JPH05279020A - 水酸化アルミニウム及びアルミン酸ソーダ溶液の精製法及びその精製法を利用した印刷版用アルミニウム支持体の表面処理方法 - Google Patents
水酸化アルミニウム及びアルミン酸ソーダ溶液の精製法及びその精製法を利用した印刷版用アルミニウム支持体の表面処理方法Info
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Abstract
どにおいて、製造に使用するアルミン酸ソーダ溶液中の
不純物を簡単かつ安価に除去し、純度の高い水酸化アル
ミニウム結晶及び精製アルミン酸ソーダ溶液を得ること
である。 【構成】 過飽和のアルミン酸ソーダ溶液中のカルシウ
ムを5ppm未満に除去するか、あるいは該溶液中の不
純物を遠心沈降機により除去し、その後加水分解反応を
起こし、アルミン酸ソーダ溶液から水酸化アルミニウム
を晶析させ、水酸化アルミニウムからアルミナを製造す
る。あるいはアルミン酸ソーダ溶液から苛性ソーダを分
離し表面処理液に混合して処理液中のアルミニウムイオ
ン濃度を所定の濃度に保ち、アルミニウム材の表面処理
を行う。
Description
びアルミン酸ソーダ溶液の精製方法に関するものであ
る。また本発明は、該精製方法を利用して、過飽和のア
ルミン酸ソーダ溶液から水酸化アルミニウムを晶析させ
ると共に、水酸化ナトリウム溶液を再使用して得たアル
ミニウムイオン濃度を所定の濃度に保つアルミン酸ソー
ダ溶液を使用して行うアルミニウム材の表面処理方法に
関するものである。
板は、機械的にあるいは電気化学的に粗面化する前後に
アルミニウム板の表面を苛性ソーダを用いてエッチング
する。その他例えば、電気化学的に粗面化する工程では
硝酸、並びに塩酸が、また陽極酸化工程では硫酸が使用
されるなど多様な処理液が支持体の表面処理に用いられ
ている。このような表面処理に使用する処理液中のアル
ミニウムイオン濃度によって、処理された支持体の処理
後の表面形状などが大きく異なり、液中のアルミニウム
イオン濃度が支持体の品質に及ぼす影響は大きい。ま
た、平版印刷版用支持体にはアルミニウム板の他アルミ
ニウム合金板が用いられているため、表面処理に使用す
る処理液中にはアルミニウム以外の不純物が多く含まれ
得る。
ン濃度が印刷版用アルミニウム支持体の品質に及ぼす影
響は大きいので、処理液中のアルミニウムイオン濃度は
所定の濃度に一定に保つことが重要である。アルミニウ
ム濃度を一定に保つために従来は処理系内の処理液を系
外に排出してアルミニウムイオン濃度を一定に保つか、
特開昭57−192300号公報に記載されているよう
にイオン交換樹脂を用いて処理液中のアルミニウムイオ
ンをイオン交換樹脂に吸着させ、アルミニウムイオン濃
度を一定に保つ方法が一般的であった。しかしながら、
処理系内の処理液を系外に排出してアルミニウムイオン
濃度を一定に保つよう系外で調節する方法は、処理液を
系外に排出しなければならず、処理液の使用量が非常に
大きくなるという問題があり、廃液処理の負荷も大であ
った。
料の表面を艶消ししたり、陽極酸化皮膜を生成して耐久
性を向上するなどの加工を行う工程で苛性ソーダによる
エッチングが行われるが、使用するエッチング溶液の量
は多いので、該エッチング溶液から水酸化アルミニウム
を回収することが必要とされる。また硫酸を使用した陽
極酸化による表面強化処理など種々の表面処理が行われ
る結果、廃液を中和して発生するスラッジから水酸化ア
ルミニウムを回収する必要性および表面処理剤中のアル
ミニウムイオン濃度の管理のために行うなうアルミニウ
ムイオンを回収などは上記印刷版用アルミニウム支持体
の表面処理工程における廃液処理の場合と軌を一にする
問題である。
刷版の製造あるいはアルミニウムサッシの製造などにお
いて、アルミン酸ソーダ溶液から純度の高い水酸化アル
ミニウムを製造するため、工程から発生するアルミニウ
ムスラッジから水酸化アルミニウムを回収するため、あ
るいは工程中の粗製アルミン酸ソーダ溶液を精製して純
度の高い水酸化アルミニウムを得て、それを用いて表面
処理剤中のアルミニウムイオン濃度の管理する過程は重
要な問題である。
ルミナを製造する工程において、過飽和のアルミン酸ソ
ーダ溶液から精製アルミン酸ソーダ溶液を得て水酸化ア
ルミニウムを製造する工程では、シックナーを用いて沈
降法で不純物の結晶を沈降して過飽和のアルミン酸ソー
ダ溶液から不純物を除去する方法が行われているが、不
純物の結晶が微細なために沈降に長い時間と、広い沈降
面積従って大規模な設備が必要である。その上不純物の
極めて微細な結晶(殆ど液状とみなされるほどのもの)
は充分にとりきれず、従って水酸化アルミニウムを晶析
するのに42〜72時間と長時間かかり、しかも精製ア
ルミン酸ソーダ溶液の純度が悪く、結晶の析出率も良く
ない。
液から不純物を除去する方法として、リーフフィルター
やフィルタープレスなどによるろ過法も行われている
が、ろ過法では目詰まりを起こし易いので実用にならな
い。
ウムイオンとアルミニウムイオンを分離するには、本発
明者らが以前に提案したイオン交換膜を用いた拡散透析
によるアルミニウムイオンの系外排出(特開平1−20
099号公報)があった。しかしながら、拡散透析の場
合は、膜に付着する鉄等の不溶解性金属の除去及び拡散
透析後の廃液側に水酸化アルミニウム等のスケールが付
着するため、3日に一回硫酸等で酸洗浄をしなければな
らず、ランニングコストが増大するという問題点があっ
た。
ーダ溶液から加水分解反応によって、水酸化アルミニウ
ムの結晶及び精製アルミン酸ソーダ溶液を製造する場合
において本発明が課題とする問題は、該アルミン酸ソー
ダ溶液中の不純物を簡単かつ安価に除去し、純度の高い
水酸化アルミニウム結晶及び精製アルミン酸ソーダ溶液
を得ることである。さらに、平版印刷版用アルミニウム
板の表面を水酸化ナトリウムを用いてエッチング処理を
行ったり、酸、アルカリの多様な処理液を用いて表面処
理を行う場合において本発明が課題とする問題は、表面
エッチングや表面処理の品質を良好、且つ均一にするた
め、処理系中のアルミニウムイオン濃度を所定の濃度に
保つことおよび表面処理工程から多量に排出されるアル
ミニウムスラッジを工業的に有効なものとして再利用す
ることである。
化アルミニウム及びアルミン酸ソーダ溶液の精製方法お
よびその精製法を利用した印刷版用アルミニウム支持体
の表面処理方法によって達成される。すなわち、 (a)過飽和のアルミン酸ソーダ溶液から加水分解反応
によって、水酸化アルミニウムを晶析させるアルミン酸
ソーダ溶液の精製方法において、過飽和のアルミン酸ソ
ーダ溶液中のカルシウムを5ppm未満に除去し、その
後加水分解反応を起こし、アルミン酸ソーダ溶液から水
酸化アルミニウムを晶析させることを特徴とする水酸化
アルミニウムの精製法。
加水分解反応によって、水酸化アルミニウムを晶析させ
るアルミン酸ソーダ溶液の精製方法において、過飽和の
アルミン酸ソーダ溶液中の不純物を遠心沈降機により除
去し、その後加水分解反応を起こし、アルミン酸ソーダ
溶液から水酸化アルミニウムを晶析させることを特徴と
する水酸化アルミニウムの精製法。
って、表面エッチング処理に循環使用するアルミン酸ソ
ーダ溶液を含む処理液の一部からアルミニウムイオンを
系外に分離し、処理液中のアルミニウムイオン濃度を所
定の濃度に保つ表面処理方法において、循環使用するア
ルミン酸ソーダ溶液を含む処理液の一部とアルミニウム
板の表面処理工程から排出される廃酸、廃アルカリの中
和時に発生する非結晶性水酸化アルミニウムを主成分と
するアルミニウムスラッジを混合することにより、過飽
和のアルミン酸ソーダ溶液に調整し、該液中のカルシウ
ムを5ppm未満に除去し、その後加水分解反応を起こ
しアルミン酸ソーダ溶液から水酸化アルミニウムを晶析
させると共に水酸化ナトリウム溶液を再使用して得たア
ルミン酸ソーダ溶液を使用することすることを特徴とす
る印刷版用アルミニウム支持体の表面処理方法。
って、表面エッチング処理に循環使用するアルミン酸ソ
ーダ溶液を含む処理液の一部からアルミニウムイオンを
系外に分離し、処理液中のアルミニウムイオン濃度を所
定の濃度に保つ表面処理方法において、循環使用するア
ルミン酸ソーダ溶液を含む処理液の一部とアルミニウム
材の表面処理工程から排出される廃酸、廃アルカリの中
和時に発生する非結晶性水酸化アルミニウムを主成分と
するアルミニウムスラッジを混合することにより、過飽
和のアルミン酸ソーダ溶液に調整し、該液中の不純物を
遠心沈降機により除去し、その後加水分解反応を起こ
し、アルミン酸ソーダ溶液から水酸化アルミニウムを晶
析させると共に水酸化ナトリウム溶液を再使用して得た
アルミン酸ソーダ溶液を使用することすることを特徴と
するアルミニウム材の表面処理方法。
アルミン酸ソーダ溶液中の不純物を除去する際に使用す
る遠心沈降機として、分離板型遠心沈降機を使用して不
純物を除去し、その後加水分解反応を起こし、アルミン
酸ソーダ溶液から水酸化アルミニウムを晶析させること
を特徴とする水酸化アルミニウムの精製法がより良い水
酸化アルミニウム精製法である。 また(f) 上記(d)に記載の過飽和のアルミン酸ソ
ーダ溶液中の不純物を除去する際に分離板型遠心沈降機
を使用して不純物を除去し、その後加水分解反応を起こ
し、アルミン酸ソーダ溶液から水酸化アルミニウムを晶
析させると共に水酸化ナトリウム溶液を再使用して得た
アルミン酸ソーダ溶液を使用することすることを特徴と
するアルミニウム材の表面処理方法がより良い表面処理
方法である。
アルミン酸ソーダ溶液中の不純物を除去する際に、過飽
和のアルミン酸ソーダ溶液中のカルシウムを5ppm未
満に除去する方法は、該アルミン酸ソーダ溶液を0℃〜
100℃に維持し、該溶液中に消石灰〔Ca(O
H)2 〕とソーダ灰(NaCO3 )またはリン酸塩(N
a2HPO4 )を添加する。該溶液中に消石灰〔Ca
(OH)2 〕などを添加することにより、溶解液中のカ
ルシウムの他マグネシウム、ケイ酸、鉄、マンガンなど
が除去される。そして、その過飽和のアルミン酸ソーダ
溶液を晶析槽に送液し、水酸化アルミニウムを晶析させ
ると晶析反応時間が非常に短くなる。また、この精製法
の実施により、上記(c)に記載の印刷版用アルミニウ
ム支持体の表面処理方法において、表面処理工程から排
出される廃酸、廃アルカリの中和時に発生するスラッジ
を効率よく水酸化アルミニウムとして回収することが可
能となる。
機としては(e)および(f)に記載の分離板型遠心沈
降機のほかデカンター型や円筒型などがあるが、いずれ
の遠心沈降機も使用することができる。しかしながら、
分離板型は分離効率がよく、被処理水である過飽和のア
ルミン酸ソーダ溶液の遠心沈降機への供給量を多くして
も非常に微細な不純物結晶までもよく分離除去する点で
優れている。
ーキサイトからアルミナを製造における、上記(a)お
よび(e)に記載したアルミン酸ソーダ溶液を精製する
工程について説明する。上記(a)に記載した精製工程
では、上記アルミナを製造の一般的工程として示した図
1において、不純物を含むアルミン酸ソーダがフラッシ
ュタンク42に送られ冷却される時に溶液に例えばリン
酸塩或いは消石灰とソーダ灰が適量添加される。冷却さ
れ、リン酸塩などが添加されたアルミン酸ソーダ溶液は
シックナー43に送られるが、そこでは懸濁状態を示し
ている。この懸濁状態のアルミン酸ソーダ溶液では不純
物の水酸化物の結晶は比較的大きな結晶として析出して
おり、シックナー43で速やかに沈降する。以下一般的
工程に従って処理され純度のよいアルミン酸ソーダ溶液
とアルミナが得られる。
ーダ溶液の精製工程を図2に示す。図2は、先に図1で
示したアルミナ製造の一般的工程において、シックナー
43の代わりに分離板型遠心沈降機44を使用すること
以外は変わらない。すなわち、(e)に記載したアルミ
ン酸ソーダ溶液の精製工程は図2において、フラッシュ
タンク42で冷却された不純物を含むアルミン酸ソーダ
を分離板型遠心沈降機44に送る、該沈降機44で固液
分離された液成分は晶析反応槽45に送られ、晶析され
以下一般的工程に従って処理され純度のよいアルミン酸
ソーダ溶液とアルミナが得られる。一方固液分離された
固体成分は赤泥として系外に廃棄される。上記(c)に
記載したアルミン酸ソーダ溶液の精製工程では、(e)
に記載したアルミン酸ソーダ溶液の精製工程において分
離板型遠心沈降機44を用いた代わりに不純物の除去を
いかなる形式の遠心沈降機で行ってもよく、例えばデカ
ンター型遠心沈降機で行ってもよい。
支持体の表面処理工程における上記(b)に記載した本
発明のアルミン酸ソーダ溶液を精製する工程について説
明する。エッチング処理において、処理液は調液タンク
5で調合し、調合された処理液は送液ポンプ4を用い送
液配管12を通ってエッチング処理槽11中のスプレー
3に送られる。調液タンクからのエッチング処理液はさ
らに給液配管12より分岐している給液配管13を通っ
て溶解槽34にも送液することが出来る。給液量及び給
液の時期は配管中の途中に設けた弁(図示されていな
い)の操作で調節することが出来る。
給液配管12および戻り液配管14とによって連結さ
れ、エッチング処理液はこれらの間に循環されている、
エッチング処理の間に処理液中の水酸化ナトリウム成分
は反応により減少し、アルミニウムイオン含量は増加
し、また水は蒸発し減少する等処理液の量および成分濃
度は変化する。このため、調液タンク5内の処理液には
水酸化ナトリウム溶液と水の補給がそれぞれ補給配管2
1及び22から行われるが、増加するアルミニウムイオ
ンを除去しないで補給液によって処理液中のアルミニウ
ムイオンを所定の濃度に保つのは無駄が多い。
ク5内の循環使用中の処理液の一部を溶解槽34へ適時
に送液し、アルミニウムイオンを系外に除去される。一
方、アルミニウムスラッジ16は各表面処理工程から排
出される廃アルカリ30、廃酸31、32、33をpH
調整槽27にて中和し、凝集沈澱槽28にて凝集沈澱さ
れる。さらに、フィルタープレス29にて固液分離さ
れ、溶解槽34へ適時送られる。
ミニウムスラッジ16及び必要に応じ水19が混合さ
れ、その中にリン酸塩或いは消石灰とソーダ灰が適量添
加される。そして液中のカルシウム等を沈殿させて、必
要に応じてスライドシックナー36とフィルター35に
て除去される。析出槽7では、過飽和のアルミン酸ソー
ダ溶液中の水酸化アルミニウムの種子を核として水酸化
アルミニウムを結晶化させる。
された水酸化ナトリウム液を主とする処理液と水酸化ア
ルミニウムの結晶との混合物は送液管17によってシッ
クナー8へ送られ、結晶化した水酸化アルミニウムは配
管18を通ってドラムフィルター9で離漿し、ホッパー
10に集められる。一方水酸化ナトリウム液を主とする
処理液は回収液として回収用配管20を通り、調液タン
クに戻される。
支持体の表面処理工程における上記(f)に記載した本
発明のアルミン酸ソーダ溶液を精製する工程について説
明する。図4では、上記図3で示した本発明のアルミン
酸ソーダ溶液を精製する工程において、調液タンク5内
の循環使用中の処理液の一部を給液配管13を通って溶
解槽34へ適時に送液し、一方各表面処理工程から排出
される廃アルカリ30、廃酸31、32、33をpH調
整槽27にて中和し、凝集沈澱槽28にて凝集沈澱され
たアルミニウムスラッジ16はさらに、フィルタープレ
ス29にて固液分離され、溶解槽34へ適時送られ、両
者は溶解槽34で必要に応じ水19が混合され、分離板
型遠心沈降機39にて該溶液中の不溶解成分(不純物)
を除去する。必要に応じて溶解槽34中にリン酸塩或い
は消石灰とソーダ灰を適量添加させるとさらに不溶解成
分の除去には効果がある。析出槽7では、過飽和のアル
ミン酸ソーダ溶液中の水酸化アルミニウムの種子を核と
して水酸化アルミニウムを結晶化させる。
された水酸化ナトリウム液を主とする処理液と水酸化ア
ルミニウムの結晶との混合物は送液管17によってシッ
クナー8へ送られ、結晶化した水酸化アルミニウムは配
管18を通ってドラムフィルター9で離漿し、ホッパー
10に集められる。一方水酸化ナトリウム液を主とする
処理液は回収液として回収用配管20を通り、調液タン
クに戻される。
の条件で水酸化アルミニウムスラッジの改質を行ないな
がらアルミニウム板の表面処理を行った場合の結果を示
す。 アルミニウム表面処理条件 アルミニウム板幅 1000mm 処理スピード 50メートル/分 晶析法条件 析出槽内温度 55℃〜45℃ 液濃度 全NaOH 100g/リットル アルミニウム 30g/リットル リン酸塩添加量 1g/リットル フィルター(35) 使用せず この時析出槽(7)での晶析反応に要した時間は約12
時間であった。
により、下記の条件で水酸化アルミニウムスラッジの改
質を行ないながらアルミニウム板の表面処理を行った場
合の結果を示す。 アルミニウム表面処理条件 アルミニウム板幅 1000mm 処理スピード 50メートル/分 晶析法条件 析出槽内温度 55℃〜45℃ 液濃度 全NaOH 100g/リットル アルミニウム 30g/リットル 分離板付遠心沈降機4000G使用 この時析出槽(7)での晶析反応に要した時間は約12
時間であった。
水酸化アルミニウムの晶析反応に要した時間は従来の場
合の晶析反応時間60時間に比べ大幅に短縮された。
よびアルミニウム板の表面処理方法により、 (1) 従来のアルミニウムのアルカリ溶解法による製
造工程やアルカリエッチング法による表面処理工程に比
べ、設備がシンプルになり、設備規模も小さくできる。 (2) 従来に比べて、アルミン酸ソーダ溶液精製にお
ける水酸化アルミニウムの晶析のための滞留時間が大幅
に少なくできるため、晶析反応槽の容積を1/4にする
ことが可能になる。 (3)晶析反応時間が1/4に短縮できる。
率が上がり、水酸化ナトリウムの使用量が軽減する。 (5) 従来、産業廃棄物として処分していた、系外へ
排出された処理液を処分する必要がなくなり、また、各
表面処理工程から排出された水酸化アルミニウムスラッ
ジも工業的に利用できる水酸化アルミニウムに変質する
ことができ工業製品として売却できるようになる。以上
により製造設備改良、製品の品質改良とコストダウンに
大きく貢献する。
新アルミナ製造工程の構成概略図である。
方法による新アルミナ製造工程の構成概略図である。
印刷版用アルミニウム支持体の表面処理工程の構成概略
図である。
方法による印刷版用アルミニウム支持体の表面処理工程
の構成概略図である。
ミニウムスラッジ 4 送液ポンプ 17 送液管 5 調液タンク 18 配管 6 水洗槽 19 溶解槽給水
管 7 析出槽 20 回収用配管 8 シックナー 21 水酸化ナト
リウム補給管 9 ドラムフィルター 22 水補給管 10 水酸化アルミニウムホッパー 23 アルミニ
ウム板 11 エッチング処理槽 24 陽極酸化
給電槽 12 エッチング処理液循環配管 25 陽極酸化
槽 13 エッチング処理液循環配管 26 電極 27 pH調整槽 37 リン酸塩 28 凝集沈澱槽 38 蒸発管 29 フィルタープレス 39 分離板付
遠心沈降機 30 水洗水廃アルカリ液 40 ボールミ
ル 31 電解処理液オーバーフロー配管 41 ダイジェ
スター 32 水洗水廃酸液 42 フラッシ
ュタンク 33 水洗水廃酸液 43 シックナ
ー 34 溶解槽 44 分離板付
遠心沈降機 35 フィルター 45 晶析反応
槽 36 スラッジシックナー
Claims (4)
- 【請求項1】 過飽和のアルミン酸ソーダ溶液から加水
分解反応によって、水酸化アルミニウムを晶析させるア
ルミン酸ソーダ溶液の精製方法において、過飽和のアル
ミン酸ソーダ溶液中のカルシウムを5ppm未満に除去
し、その後加水分解反応を起こし、アルミン酸ソーダ溶
液から水酸化アルミニウムを晶析させることを特徴とす
る水酸化アルミニウムの精製法。 - 【請求項2】 過飽和のアルミン酸ソーダ溶液から加水
分解反応によって、水酸化アルミニウムを晶析させるア
ルミン酸ソーダ溶液の精製方法において、過飽和のアル
ミン酸ソーダ溶液中の不純物を遠心沈降機により除去
し、その後加水分解反応を起こし、アルミン酸ソーダ溶
液から水酸化アルミニウムを晶析させることを特徴とす
る水酸化アルミニウムの精製法。 - 【請求項3】 アルミニウム板の表面処理方法にあっ
て、表面エッチング処理に循環使用するアルミン酸ソー
ダ溶液を含む処理液の一部からアルミニウムイオンを系
外に分離し、処理液中のアルミニウムイオン濃度を所定
の濃度に保つ表面処理方法において、循環使用するアル
ミン酸ソーダ溶液を含む処理液の一部とアルミニウム板
の表面処理工程から排出される廃酸、廃アルカリの中和
時に発生する非結晶性水酸化アルミニウムを主成分とす
るアルミニウムスラッジを混合することにより、過飽和
のアルミン酸ソーダ溶液に調整し、該液中のカルシウム
を5ppm未満に除去し、その後加水分解反応を起こし
アルミン酸ソーダ溶液から水酸化アルミニウムを晶析さ
せると共に水酸化ナトリウム溶液を再使用して得たアル
ミン酸ソーダ溶液を使用することを特徴とする印刷版用
アルミニウム支持体の表面処理方法。 - 【請求項4】 アルミニウム材の表面処理方法にあっ
て、表面エッチング処理に循環使用するアルミン酸ソー
ダ溶液を含む処理液の一部からアルミニウムイオンを系
外に分離し、処理液中のアルミニウムイオン濃度を所定
の濃度に保つ表面処理方法において、循環使用するアル
ミン酸ソーダ溶液を含む処理液の一部とアルミニウム材
の表面処理工程から排出される廃酸、廃アルカリの中和
時に発生する非結晶性水酸化アルミニウムを主成分とす
るアルミニウムスラッジを混合することにより、過飽和
のアルミン酸ソーダ溶液に調整し、該液中の不純物を遠
心沈降機により除去し、その後加水分解反応を起こし、
アルミン酸ソーダ溶液から水酸化アルミニウムを晶析さ
せると共に水酸化ナトリウム溶液を再使用して得たアル
ミン酸ソーダ溶液を使用することを特徴とするアルミニ
ウム材の表面処理方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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1992
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