JPH08310811A - アルミニウム塩溶液の製造方法 - Google Patents

アルミニウム塩溶液の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム塩溶液を加熱することなく、か
つ大気圧で製造する方法を提供する。 【解決手段】 本発明は、アルカリ金属および／または
アルカリ土類金属のアルミン酸塩を酸溶液に溶解した、
そのまま使用されるかまたは適当な濃度に希釈される溶
液の生成を特徴とする、アルミニウム塩溶液の製造方法
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
技術分野 本発明はアルミニウム塩溶液の製造方法に関する。本発
明の目的は、アルミニウム塩、たとえば塩化アルミニウ
ム、硫酸アルミニウムおよびそれらの混合物、の溶液の
合理的かつコスト効率のよい製造方法を達成することで
ある。
【０００２】
【従来の技術および課題】
発明の背景 水の浄化において種々の型の金属塩、たとえば硫酸アル
ミニウム、塩化アルミニウム、塩化第二鉄、およびそれ
らの類似物の水性溶液が使用されている。塩化アルミニ
ウムおよび硫酸アルミニウムの塩基性ポリ塩または混合
アルミニウムフェリクロライドが、この場合には特に効
果的でありかつ重要である。そのような溶液のすべての
製造方法に共通して、それらのすべてが適当な速度で操
業するために、金属塩の原料である無機物の溶解および
反応を有するために高温および濃厚な酸を必要とするこ
とである。これらのプロセスパラメーターのために、装
置を耐食性材料で製作しなければならず、同様にプロセ
スをスピードアップするために上昇した圧力を用いる場
合には、装置材料の全ては高圧に耐えることができるべ
きである。
【０００３】さらにプラントの処理能力は、反応時間が
最短でも２時間と長く、そしてその結果は、より単純な
生成物、たとえば硫酸アルミニウムや塩化アルミニウム
にとって当然である事実により制限を受ける。さらに高
等な生成物、たとえば塩基性塩溶液はさらに長い時間を
必要とし、たとえば塩化−硫酸ポリアルミニウムは生成
に１６０℃において６時間を必要とする。
【０００４】特に現今の世界の社会は経済的に弱い国家
や共同体の水浄化の拡大を要求するので、そのようなア
ルミニウム塩溶液や第二鉄塩溶液のような製品を増産で
きそしてコスト削減できるより良い方法の入手の要求に
は充分の根拠がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】アルカリ金属および／ま
たはアルカリ土類金属のアルミン酸塩を酸溶液に溶解し
た、そのままで用いられるかまたは適当な濃度に希釈さ
れる溶液の生成を特徴とする本発明の方法は、この要求
に適合させることが可能であることが意外にも見出され
た。
【０００６】本発明の方法により、濃厚な酸、高温およ
び複雑化したプロセス装置の必要性が排除された。
【０００７】
【発明の実施の形態】本方法の出発物質として固体のア
ルカリアルミン酸塩、たとえばポルトランドセメントの
ようなミネラルであるCIMENT FONDU型のもの、カルシウ
ム−アルミニウム−鉄−チタニウム−シリケートセメン
トを使用することができる。これらの高アルミニウム含
有率を有するセメント型のものは経済的に利用できそし
てそれらの製品はよく知られている。たとえば、「セメ
ントおよびコンクリートの化学」(F.M.Lea, E.Arnold社
(発行)、3rd ed. pp.490-527)を参照されたい。これら
のセメントは３０ないし７５％のＡｌ2Ｏ3を典型的には
含有する。これらはボーキサイトや水酸化アルミニウム
のようなアルミニウム含有の鉱物を、炭酸カルシウムと
共に熱して製造されるが、それにより二酸化炭素が放出
されそしてセメントが生成する。次いでこれは次の使用
のために微細粉末に粉砕される。これらの型のセメント
は高温に耐える用途に一般に使用される。
【０００８】これらのセメントは、１０〜１５％塩酸の
ような希薄酸に極端に短時間で速やかに溶解し、そして
得られる化合物は従来方法で製造されたそれらと同一の
特性を有することが今や分かったのである。このように
４０％Ａｌ2Ｏ3からなるセメント・フォンデュ（cement
fondu）はいかなる熱の添加なしに、大気圧で５分以内
に１５％塩酸に溶解し、その結果塩基度７５％を有し、
ＰＡＸと呼ばれるポリ塩化アルミニウムの混合物が得ら
れる。さらに生成物は、凝集試験において改良された特
性を示し、この特性は従来法で製造された同じ塩基度を
有するポリ塩化アルミニウムの特性よりも優れていた。
【０００９】セメント・フォンデュまたは焼結アルミン
酸塩のような固体アルミン酸塩は異なった出発アルカリ
金属またはアルカリ土類金属、たとえばカルシウム、マ
グネシウムおよびナトリウムを使用して製造できる。ア
ルミン酸塩は水酸化アルミニウムとカルシウム、マグネ
シウムおよびナトリウムの適当な塩との混合物を焼結ま
たは溶融することにより製造できる。ここで酸化物また
は炭酸化物が好ましく使用される。その他のアルカリア
ルミン酸塩の製造方法は同様に知られている。
【００１０】本発明はセメント・フォンデュの使用に限
定されるものではなく、異なる方法で製造されたその他
の固体アルミン酸塩も同様に使用できる。
【００１１】
【実施例】
実施例１ LaFarge Fondu International社(157, Av. Charles de
Gaulle, F-92521 Neuilly-sur-seine, France)から得た
カルシウムアルミン酸塩セメントを溶解に使用した。セ
メントは下記の一般組成を有した： Ａｌ2Ｏ3 ５０％ ＣａＯ ４０％ Ｆｅ2Ｏ3 １７％ このセメントの２５グラムを１０℃の温度の１６％塩酸
の１００ｇと混合した。約５分後反応は終了した。溶液
は４.９５％ Ａｌ、１.７ ％Ｆｅ、塩基度６５％を有す
る塩化ポリアルミニウム−第２鉄を含有した。
【００１２】実施例２ カルシウムアルミン酸塩の製造のために、水酸化アルミ
ン酸塩と酸化カルシウムまたは炭酸カルシウムとをカル
シウム：アルミニウムの０.３〜２.０：１のモル比で混
合し、１０００から１４００℃で０.５〜２.５時間焼結
した。焼結は７００〜１９００℃で行うことができ、焼
結の完結時間はそれに応じて変化する。
【００１３】焼結アルミン酸塩の溶解 Ｃａ：Ａｌが１.０：１のモル比を有するカルシウムア
ルミン酸塩の１０ｇを３７％塩酸３７ｇと混合し、これ
により完全な溶解が５分以内に得られた。溶解によりＡ
ｌ含有率５.５％およびＯＨ／Ａｌ＝１.５すなわち塩基
度５０％のポリアルミニウム溶液が得られた。
【００１４】Ｃａ：Ａｌが０.５：１のモル比を有する
カルシウムアルミン酸塩の１０ｇを３７％塩酸３８ｇと
混合し、Ａｌ含有率６.３％およびモル比でＯＨ／Ａｌ
＝１.１９すなわち塩基度４０％のポリアルミニウム溶
液が得られた。
【００１５】実施例３ カルシウムアルミン酸塩およびマグネシウムアルミン酸
塩をそれぞれ異なる方法で製造することができる。それ
により一つは水酸化アルミニウムとカルシウムまたはマ
グネシウムの塩とを水酸化ナトリウムに添加し、その後
に混合物を１ないし６時間沸騰させた。形成したアルミ
ン酸塩は沈殿し、そして濾過される。別法として、カル
シウム塩またはマグネシウム塩を熱または冷アルミン酸
塩溶液に添加することができ、それによりカルシウムま
たはマグネシウムのアルミン酸塩が沈澱しこれらは濾過
することができた。上記の両方の場合に溶液中には過剰
のアルミニウムが存在した。
【００１６】湿式法により製造したアルミン酸塩の溶解 Ｃａ：Ａｌ＝１.５のモル比を有するカルシウムアルミ
ン酸塩の１０ｇを３７％塩酸２５ｇに溶解したところ、
Ａｌ含有率４.４％およびモル比でＯＨ／Ａｌ＝１.６す
なわち塩基度５３％のポリアルミニウム溶液が得られ
た。
【００１７】たとえば下水の浄化用の凝集剤のような異
種の凝固剤を製造するために、固体アルミン酸塩の溶解
に、異種の無機酸、たとえばＨＣｌ、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ
4を使用することができた。しかしまた、酸性である塩
化アルミニウム溶液をアルミン酸塩からのアルミニウム
溶液の製造に使用することもでき、これによりアルミニ
ウム含有率および塩基度をさらに増加させることができ
た。凝固剤の効率は溶液の塩基度の如何に従うものであ
る。アルミニウムの高含有率を達成するための要求は、
ほとんど経済的な輸送理由による。
【００１８】
【発明の効果】本発明の方法により、通常よりも低濃度
を有する酸を使用することができる。このことは、この
ような酸は取り扱いに対してより安全であり、溶解に当
って環境へ与えるインパクトはより小さいものであり、
そしてさらにこれらは非常に低価格であることから重要
なものである。かくして金属対象の酸洗からの廃酸を使
用することができる。このような酸はたいてい鉄および
アルミニウムを含有しており、このことはこれらの廃棄
物を再利用できることを意味する。現今においてはこの
ような酸は経済的に完全に利益がなく、そして一方では
これらの酸は用途がなくかつそれらは産業における廃棄
物問題となるので低価格で入手できる。水浄化における
不純物の沈澱にはＡｌの１〜２％濃度を有する溶液が使
用される。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルカリ金属および／またはアルカリ土
    類金属のアルミン酸塩を酸溶液に溶解した、そのままで
    使用されるかまたは適当な濃度に希釈される溶液の生成
    を特徴とするアルミニウム塩溶液の製造方法。
  2. 【請求項２】 溶解を０.３より大きいアルカリ／Ａｌ
    比を有する固体アルミン酸塩から出発することを特徴と
    する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 湿式法により製造したアルミン酸塩から
    出発することを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 アルミン酸塩の溶解に無機酸を使用する
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方
    法。
  5. 【請求項５】 アルミン酸塩の溶解に塩化アルミニウム
    または塩化第二鉄を含有する廃酸を使用することを特徴
    とする請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 少なくとも１０％のＨＣｌ含有率を有す
    る塩酸を使用することを特徴とする請求項５記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 アルミン酸塩の溶解にアルミニウム塩の
    酸性溶液を使用することを特徴とする請求項１記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 溶解が加熱なしで実施されることを特徴
    とする請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 溶解が大気圧において実施されることを
    特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
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