指摘されてきた。し
かしながら、今日まで得られた結晶の寸法が不十
分であるためおよび/または結晶が極端にうすい
板状晶癖であるために経済的に許容できる成果は
何も得られていない。 本発明はこれらの困難を克服するものである。
本発明によるアルミナは厚い板状コランダム結晶
からなり、それは自然の結晶面をもち、上述の粒
子範囲で生成しかつ経済的に製造できる。 アルミナは、ボーキサイトを苛性ソーダ液に浸
漬し液中で水酸化アルミニウムが約100μの大き
さにまで凝集した形で沈澱するバイヤー法によつ
て大規模に通常製造される。水酸化アルミニウム
は回転炉または流動層炉におけるか焼によつてア
ルミナに変えられる。 この方法で製造されたアルミナは上述の目的に
は使用できず、あるいは極く限られた使用のみで
ある(例えばみがき材としては可能である)。 特に研摩材やラツプ仕上げ材の特性を示すアル
ミナ製品をバイヤー法を経て生産する試みがない
わけではなかつた。少量のいわゆるか焼剤または
鉱化剤を添加してα−アルミナへの変態を早めお
よび/または変態がおこる温度を下げることが知
られている。同時に粒子の粒度分布をより大きい
粒子の方に移動できる。この点について効果的な
ものは単独または組合せたハロゲン化物、特にフ
ツ化物NaF、CaF2、AlF3およびNa3AlF6、ホウ
素、バナジウムおよびりんの化合物である(例え
ばドイツ特許またはドイツ特許出願のDE−AS
(ドイツ特許出願公告番号)1041853、DE−
AS1159418、DE−AS1767511、DE−OS(ドイツ
特許出願公開番号)2623482参照)。DE−
AS1159418によればキルンまたは炉の雰囲気中の
0.2〜0.3%のフツ化水素は同じ効果がある。 α型水酸化アルミニウムに変わる温度および粒
子の大きさはある範囲内で生産量の割合、加熱速
度および弗素化合物の種類および量によつて変え
ることができる。 接種剤(すでにか焼した産物)フツ素を含んで
いる添加物および60μ以上のコランダム結晶の水
酸化アルミニウム集塊の使用を伴うDE−AS(ド
イツ特許出願公告)2850064の複式結晶化によれ
ば、C軸に直角な最大寸法として直径Dが16μか
ら最大250μ、直径と高さの比D/Hが3〜7(こ
こに高さHはC軸に平行な最大寸法を指す)であ
るα−Al2O3を製造するのは可能である。 種結晶を用いない方法においては、極端にうす
い板状の六方晶癖のα−Al2O3結晶しか得られて
いない。結晶は最も良い場合直径Dが25μである
が、大部分は約10μである。調べたいくらかの試
料では高さHは直径の約1/4で80%以上の結晶で
は高さHは直径Dのわずか1/6ないし1/10である。 研摩、ラツプ仕上げ及びみがきの目的に対する
このような結晶の欠点は粒子寸法が小さすぎおよ
び/または特に高さに対する直径の比D/Hが大
きいことにある。直径が10μより小さい板状のコ
ランダム結晶はほとんど表面処理工業に使用され
ない。直径は大きいがD/H比の高い結晶は研摩
材として特にラツプ仕上げ材や磨き材として使用
中に容易に崩壊し、不ぞろいの形状のカツテイン
グエツジを形成する。自然の結晶の存在およびカ
ツテイングエツジの割合が高いことにより全粒子
が一定のカツテイング形状を有する単結晶粒子の
利点はこのような粒子のばらつきによつて少なく
とも一部は除かれてしまう。 この理由のために、水酸化アルミニウムのか焼
によつて作られたアルミナ製品は今までに表面処
理の用途に期待して受け入れられてはいない。 発明の開示 本発明の目的はか焼したアルミナから有利な単
結晶の研摩材、ラツプ仕上げ材および磨き材を製
造することである。特に直径Dが平均で凡そ10μ
に等しいかこれよりも大きく同時にD/Hの比が
小さい結晶を製造することを意図する。 本発明の方法は結晶の平均直径が10μまたはこ
れ以上である粗い結晶性アルミナα−Al2O3をか
焼によつて製造する方法であつて、乾式吸収に使
用したアルミナを出発材料として用いることを特
徴とする。 乾式吸収アルミナはアルミニウム工業の還元工
程中に放出される廃棄ガス(ガス、蒸気、ダク
ト)を乾式洗浄するために用いられるアルミナと
して理解される。乾式吸収に使用したアルミナは
すでにガス洗浄に使用されたものであり、したが
つて洗滌工程中に吸収したすべての不純物を含む
アルミナである。 洗滌工程は概略次の通りである:アルミニウム
の電解生産中電解槽に存在する揮発性成分および
化合物の形で放出された少量の元素は乾式吸収ア
ルミナによつて吸収される。乾式吸収に使用した
アルミナは次いで殆んどすべてのナトリウムおよ
びフツ素が帰つてくるところの還元電解槽に供給
される;このことは非常に望ましいことであるが
同時にこの循環工程中に濃縮した不純物もまた電
解槽にもどつてきてその結果アルミニウムの品質
を低下させる。 一般にアルミナは基本的にその物理的特性によ
つて二種の主要グループすなわち砂状アルミナと
粉状アルミナに分類される。「砂状」および「粉
状」という語はアルミナの形状を象徴する特徴を
示している。これらの主要グループとは別に上述
のアルミナの両方の色々な程度の特性を示す中間
のアルミナもまた存在する。 中間のアルミナを砂状アルミナと識別する特徴
は小さい粒子すなわち44μに等しいかこれより小
さい粒子の部分が砂状アルミナより多いこと及び
非常にダストを創りやすいことである。 粉状アルミナについてはか焼の程度が高く、し
たがつて加熱の際の重量減および比表面積
(BET法による)が少ない(重量減は0.25%以
下、比表面積は1〜2m2/gである)。砂状アル
ミナのか焼の程度は低く、重量減は約0.5−1%
で比表面積(BET法による)は凡そ30〜60m2
gである。 アルミニウム生産における乾式吸収工程用には
このような比表面積(BET法による)の大きい
アルミナだけが用いられる。か焼条件によつてこ
れらのアルミナはα−Al2O3(コランダム)が10
〜60%を示す。しかしながらα−Al2O3の量が6
〜15%であるアルミナが好ましい。 アルミニウムの溶融塩電解法に関して乾式吸収
の目的に使用された後これらアルミナは分析上例
えば第表に示すような各元素の濃度を示すこと
がわかつた。
【表】 存在するこれらの元素の量は勿論乾式吸収アル
ミナが使用されていた時間の長さに依存する。 乾式吸収に使用したアルミナは通常は還元槽に
供給される(乾式吸収に使用したアルミナの一時
収容および/またはこのアルミナの還元槽あるい
は槽上にあるアルミナ貯槽え断続供給して)か
ら、精錬所の管理者は還元槽中の不連続汚染をさ
けるためにこのアルミナの汚染の程度をできるだ
け低めようとする。 本発明の一層の特徴として(汚染の程度すなわ
ち最終産物の量および所望の結晶の大きさによつ
て)結晶化を促進するために乾式吸収に使用した
アルミナに鉱化剤および/または助剤を添加する
と有利であることがわかつた。この点について特
に有用であるのはX(BF4)n型の鉱化剤化合物
であり、ここにXはNH4および金属元素特に原
子価1および2の金属元素を表わし、nはXの原
子価の値である。 一方冒頭に述べた粗い結晶性アルミナを製造す
る方法において乾式吸収に使用したアルミナを鉱
化剤および/または結晶化剤として用いること及
び水酸化アルミニウムを用いることもまた本発明
の範囲内である。 実施例 本発明の一層の利点、特徴および詳細は以下の
好ましい例示具体例の説明から明らかとなる。 各重量50gのチヤージを固定式の炭化ケイ素棒
電気炉中1300℃でか焼下した。総ての試験に用い
た出発材料は第表の乾式吸収にわずかだけ使用
したアルミナ型であつた。 実験室試験の結果を第表に示す。
【表】
【表】 第表に試験1から得られた産物の組成を示
す。全試験の産物はD/H比が1ないし3の凝集
した厚い板状のα−Al2O3結晶からできていた。
第1図に600倍に拡大した結晶の代表的な集塊を
示す。
【表】 第1図(矢印)からわかるように、結晶はある
程度渦巻様の成長特性を示す(これは結晶成長が
まだ終つていないというしるしである)。 工程の当初におけるアルカリ含有量が高たつた
にもかかわらず、驚くべきことにβ−相
(Al2O3、NaO・11Al2O3)が形成されている形
跡は殆んどなかつた。X線検査によると本発明の
工程によつて作られたか焼最終産物は殆んど完全
なコランダム、α−Al2O3である。β−Al2O3
渉002(CuK〓、d=11.3Å)は全試料中にわずか
に検出できるだけかあるいは全く見られなかつ
た。β相がなければ結晶は透明でかつ不均一性が
ない。X線図表におけるα−Al2O3の線はすべて
シヤープであつて、このことは欠点のない結晶で
あるしるしである。 もし乾式吸収アルミナの供給割合が増加して
も、生産されるα−Al2O3結晶は粗大であると期
待できる。 粒子の集塊は周知の方法を使用して容易に分離
されかつ単結晶部分に分別される。したがつてこ
れら結晶は磨き材、ラツプ仕上げ材および研摩材
として使用できる。 産業上の利用可能性 本発明による方法は、技術上の利益に加えて特
に経済的な利益を提供する:粗い結晶性アルミナ
を製造するために乾式吸収に使用したアルミナを
出発材料として用いることによつて製造工程中に
特別な段階を伴う費用のかかるか焼剤および/ま
たは鉱化剤を添加する必要が省略される。この目
的のために供給されるアルミナの一部をとめるこ
とによつてアルミニウムの汚染は少し低減する。
【図面の簡単な説明】
第1図は600倍に拡大した厚い板状のα−
Al2O3結晶の代表的集塊である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 10μより大きいか又は等しい結晶の平均の直
    径を有する粗い結晶性アルミナ、α−Al2O3をか
    焼によつて製造する方法において、 アルミニウム工業の還元工程において放出され
    る廃棄ガスを乾燥洗浄するのに用いられたアルミ
    ナを出発材料として用いることを特徴とする、前
    記方法。 2 出発材料のアルミナに、鉱化剤、特にフツ素
    および/またはホウ素を含む鉱化剤を添加する、
    特許請求の範囲第1項記載の製造方法。 3 出発材料のアルミナに、水酸化アルミニウム
    を添加する、特許請求の範囲第1項または第2項
    記載の製造方法。 4 X(BX4)nが鉱化剤として使用され、ここ
    にXはNH4および金属元素特にNaおよびKを、
    そしてnはXの原子価の値を指す、特許請求の範
    囲第2項記載の製造方法。 5 出発材料のアルミナの占める割合が10%以上
    である、特許請求の範囲第3項記載の製造方法。
JP58053438A 1982-03-29 1983-03-29 粗い結晶性アルミナの製造方法 Granted JPS58181725A (ja)

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CH1911/82-0 1982-03-29
CH191182 1982-03-29

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JPS58181725A JPS58181725A (ja) 1983-10-24
JPH0343211B2 true JPH0343211B2 (ja) 1991-07-01

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EP (1) EP0090767B1 (ja)
JP (1) JPS58181725A (ja)
AT (1) ATE27441T1 (ja)
AU (1) AU561263B2 (ja)
CA (1) CA1217030A (ja)
DE (2) DE3212297C2 (ja)
NO (1) NO160201C (ja)
ZA (1) ZA832032B (ja)

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EP0090767B1 (de) 1987-05-27
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