JPH09255318A - リン酸アルミニウムセラミック粉体およびその製造方法 - Google Patents
リン酸アルミニウムセラミック粉体およびその製造方法Info
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- JPH09255318A JPH09255318A JP9198796A JP9198796A JPH09255318A JP H09255318 A JPH09255318 A JP H09255318A JP 9198796 A JP9198796 A JP 9198796A JP 9198796 A JP9198796 A JP 9198796A JP H09255318 A JPH09255318 A JP H09255318A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 工場廃液中の亜リン酸と水酸化アルミニムを
出発原料として、特殊セラミック原料として有用なリン
酸アルミニウム粉体およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 亜リン酸含有工場廃液と水酸化アルミニ
ウムとの反応生成物からなるリン酸アルミニウムセラミ
ック粉体。その製造方法は亜リン酸含有工場廃液に水酸
化アルミニウムを加えて塩基性アルミニウムを沈殿させ
る沈殿生成工程、次いで該沈殿物を加熱して脱水および
酸化焼成する熱処理工程、とからなる。沈殿生成工程に
おける水酸化アルミニウム／亜リン酸とのモル比は１以
上、熱処理工程における酸化焼成温度は７００〜１４０
０℃であることが好ましい。
出発原料として、特殊セラミック原料として有用なリン
酸アルミニウム粉体およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 亜リン酸含有工場廃液と水酸化アルミニ
ウムとの反応生成物からなるリン酸アルミニウムセラミ
ック粉体。その製造方法は亜リン酸含有工場廃液に水酸
化アルミニウムを加えて塩基性アルミニウムを沈殿させ
る沈殿生成工程、次いで該沈殿物を加熱して脱水および
酸化焼成する熱処理工程、とからなる。沈殿生成工程に
おける水酸化アルミニウム／亜リン酸とのモル比は１以
上、熱処理工程における酸化焼成温度は７００〜１４０
０℃であることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特殊セラミックの
素材として有用なリン酸アルミニウムセラミック粉体お
よびその製造方法、更に詳しくは、工場廃液中の亜リン
酸を原料として、これと水酸化アルミニウムを反応およ
び焼成させて得られるリン酸アルミニウムセラミック粉
体およびその製造方法に関する。
素材として有用なリン酸アルミニウムセラミック粉体お
よびその製造方法、更に詳しくは、工場廃液中の亜リン
酸を原料として、これと水酸化アルミニウムを反応およ
び焼成させて得られるリン酸アルミニウムセラミック粉
体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、亜リン酸含有廃液は、十分な処理
方法が確立されていないため、人畜に有害であるにも拘
わらず、海洋投棄や埋め立て処理などの手段で廃棄処分
されてきた。 しかしながら、公害防止および環境保全
の面から海洋投棄は好ましくないとされ、ロンドンダン
ピング条約により１９９６年から禁止されるようになっ
た。また、陸上での埋め立て処理に関しても予め環境破
壊を伴うことのない安全な形態に加工しなければなら
ず、年々産業廃棄物の処理場の確保が困難になりつつあ
るのが現状である。
方法が確立されていないため、人畜に有害であるにも拘
わらず、海洋投棄や埋め立て処理などの手段で廃棄処分
されてきた。 しかしながら、公害防止および環境保全
の面から海洋投棄は好ましくないとされ、ロンドンダン
ピング条約により１９９６年から禁止されるようになっ
た。また、陸上での埋め立て処理に関しても予め環境破
壊を伴うことのない安全な形態に加工しなければなら
ず、年々産業廃棄物の処理場の確保が困難になりつつあ
るのが現状である。
【０００３】亜リン酸を含有する廃液処理方法は、主に
無電解ニッケルめっき廃水については、有価物の再利用
もしくは環境汚染防止の立場からその処理法が種々提案
および検討され実用化されつつある。無電解ニッケルめ
っき廃液に於ける処理方法は有価物の回収よりも、環境
浄化に力点を置くものが主流であり、例えば、過酸化水
素や次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤を加えて亜リン酸
をオルトリン酸に酸化し、これにカルシウム塩を添加し
てリン酸カルシウムとして沈殿除去する方法等が提案さ
れている。一方、有価物回収の観点からは、めっき老化
液からシュウ酸によりニッケルイオンを除去し、次亜リ
ン酸塩と亜リン酸塩を含む老化液に鉱酸とカルシウム化
合物を添加した後、次亜リン酸塩および亜リン酸塩のリ
ン分をハイドロキシアパタイトとして、工業薬品あるい
は動物の飼料や肥料として亜リン酸を再利用する方法
（特開平７−２０６４４７号公報）や無電解ニッケル老
化液からニッケルイオンを除去した後、亜リン酸分と亜
鉛化合物とを反応させて亜リン酸亜鉛として回収し、金
属の防錆顔料、酸化防止剤あるいは樹脂添加剤として用
いる提案（特開平６−７３５５０号公報）も行われてい
る。
無電解ニッケルめっき廃水については、有価物の再利用
もしくは環境汚染防止の立場からその処理法が種々提案
および検討され実用化されつつある。無電解ニッケルめ
っき廃液に於ける処理方法は有価物の回収よりも、環境
浄化に力点を置くものが主流であり、例えば、過酸化水
素や次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤を加えて亜リン酸
をオルトリン酸に酸化し、これにカルシウム塩を添加し
てリン酸カルシウムとして沈殿除去する方法等が提案さ
れている。一方、有価物回収の観点からは、めっき老化
液からシュウ酸によりニッケルイオンを除去し、次亜リ
ン酸塩と亜リン酸塩を含む老化液に鉱酸とカルシウム化
合物を添加した後、次亜リン酸塩および亜リン酸塩のリ
ン分をハイドロキシアパタイトとして、工業薬品あるい
は動物の飼料や肥料として亜リン酸を再利用する方法
（特開平７−２０６４４７号公報）や無電解ニッケル老
化液からニッケルイオンを除去した後、亜リン酸分と亜
鉛化合物とを反応させて亜リン酸亜鉛として回収し、金
属の防錆顔料、酸化防止剤あるいは樹脂添加剤として用
いる提案（特開平６−７３５５０号公報）も行われてい
る。
【０００４】しかしながら、亜リン酸を含有する工場廃
液は上記のめっき廃液のほかに、三塩化リンなどを原料
とする工程からの廃液もあり、亜リン酸を回収または再
利用する方法はまだまだ検討の余地が多く残されてお
り、今後の研究にまたれるのが現状である。
液は上記のめっき廃液のほかに、三塩化リンなどを原料
とする工程からの廃液もあり、亜リン酸を回収または再
利用する方法はまだまだ検討の余地が多く残されてお
り、今後の研究にまたれるのが現状である。
【０００５】リン酸アルミニウムは、水晶と同様な結晶
構造を有するため圧電材料、触媒、またはセラミックの
原料等に用いられ、特にリン酸アルミニウムを配合した
磁器は透光性や強度特性に優れるとの発明（特開平２−
２９３３７３号公報）もあり、特殊セラミック原料とし
て有望視されている。
構造を有するため圧電材料、触媒、またはセラミックの
原料等に用いられ、特にリン酸アルミニウムを配合した
磁器は透光性や強度特性に優れるとの発明（特開平２−
２９３３７３号公報）もあり、特殊セラミック原料とし
て有望視されている。
【０００６】一般的に、リン酸アルミニウムはリン酸と
アルミナまたは水酸化アルミニウムとを反応させて得ら
れるが、リンの出発原料として亜リン酸を用いるものは
少なく、特に亜リン酸工場廃液を用いて製造することに
ついてはこれまで全く知られていなかった。
アルミナまたは水酸化アルミニウムとを反応させて得ら
れるが、リンの出発原料として亜リン酸を用いるものは
少なく、特に亜リン酸工場廃液を用いて製造することに
ついてはこれまで全く知られていなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、工場廃
液中の亜リン酸の再利用法について鋭意研究を重ねた結
果、工場廃液中の亜リン酸をリン酸源として、水酸化ア
ルミニウムと反応させて得られるリン酸アルミニウムが
特殊セラミック原料として有用であることを知見した。
液中の亜リン酸の再利用法について鋭意研究を重ねた結
果、工場廃液中の亜リン酸をリン酸源として、水酸化ア
ルミニウムと反応させて得られるリン酸アルミニウムが
特殊セラミック原料として有用であることを知見した。
【０００８】本発明は上記知見に基づいて完成したもの
であり、その目的は工場廃液中の亜リン酸と水酸化アル
ミニウムを出発原料として反応させることにより、特殊
セラミック原料として有用なリン酸アルミニウム粉体お
よびその製造方法を提供するにある。
であり、その目的は工場廃液中の亜リン酸と水酸化アル
ミニウムを出発原料として反応させることにより、特殊
セラミック原料として有用なリン酸アルミニウム粉体お
よびその製造方法を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的を達
成するための本発明のリン酸アルミニウムセラミック粉
体は、亜リン酸含有工場廃液と水酸化アルミニウムとの
反応生成物からなることを構成上の特徴とする。
成するための本発明のリン酸アルミニウムセラミック粉
体は、亜リン酸含有工場廃液と水酸化アルミニウムとの
反応生成物からなることを構成上の特徴とする。
【００１０】また、本発明のリン酸アルミニウムセラミ
ック粉体の製造方法は、亜リン酸含有工場廃液に水酸化
アルミニウムを加えて塩基性亜リン酸アルミニウムを沈
殿させる沈殿生成工程、次いで該沈殿物を加熱して脱水
および酸化焼成する熱処理工程、とからなることを構成
上の特徴とする。
ック粉体の製造方法は、亜リン酸含有工場廃液に水酸化
アルミニウムを加えて塩基性亜リン酸アルミニウムを沈
殿させる沈殿生成工程、次いで該沈殿物を加熱して脱水
および酸化焼成する熱処理工程、とからなることを構成
上の特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のリン酸アルミニウムセラ
ミック粉体は、亜リン酸含有工場廃液と水酸化アルミニ
ウムとの反応生成物からなり、ＡｌＰＯ4 の化学組成を
有する結晶質粉体であり、粒子径は通常２〜１０μm 、
好ましくは３〜５μm の物性を有しているものである。
ミック粉体は、亜リン酸含有工場廃液と水酸化アルミニ
ウムとの反応生成物からなり、ＡｌＰＯ4 の化学組成を
有する結晶質粉体であり、粒子径は通常２〜１０μm 、
好ましくは３〜５μm の物性を有しているものである。
【００１２】また、本発明に係るリン酸アルミニウムの
製造方法は、亜リン酸含有工場廃液に水酸化アルミニウ
ムを加えて塩基性亜リン酸アルミニウムを沈殿させる沈
殿生成工程と、次いで該沈殿物を加熱して脱水および酸
化焼成する熱処理工程とからなるものである。
製造方法は、亜リン酸含有工場廃液に水酸化アルミニウ
ムを加えて塩基性亜リン酸アルミニウムを沈殿させる沈
殿生成工程と、次いで該沈殿物を加熱して脱水および酸
化焼成する熱処理工程とからなるものである。
【００１３】本発明のリン酸源となる工場廃液とは、基
本的には亜リン酸を主成分として含有している廃液をい
い、他の成分として有機酸等の有機物が多く含有されて
いても差し支えない。具体的には、例えば三塩化リンを
有機化合物の塩素化剤または反応剤とするような化学工
場からの廃液、次亜リン酸を還元剤とするめっき工場か
らの廃液等が挙げられ、この中、亜リン酸と他の成分と
して有機物を多く含むような化学工場からの廃液が好適
に用いられる。一方、ニッケルイオンやコバルトイオン
等の金属イオンを多く含むめっき廃液の場合には反応前
に、予め前処理して、これらの金属イオンを分離除去し
ておくことが望ましい。廃液中の亜リン酸の濃度には特
に制限はないが、多くの場合１０〜８０wt％、好ましく
は４０〜６０wt％であることが望ましい。
本的には亜リン酸を主成分として含有している廃液をい
い、他の成分として有機酸等の有機物が多く含有されて
いても差し支えない。具体的には、例えば三塩化リンを
有機化合物の塩素化剤または反応剤とするような化学工
場からの廃液、次亜リン酸を還元剤とするめっき工場か
らの廃液等が挙げられ、この中、亜リン酸と他の成分と
して有機物を多く含むような化学工場からの廃液が好適
に用いられる。一方、ニッケルイオンやコバルトイオン
等の金属イオンを多く含むめっき廃液の場合には反応前
に、予め前処理して、これらの金属イオンを分離除去し
ておくことが望ましい。廃液中の亜リン酸の濃度には特
に制限はないが、多くの場合１０〜８０wt％、好ましく
は４０〜６０wt％であることが望ましい。
【００１４】他の原料である水酸化アルミニウムは、亜
リン酸との反応が固液反応であることから微細粒子であ
ることが好ましく、通常２μm 以下、望ましくは１μm
以下の微細粒子が好適に用いられる。
リン酸との反応が固液反応であることから微細粒子であ
ることが好ましく、通常２μm 以下、望ましくは１μm
以下の微細粒子が好適に用いられる。
【００１５】塩基性亜リン酸アルミニウムの沈殿生成工
程においては、水酸化アルミニウム／亜リン酸のモル比
を１以上に設定して反応させることが重要な特徴の１つ
であり、水酸化アルミニウムスラリーに亜リン酸液を滴
下しながら加温下に反応させる方法が好ましい操作態様
である。
程においては、水酸化アルミニウム／亜リン酸のモル比
を１以上に設定して反応させることが重要な特徴の１つ
であり、水酸化アルミニウムスラリーに亜リン酸液を滴
下しながら加温下に反応させる方法が好ましい操作態様
である。
【００１６】沈殿生成工程において、水酸化アルミニウ
ム／亜リン酸のモル比を１以上の割合で反応させるの
は、モル比が１より小さくなると亜リン酸アルミニウム
が生成されやすくなって、塩基性亜リン酸アルミニウム
および最終的な目的生成物であるリン酸アルミニウムの
収率が低下する原因となるだけでなく、次いで行う熱処
理工程において、副生した亜リン酸アルミニウムによる
体積膨張、更にホスフィンガスの発生といった作業環境
の悪化を伴うからである。特に、水酸化アルミニウム／
亜リン酸のモル比が２／３になると塩基性亜リン酸アル
ミニウムが殆ど生成されずに、亜リン酸アルミニウムの
みが生成されることとなる。
ム／亜リン酸のモル比を１以上の割合で反応させるの
は、モル比が１より小さくなると亜リン酸アルミニウム
が生成されやすくなって、塩基性亜リン酸アルミニウム
および最終的な目的生成物であるリン酸アルミニウムの
収率が低下する原因となるだけでなく、次いで行う熱処
理工程において、副生した亜リン酸アルミニウムによる
体積膨張、更にホスフィンガスの発生といった作業環境
の悪化を伴うからである。特に、水酸化アルミニウム／
亜リン酸のモル比が２／３になると塩基性亜リン酸アル
ミニウムが殆ど生成されずに、亜リン酸アルミニウムの
みが生成されることとなる。
【００１７】従って、モル比が１以上であれば上記のよ
うな問題が発生することなく塩基性亜リン酸アルミニウ
ムが生成されるが、経済的な面から水酸化アルミニウム
／亜リン酸のモル比を１に設定することが好ましい。な
お、１より小さいモル比で反応をおこなっても、生成し
た亜リン酸アルミニウムに対して等モル以上の水酸化ア
ルミニウムを粉体混合して、次いで、同様に熱処理を行
えば、上記のような体積膨張およびホスフィンガスの発
生といった問題が起こらずリン酸アルミニウムを得るこ
とができるが、操作が煩雑化する欠点がある。
うな問題が発生することなく塩基性亜リン酸アルミニウ
ムが生成されるが、経済的な面から水酸化アルミニウム
／亜リン酸のモル比を１に設定することが好ましい。な
お、１より小さいモル比で反応をおこなっても、生成し
た亜リン酸アルミニウムに対して等モル以上の水酸化ア
ルミニウムを粉体混合して、次いで、同様に熱処理を行
えば、上記のような体積膨張およびホスフィンガスの発
生といった問題が起こらずリン酸アルミニウムを得るこ
とができるが、操作が煩雑化する欠点がある。
【００１８】塩基性亜リン酸アルミニウムを生成する際
の反応温度には特に制限はないが、反応性の面から５０
℃以上、好ましくは７０℃で反応を行うことが望まし
い。反応時のｐＨは酸性領域で反応を行うことが好まし
く、通常１〜４である。反応時間は反応温度にもよるが
通常１．５時間以上、好ましくは２時間以上である。
の反応温度には特に制限はないが、反応性の面から５０
℃以上、好ましくは７０℃で反応を行うことが望まし
い。反応時のｐＨは酸性領域で反応を行うことが好まし
く、通常１〜４である。反応時間は反応温度にもよるが
通常１．５時間以上、好ましくは２時間以上である。
【００１９】反応終了後は、常法により沈殿生成物を濾
過分離し、乾燥することによりＡｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2
（ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏの化学組成を有する塩基性亜
リン酸アルミニウムの粉末が得られ、次いで空気中で加
熱して脱水および酸化焼成する。この熱処理工程は基本
的には塩基性亜リン酸アルミニウムの脱水および酸化を
行って、リン酸アルミニウムを得る工程であるが、廃液
を原料とする性質上沈殿物に残存する有機物も熱分解に
より除去される。
過分離し、乾燥することによりＡｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2
（ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏの化学組成を有する塩基性亜
リン酸アルミニウムの粉末が得られ、次いで空気中で加
熱して脱水および酸化焼成する。この熱処理工程は基本
的には塩基性亜リン酸アルミニウムの脱水および酸化を
行って、リン酸アルミニウムを得る工程であるが、廃液
を原料とする性質上沈殿物に残存する有機物も熱分解に
より除去される。
【００２０】焼成温度は、通常７００〜１４００℃、好
ましくは１２００〜１３００℃である。焼成温度が約４
４０℃以上であれば、塩基性亜リン酸アルミニウムの脱
水および酸化反応が進行するが、反応終了まで時間がか
かるとともに有機物が残存し易くなり、一方、１４００
℃以上では装置等の問題から工業的に有利でない。本発
明では１２００℃付近の焼成温度が好適であり、熱処理
工程は昇温しながら１２００℃付近の温度に達した時点
で反応終点とすることができる。
ましくは１２００〜１３００℃である。焼成温度が約４
４０℃以上であれば、塩基性亜リン酸アルミニウムの脱
水および酸化反応が進行するが、反応終了まで時間がか
かるとともに有機物が残存し易くなり、一方、１４００
℃以上では装置等の問題から工業的に有利でない。本発
明では１２００℃付近の焼成温度が好適であり、熱処理
工程は昇温しながら１２００℃付近の温度に達した時点
で反応終点とすることができる。
【００２１】このようにして熱処理したのち、必要に応
じ常法により粉砕および分級して、特殊セラミック原料
として有用なリン酸アルミニウム（ＡｌＰＯ4 ）を製造
することができる。
じ常法により粉砕および分級して、特殊セラミック原料
として有用なリン酸アルミニウム（ＡｌＰＯ4 ）を製造
することができる。
【００２２】本発明のリン酸アルミニウム粉体は、セラ
ミック原料として有用であり、特に透光性と高強度が要
求される各種食器類や置物用陶磁器等の陶器用セラミッ
ク素材として有用される。このような用途における本発
明品の配合量は、用いる原料の種類にもよるが、通常鉱
物類に対して１０〜５０wt％であり、陶器用の結合剤と
して使用する場合には、配合量は５〜１５wt％とするこ
とが望ましい。なお、本発明に係るリン酸アルミニウム
粉体はこれらの用途に限定されることなく、例えばプラ
スチックの難燃剤、改質添加剤、防錆顔料、無機耐熱塗
料、パテ用の硬化剤のような特殊セメントとしての接着
剤、触媒担体等に用いることもできる。
ミック原料として有用であり、特に透光性と高強度が要
求される各種食器類や置物用陶磁器等の陶器用セラミッ
ク素材として有用される。このような用途における本発
明品の配合量は、用いる原料の種類にもよるが、通常鉱
物類に対して１０〜５０wt％であり、陶器用の結合剤と
して使用する場合には、配合量は５〜１５wt％とするこ
とが望ましい。なお、本発明に係るリン酸アルミニウム
粉体はこれらの用途に限定されることなく、例えばプラ
スチックの難燃剤、改質添加剤、防錆顔料、無機耐熱塗
料、パテ用の硬化剤のような特殊セメントとしての接着
剤、触媒担体等に用いることもできる。
【００２３】本発明によれば、廃液中の亜リン酸の有効
利用を企図して水酸化アルミニウムと亜リン酸含有工場
廃液を用いてセラミック原料として有用なリン酸アルミ
ニウムを製造することが可能であり、環境汚染の問題を
解決するとともに資源のリサイクル化により資源の有効
活用を工業的に図ることができる。
利用を企図して水酸化アルミニウムと亜リン酸含有工場
廃液を用いてセラミック原料として有用なリン酸アルミ
ニウムを製造することが可能であり、環境汚染の問題を
解決するとともに資源のリサイクル化により資源の有効
活用を工業的に図ることができる。
【００２４】水酸化アルミニウムと廃液中の亜リン酸と
を原料としてリン酸アルミニウムを得る反応は、下記反
応式（１）、（２）、（３）に基づき進行する。すなわ
ち、反応式（１）により、先ず含水塩基性亜リン酸アル
ミニウムが生成し、反応式（２）により乾燥処理を施し
て脱水させ、実質的な無水塩基性亜リン酸アルミニウム
とする。次いで、酸化焼成することにより反応式（３）
に基づいてリン酸アルミニウムが製造される。 ３Ａｌ（ＯＨ）3 ＋３Ｈ3 ＰＯ3 → Ａｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏ＋２Ｈ2 Ｏ （１） Ａｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏ → Ａｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ＋４Ｈ2 Ｏ （２） 加熱（１５０℃） Ａｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ＋３／２Ｏ2 → ３ＡｌＰＯ4 ＋３Ｈ2 Ｏ （３） 酸化焼成（７００〜１４００℃）
を原料としてリン酸アルミニウムを得る反応は、下記反
応式（１）、（２）、（３）に基づき進行する。すなわ
ち、反応式（１）により、先ず含水塩基性亜リン酸アル
ミニウムが生成し、反応式（２）により乾燥処理を施し
て脱水させ、実質的な無水塩基性亜リン酸アルミニウム
とする。次いで、酸化焼成することにより反応式（３）
に基づいてリン酸アルミニウムが製造される。 ３Ａｌ（ＯＨ）3 ＋３Ｈ3 ＰＯ3 → Ａｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏ＋２Ｈ2 Ｏ （１） Ａｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏ → Ａｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ＋４Ｈ2 Ｏ （２） 加熱（１５０℃） Ａｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ＋３／２Ｏ2 → ３ＡｌＰＯ4 ＋３Ｈ2 Ｏ （３） 酸化焼成（７００〜１４００℃）
【００２５】本発明では、反応式（１）が示すように水
酸化アルミニウムと亜リン酸とが等モルで反応し、塩基
性亜リン酸アルミニウムを生成するところが工業的意義
の点から最も重要であるが、（１）式の反応は水酸化ア
ルミニウム／亜リン酸のモル比は１または１より大でな
ければならない。このモル比が１より小さくなると沈殿
生成および加熱焼成の三つの工程では、下記（４）、
（５）および（６）式に基づいて反応が進行し、亜リン
酸アルミニウムが生成して、これが熱処理工程において
体積膨張あるいはホスフィンガスの発生を伴って、目的
生成物のリン酸アルミニウムの収率を低下させることに
なる。 ２Ａｌ（ＯＨ）3 ＋３Ｈ3 ＰＯ3 → Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏ＋２Ｈ2 Ｏ （４） Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏ → Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ＋４Ｈ2 Ｏ （５） 加熱（１５０℃） Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ＋３／２Ｏ2 → ２ＡｌＰＯ4 ＋ＰＨ3 ↑＋２Ｏ2 ↑ （６） 酸化焼成（７００〜１４００℃）
酸化アルミニウムと亜リン酸とが等モルで反応し、塩基
性亜リン酸アルミニウムを生成するところが工業的意義
の点から最も重要であるが、（１）式の反応は水酸化ア
ルミニウム／亜リン酸のモル比は１または１より大でな
ければならない。このモル比が１より小さくなると沈殿
生成および加熱焼成の三つの工程では、下記（４）、
（５）および（６）式に基づいて反応が進行し、亜リン
酸アルミニウムが生成して、これが熱処理工程において
体積膨張あるいはホスフィンガスの発生を伴って、目的
生成物のリン酸アルミニウムの収率を低下させることに
なる。 ２Ａｌ（ＯＨ）3 ＋３Ｈ3 ＰＯ3 → Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏ＋２Ｈ2 Ｏ （４） Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏ → Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ＋４Ｈ2 Ｏ （５） 加熱（１５０℃） Ａｌ2 （ＨＰＯ3 ）3 ＋３／２Ｏ2 → ２ＡｌＰＯ4 ＋ＰＨ3 ↑＋２Ｏ2 ↑ （６） 酸化焼成（７００〜１４００℃）
【００２６】このように、通常亜リン酸をリン酸源とし
て水酸化アルミニウムと反応させてリン酸アルミニウム
を製造する場合、その前駆体は亜リン酸アルミニウムで
あるところから、この反応モル比（水酸化アルミニウム
／亜リン酸）は２／３に設定されるが、その反応生成物
を焼成すると前記したように重大な問題が発生する。し
かし本発明では塩基性亜リン酸アルミニウムを生成させ
て、これを焼成するのでこのような問題が全く起こら
ず、しかも物理的に優れたリン酸アルミニウムが得られ
るという全く予想外の効果が発現する。
て水酸化アルミニウムと反応させてリン酸アルミニウム
を製造する場合、その前駆体は亜リン酸アルミニウムで
あるところから、この反応モル比（水酸化アルミニウム
／亜リン酸）は２／３に設定されるが、その反応生成物
を焼成すると前記したように重大な問題が発生する。し
かし本発明では塩基性亜リン酸アルミニウムを生成させ
て、これを焼成するのでこのような問題が全く起こら
ず、しかも物理的に優れたリン酸アルミニウムが得られ
るという全く予想外の効果が発現する。
【００２７】
【実施例】以下、本発明を実施例と比較例により詳細に
説明するが本発明はこれらに限定されるものではない。
説明するが本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２８】実施例１ 用いた亜リン酸含有工場廃液の組成を表１に示した。
【表１】
【００２９】水酸化アルミニウム（昭和電工社製、ハイ
ジライトＨ−４２）２３４ｇに水９３６ｇを加えて、強
力剪断力により充分に分散させ、８０℃まで昇温してス
ラリー（Ａ液）を調整した。また表１に示した組成の亜
リン酸含有工場廃液４１１ｇに水８１ｇを加え８０℃ま
で昇温してＢ液とした。Ａ液にＢ液を約１時間かけて滴
下して反応を行わせた〔Ａｌ（ＯＨ）3 ／Ｈ3 ＰＯ3 の
モル比１〕後、さらに８０℃の温度で２時間反応を行っ
た。得られた反応スラリーをホモジナイザーで強力剪断
処理したのち、常法により濾過分離し、次いで１２０℃
で５時間乾燥した後、粉砕して白色粉末４４４ｇを得
た。
ジライトＨ−４２）２３４ｇに水９３６ｇを加えて、強
力剪断力により充分に分散させ、８０℃まで昇温してス
ラリー（Ａ液）を調整した。また表１に示した組成の亜
リン酸含有工場廃液４１１ｇに水８１ｇを加え８０℃ま
で昇温してＢ液とした。Ａ液にＢ液を約１時間かけて滴
下して反応を行わせた〔Ａｌ（ＯＨ）3 ／Ｈ3 ＰＯ3 の
モル比１〕後、さらに８０℃の温度で２時間反応を行っ
た。得られた反応スラリーをホモジナイザーで強力剪断
処理したのち、常法により濾過分離し、次いで１２０℃
で５時間乾燥した後、粉砕して白色粉末４４４ｇを得
た。
【００３０】得られた白色粉末を蛍光Ｘ線法と示差熱分
析法により分析した結果、Ａｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2 （Ｈ
ＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏの化学組成を有する塩基性亜リン
酸アルミニウムであることを確認した。 次いで、得ら
れた塩基性亜リン酸アルミニウム粉体を加熱炉内にて加
熱し、１２００℃に達したところで酸化焼成反応を止
め、白色粉末３６６ｇを得た。得られた白色粉末をＸ線
回折分析により分析し、ＡｌＰＯ4 の化学組成を有する
白色リン酸アルミニウムであることを確認した（亜リン
酸に対する収率８２．４％）。
析法により分析した結果、Ａｌ（ＯＨ）3 ・Ａｌ2 （Ｈ
ＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏの化学組成を有する塩基性亜リン
酸アルミニウムであることを確認した。 次いで、得ら
れた塩基性亜リン酸アルミニウム粉体を加熱炉内にて加
熱し、１２００℃に達したところで酸化焼成反応を止
め、白色粉末３６６ｇを得た。得られた白色粉末をＸ線
回折分析により分析し、ＡｌＰＯ4 の化学組成を有する
白色リン酸アルミニウムであることを確認した（亜リン
酸に対する収率８２．４％）。
【００３１】比較例１ 実施例１と同様に水酸化アルミニウム（昭和電工社製、
ハイジライトＨ−４２）１５６ｇを水６２４ｇに良く分
散させ、８０℃まで昇温してスラリー（Ａ液）を調整し
た。表１の組成の亜リン酸含有廃液４１１ｇに水８１ｇ
を加え８０℃まで昇温しＢ液とした。Ａ液にＢ液を約１
時間かけて滴下して反応させ〔Ａｌ（ＯＨ）3 ／Ｈ3 Ｐ
Ｏ3 のモル比２／３〕、次いで８０℃の温度で２時間熟
成反応を行ったのち、常法により濾過分離し、次いで１
２０℃で５時間乾燥後、粉砕して白色粉末３６６ｇを得
た。
ハイジライトＨ−４２）１５６ｇを水６２４ｇに良く分
散させ、８０℃まで昇温してスラリー（Ａ液）を調整し
た。表１の組成の亜リン酸含有廃液４１１ｇに水８１ｇ
を加え８０℃まで昇温しＢ液とした。Ａ液にＢ液を約１
時間かけて滴下して反応させ〔Ａｌ（ＯＨ）3 ／Ｈ3 Ｐ
Ｏ3 のモル比２／３〕、次いで８０℃の温度で２時間熟
成反応を行ったのち、常法により濾過分離し、次いで１
２０℃で５時間乾燥後、粉砕して白色粉末３６６ｇを得
た。
【００３２】この白色粉末を蛍光Ｘ線法と示差熱分析法
により分析した結果、塩基性亜リン酸アルミニウムでは
なく、Ａｌ3 （ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏの化学組成を有
する亜リン酸アルミニウムであることが確認された。次
いで、得られた亜リン酸アルミニウムを加熱炉内にて加
熱し、実施例１と同様な操作で１２００℃に達したとこ
ろで反応を止め、白色粉末２４４ｇを得た。なお、この
加熱反応時に５００℃付近でホスフィンガスが発生し、
その後生成物は発砲しながら約５倍程度に体積が一時的
に膨張した。得られた白色粉末をＸ線回折分析により分
析した結果、ＡｌＰＯ4 の化学組成のリン酸アルミニウ
ムであることを確認した（亜リン酸に対する収率６７．
０％）。なお、本発明では亜リン酸源として工場廃液を
用いたが工業薬品としての亜リン酸が用いられることは
いうまでもない。
により分析した結果、塩基性亜リン酸アルミニウムでは
なく、Ａｌ3 （ＨＰＯ3 ）3 ・４Ｈ2 Ｏの化学組成を有
する亜リン酸アルミニウムであることが確認された。次
いで、得られた亜リン酸アルミニウムを加熱炉内にて加
熱し、実施例１と同様な操作で１２００℃に達したとこ
ろで反応を止め、白色粉末２４４ｇを得た。なお、この
加熱反応時に５００℃付近でホスフィンガスが発生し、
その後生成物は発砲しながら約５倍程度に体積が一時的
に膨張した。得られた白色粉末をＸ線回折分析により分
析した結果、ＡｌＰＯ4 の化学組成のリン酸アルミニウ
ムであることを確認した（亜リン酸に対する収率６７．
０％）。なお、本発明では亜リン酸源として工場廃液を
用いたが工業薬品としての亜リン酸が用いられることは
いうまでもない。
【００３３】
【発明の効果】上記のとおり、本発明によれば亜リン酸
含有工場廃液から各種セラミックの原料として有用なリ
ン酸アルミニウムセラミック粉体を工業的に有利な方法
で収率よく得ることができるので、これまで、海洋投棄
や埋め立て処理されていた亜リン酸を多く含有する工場
廃液の有効利用法として、今後、産業上の利用価値は極
めて高い。
含有工場廃液から各種セラミックの原料として有用なリ
ン酸アルミニウムセラミック粉体を工業的に有利な方法
で収率よく得ることができるので、これまで、海洋投棄
や埋め立て処理されていた亜リン酸を多く含有する工場
廃液の有効利用法として、今後、産業上の利用価値は極
めて高い。
Claims (4)
- 【請求項１】 亜リン酸含有工場廃液と水酸化アルミニ
ウムとの反応生成物からなることを特徴とするリン酸ア
ルミニウムセラミック粉体。 - 【請求項２】 亜リン酸含有工場廃液に水酸化アルミニ
ウムを加えて塩基性亜リン酸アルミニウムを沈殿させる
沈殿生成工程、次いで該沈殿物を加熱して脱水および酸
化焼成する熱処理工程、とからなることを特徴とするリ
ン酸アルミニウムセラミック粉体の製造方法。 - 【請求項３】 沈殿生成工程における亜リン酸含有工場
廃液中の亜リン酸と水酸化アルミニウムとのモル比（水
酸化アルミニウム／亜リン酸のモル比）が１以上である
請求項２記載のリン酸アルミニウムセラミック粉体の製
造方法。 - 【請求項４】 熱処理工程における酸化焼成温度が７０
０〜１４００℃である請求項２または３記載のリン酸ア
ルミニウムセラミック粉体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9198796A JPH09255318A (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | リン酸アルミニウムセラミック粉体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9198796A JPH09255318A (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | リン酸アルミニウムセラミック粉体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09255318A true JPH09255318A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14041827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9198796A Pending JPH09255318A (ja) | 1996-03-21 | 1996-03-21 | リン酸アルミニウムセラミック粉体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09255318A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001087654A (ja) * | 1999-09-21 | 2001-04-03 | Otsuka Chem Co Ltd | 可視光活性光触媒 |
| JP2015507590A (ja) * | 2011-12-05 | 2015-03-12 | クラリアント・ファイナンス・（ビーブイアイ）・リミテッド | 亜リン酸水素アルミニウムとアルミニウム塩との混合物、その製造方法、ならびにその使用 |
| JP2017186224A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-12 | 太平化学産業株式会社 | 亜リン酸アルミニウム、および難燃性樹脂組成物 |
-
1996
- 1996-03-21 JP JP9198796A patent/JPH09255318A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001087654A (ja) * | 1999-09-21 | 2001-04-03 | Otsuka Chem Co Ltd | 可視光活性光触媒 |
| JP4526619B2 (ja) * | 1999-09-21 | 2010-08-18 | 大塚化学株式会社 | 可視光活性光触媒 |
| JP2015507590A (ja) * | 2011-12-05 | 2015-03-12 | クラリアント・ファイナンス・（ビーブイアイ）・リミテッド | 亜リン酸水素アルミニウムとアルミニウム塩との混合物、その製造方法、ならびにその使用 |
| JP2017186224A (ja) * | 2016-03-30 | 2017-10-12 | 太平化学産業株式会社 | 亜リン酸アルミニウム、および難燃性樹脂組成物 |
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