JPS58120518A - 高純度アルミナの製造方法 - Google Patents
高純度アルミナの製造方法Info
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- JPS58120518A JPS58120518A JP57227209A JP22720982A JPS58120518A JP S58120518 A JPS58120518 A JP S58120518A JP 57227209 A JP57227209 A JP 57227209A JP 22720982 A JP22720982 A JP 22720982A JP S58120518 A JPS58120518 A JP S58120518A
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- 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
- C01F7/46—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates
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- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/20—Preparation of aluminium oxide or hydroxide from aluminous ores using acids or salts
- C01F7/22—Preparation of aluminium oxide or hydroxide from aluminous ores using acids or salts with halides or halogen acids
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- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/30—Preparation of aluminium oxide or hydroxide by thermal decomposition or by hydrolysis or oxidation of aluminium compounds
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は不純な塩化アルミニウム溶液から高純駁アルミ
ナを製造する新規な方法に関する。
ナを製造する新規な方法に関する。
高純にアルミナはムt2o5を99.9 ’S以上の純
度で含有する。高純度アルミナは現在、多くの用途に使
用されている・その用途としては、例えば、工業用セラ
ミックス、半透明アル電すの製造、螢光灯の発九組成物
、ビオセラミックス(bioe・ra−miam)およ
び金属の研磨が挙げられる。更に高純社アルミナはベル
ヌーイの結晶化法によJj4ツクリスタル(monoc
rygtal )を製造する原料である。
度で含有する。高純度アルミナは現在、多くの用途に使
用されている・その用途としては、例えば、工業用セラ
ミックス、半透明アル電すの製造、螢光灯の発九組成物
、ビオセラミックス(bioe・ra−miam)およ
び金属の研磨が挙げられる。更に高純社アルミナはベル
ヌーイの結晶化法によJj4ツクリスタル(monoc
rygtal )を製造する原料である。
高純度アルミナは種々の方法で製造し得る―これらの方
法のあるものにおいては出発原料としてアルミニウムが
使用される@このアルミニウムを有機酸塩またはアルコ
キシドに転化しつhでm水分解するかあるいは熱分解し
て最終的にアルミナを得る。ある場合KFiアルコール
を再循環させることも可能であるが、この方法で得られ
るアルミナの価格は金属アルミニウムを使用する必要が
あるため、非常に高いものとなる。
法のあるものにおいては出発原料としてアルミニウムが
使用される@このアルミニウムを有機酸塩またはアルコ
キシドに転化しつhでm水分解するかあるいは熱分解し
て最終的にアルミナを得る。ある場合KFiアルコール
を再循環させることも可能であるが、この方法で得られ
るアルミナの価格は金属アルミニウムを使用する必要が
あるため、非常に高いものとなる。
他の方法はアルミニウムをその鉱石から製造する際に大
量に生ずる不純な水酸化アルミニウムを原料として使用
している。この方法は中間体として無機塩を製造する工
程を含んでおり、この無機塩の結晶化工程は不純物の大
部分を除去するのに利用し得る。かく得られた無機塩を
ついで熱分解°して純粋なアルミナを得る。この原理を
使用する方法は水酸化アルミニウム、硫酸およびアンモ
ニアから生成するアンモニウムミョウバンの結晶化に基
づいている。しかしながら、無機塩の使用は多くの欠点
を有する0第1K、アンモニウムミョウバンの分子Nn
4Az(so4)z・12H20はアルミナを11−以
下しか含有していないので非常に多くの反応剤を消費し
かつガス状分解生成物は回収することが不可能である。
量に生ずる不純な水酸化アルミニウムを原料として使用
している。この方法は中間体として無機塩を製造する工
程を含んでおり、この無機塩の結晶化工程は不純物の大
部分を除去するのに利用し得る。かく得られた無機塩を
ついで熱分解°して純粋なアルミナを得る。この原理を
使用する方法は水酸化アルミニウム、硫酸およびアンモ
ニアから生成するアンモニウムミョウバンの結晶化に基
づいている。しかしながら、無機塩の使用は多くの欠点
を有する0第1K、アンモニウムミョウバンの分子Nn
4Az(so4)z・12H20はアルミナを11−以
下しか含有していないので非常に多くの反応剤を消費し
かつガス状分解生成物は回収することが不可能である。
更にアンモニウムミョウバンけその結晶水中に約85°
Cで溶解するという特性を有する・そのため、非常に大
きな効果を有するある種の方法がフランス特許出−第8
0.14620号の対象となっているにも拘わらず、上
記アンモニウム建ヨウパンの熱処理を経済的に行うのに
ある種の技術的困難を生ずる。
Cで溶解するという特性を有する・そのため、非常に大
きな効果を有するある種の方法がフランス特許出−第8
0.14620号の対象となっているにも拘わらず、上
記アンモニウム建ヨウパンの熱処理を経済的に行うのに
ある種の技術的困難を生ずる。
これに刻して、塩化アルミニウム法を使用することはよ
シ有用であると推測される・事実、塩化アルミニウム溶
液から出発した場合、アルミナ含有量が21−に増大し
た、かつ、結晶水中に溶解することのないアルミナ6水
和物ムtct3・l5H20を晶出させることができる
。更に、この塩の熱加水分解(pyrohydroly
sig )にょシ、必要に応じて、回収可能な塩酸と水
との混合物が放出される。
シ有用であると推測される・事実、塩化アルミニウム溶
液から出発した場合、アルミナ含有量が21−に増大し
た、かつ、結晶水中に溶解することのないアルミナ6水
和物ムtct3・l5H20を晶出させることができる
。更に、この塩の熱加水分解(pyrohydroly
sig )にょシ、必要に応じて、回収可能な塩酸と水
との混合物が放出される。
更に、塩化アルミニウムの供給源は極めて多い。
その供給源としては例えはいわゆるエツチング法を行う
場合のごとき、アルミニウムに塩酸を作用させる方法か
らの回収溶液が挙げられる。この溶液は非常に純粋であ
るが、多くの場合非常に稀薄である0クレイのごときあ
る種の鉱物に塩酸を作用させた場合にも不純な塩化物の
溶液が得られるが、その精製については研究が行われて
いる。最後に、ミョウバンを用いる場合には、塩酸溶液
中[フルンナS水和物を溶解させて、塩化アルミニウム
を溶液として得ることが容易である。
場合のごとき、アルミニウムに塩酸を作用させる方法か
らの回収溶液が挙げられる。この溶液は非常に純粋であ
るが、多くの場合非常に稀薄である0クレイのごときあ
る種の鉱物に塩酸を作用させた場合にも不純な塩化物の
溶液が得られるが、その精製については研究が行われて
いる。最後に、ミョウバンを用いる場合には、塩酸溶液
中[フルンナS水和物を溶解させて、塩化アルミニウム
を溶液として得ることが容易である。
塩化アルミニウム溶液をアルミナに転化する方法は多数
、知られている・ その方法のあるものけ、塩化アルミニウム溶液を火炎中
で直接、熱加水分解することからなる。
、知られている・ その方法のあるものけ、塩化アルミニウム溶液を火炎中
で直接、熱加水分解することからなる。
この反応は極めて迅速であるが、脱塩化水酸(d@eh
lorohydration )が完結することは稀で
ある。また、回収されるアルミナは常に比較的多量の残
留塩素を含有している・残留塩素の含有量を減少させる
唯一の方法は火炎温度を上昇させることであるが、これ
に対応して結晶が大きくなり、従って必然的に比表面積
の小さい粉末が生ずる。
lorohydration )が完結することは稀で
ある。また、回収されるアルミナは常に比較的多量の残
留塩素を含有している・残留塩素の含有量を減少させる
唯一の方法は火炎温度を上昇させることであるが、これ
に対応して結晶が大きくなり、従って必然的に比表面積
の小さい粉末が生ずる。
更に、処理時間が短いため−このことは装置の生産性と
いう点からは好ましいことであるか−、製品の均質性が
有害な影響を受ける◎ 塩化アルミニウム溶液をアルミナに転化する別の方法は
塩化アルミニウム6水和物結晶を形成させる中間工程を
包含している。原則的には、この工程により不純物、特
に鉄を分離することができ、溶液中の塩化アルミニウム
は母液中に溶解した状態で残留する。純粋な酸溶液で洗
浄した後、結晶を熱処理する。この処理の後、結晶水に
よる加水分解を行い、結晶から部分的に塩酸を除去する
。
いう点からは好ましいことであるか−、製品の均質性が
有害な影響を受ける◎ 塩化アルミニウム溶液をアルミナに転化する別の方法は
塩化アルミニウム6水和物結晶を形成させる中間工程を
包含している。原則的には、この工程により不純物、特
に鉄を分離することができ、溶液中の塩化アルミニウム
は母液中に溶解した状態で残留する。純粋な酸溶液で洗
浄した後、結晶を熱処理する。この処理の後、結晶水に
よる加水分解を行い、結晶から部分的に塩酸を除去する
。
完全な熱加水分解を行うためKけ、結晶を最終的に相当
の高温にすることが必要である。
の高温にすることが必要である。
従来、上記の方法では、大きな比am積を有するかつ0
.1−以下の残留塩素を含有する転移アルミナを工業的
規模で製造することはできなかった。
.1−以下の残留塩素を含有する転移アルミナを工業的
規模で製造することはできなかった。
実際には、ある種の用途については、高純度アルミナは
100 mt/f以上の比表面積を有することが必要で
ある。このことは研磨、kルヌーイバーナーを用いる結
晶化、充填物、I!#に、紙コンデンサー中の充填物と
しての使用部に適用される・更に、コランダムの焼結に
よシ得られる工業用セラミックスについては、粒子径に
関して可能な限り最大の均一性を有する粉体が常IIc
I求される。
100 mt/f以上の比表面積を有することが必要で
ある。このことは研磨、kルヌーイバーナーを用いる結
晶化、充填物、I!#に、紙コンデンサー中の充填物と
しての使用部に適用される・更に、コランダムの焼結に
よシ得られる工業用セラミックスについては、粒子径に
関して可能な限り最大の均一性を有する粉体が常IIc
I求される。
このような均一性を得るためKは、中間工程において、
微細な元素状粒子として重比する。かつ十分に制御され
た方法によ如コランダムに転化させ得る均質な製品を調
製することが必要である口従って、塩化アルミニウム溶
液から高純度アルミナを製造する工業的な方法であって
、大きな比表面積を有しかつ残留塩素含有量が0.11
を越えない中間体アルミナを製造し得る方法が要求され
ている。
微細な元素状粒子として重比する。かつ十分に制御され
た方法によ如コランダムに転化させ得る均質な製品を調
製することが必要である口従って、塩化アルミニウム溶
液から高純度アルミナを製造する工業的な方法であって
、大きな比表面積を有しかつ残留塩素含有量が0.11
を越えない中間体アルミナを製造し得る方法が要求され
ている。
本発明は上記の要求を満足させるものであシ、従って本
発明によれは下記の工程、すなわち、塩化アルミニウム
6水和物を1工程またFi2工程で晶出させて400〜
4000ミクロンの直径を有する結晶を生成させる工程
と、残留塩素含有量が常に0.1−以下であシかっ10
0 m”/ 1以上の比表面積を有する生成物を生成さ
せる、ドレン床(drain@d b@d )で行われ
る連続的または非連続的焼成1租とからなる、かつ1.
塩酸を濃縮された状態で回収するととKよシ全ての塩酸
を再使用することを可能にする、不純な塩化アルミニウ
ム溶液から高純度アkiすを製造する方法が提供される
O ゛以下においては、本発明の理解を容易にするために1
権々の工程について更に詳しく説明する。
発明によれは下記の工程、すなわち、塩化アルミニウム
6水和物を1工程またFi2工程で晶出させて400〜
4000ミクロンの直径を有する結晶を生成させる工程
と、残留塩素含有量が常に0.1−以下であシかっ10
0 m”/ 1以上の比表面積を有する生成物を生成さ
せる、ドレン床(drain@d b@d )で行われ
る連続的または非連続的焼成1租とからなる、かつ1.
塩酸を濃縮された状態で回収するととKよシ全ての塩酸
を再使用することを可能にする、不純な塩化アルミニウ
ム溶液から高純度アkiすを製造する方法が提供される
O ゛以下においては、本発明の理解を容易にするために1
権々の工程について更に詳しく説明する。
晶出工程を行うためKは、8〜33重量−1好ましくは
25〜32重量慢のA/C13を含有する濃厚溶液を使
用することが好ましい1 塩化アルミニウム6水和物の連続的晶出は、塩化アルミ
ニウム6水和物結晶と0.5〜15憾、好ましくけ0.
5〜4慢のhtct5を含有する、使用ずみの塩化アル
ミニウム溶液とからなる撹拌されている懸濁液に、ガス
状塩酸と新しい塩化アル建ニウム溶液とを連続的に噴入
させることによシ行われる。
25〜32重量慢のA/C13を含有する濃厚溶液を使
用することが好ましい1 塩化アルミニウム6水和物の連続的晶出は、塩化アルミ
ニウム6水和物結晶と0.5〜15憾、好ましくけ0.
5〜4慢のhtct5を含有する、使用ずみの塩化アル
ミニウム溶液とからなる撹拌されている懸濁液に、ガス
状塩酸と新しい塩化アル建ニウム溶液とを連続的に噴入
させることによシ行われる。
所望の大きさの結晶を生成させかつ溶液を完全に消費す
るためKは、溶液中のHClの濃度を15〜35優、好
ましくけ29〜34%に保持することが必要であるO A/C15の溶解度は温度が変化しても余夛大きくけ変
化しないので、晶出操作は周囲温I[〜80“Cの温度
で行い得る。しかしながら、50〜75”Cの温度で操
作を行うことは、この温度範囲では核形成の頻度が減少
するという理由で特に好ましい◎50〜75’Cの温度
で晶出工程を竹うことの他の利点は、溶液が飽和される
ことによfiHcJのm度が自動的に決定されることで
ある。
るためKは、溶液中のHClの濃度を15〜35優、好
ましくけ29〜34%に保持することが必要であるO A/C15の溶解度は温度が変化しても余夛大きくけ変
化しないので、晶出操作は周囲温I[〜80“Cの温度
で行い得る。しかしながら、50〜75”Cの温度で操
作を行うことは、この温度範囲では核形成の頻度が減少
するという理由で特に好ましい◎50〜75’Cの温度
で晶出工程を竹うことの他の利点は、溶液が飽和される
ことによfiHcJのm度が自動的に決定されることで
ある。
晶出を行うための好ましい態様においてはこの工程を液
体一固体流動床を行うが、この方法により高い生産性と
満足すべき溶液消費率で、実質的な大きさの結晶を捕集
することができる@この方法を実施するための装置系が
第1図に示されているO 晶出器1は円錐形底部を有するシリンダーからなり、そ
の上方端部に液体の上昇速度を減少させる走めのベルマ
ウス(ball mouth)が設けられている一結畠
の懸濁液8を撹拌機20作用により連続的に移動させる
。頂部においては、4から流出するかつ少量の微粒子だ
けを含有する母液を交換器4′に通送しついで循環ボン
デ3により再循環させる一母液の一部け“プロー−オフ
”(blow−off”)4として除去する0 大きな結晶は円錐部から取出し、このスラリーを濾過器
5上で捕集する0 反応器にその円筒部の底部の種々の部分、6.6’から
塩化アル1=ウム溶液を導入する・塩酸は円錐部の底部
において母液循環回路7に圧入する・大きな結晶を形成
させることは塩化物の純変を向上させるための一方法で
ある。事実、このことはバイヤー法のアルミナ水利物に
塩酸を作用させて得られる不純な溶液から種々の大きさ
の結晶を晶出させた結果から容易に示される。
体一固体流動床を行うが、この方法により高い生産性と
満足すべき溶液消費率で、実質的な大きさの結晶を捕集
することができる@この方法を実施するための装置系が
第1図に示されているO 晶出器1は円錐形底部を有するシリンダーからなり、そ
の上方端部に液体の上昇速度を減少させる走めのベルマ
ウス(ball mouth)が設けられている一結畠
の懸濁液8を撹拌機20作用により連続的に移動させる
。頂部においては、4から流出するかつ少量の微粒子だ
けを含有する母液を交換器4′に通送しついで循環ボン
デ3により再循環させる一母液の一部け“プロー−オフ
”(blow−off”)4として除去する0 大きな結晶は円錐部から取出し、このスラリーを濾過器
5上で捕集する0 反応器にその円筒部の底部の種々の部分、6.6’から
塩化アル1=ウム溶液を導入する・塩酸は円錐部の底部
において母液循環回路7に圧入する・大きな結晶を形成
させることは塩化物の純変を向上させるための一方法で
ある。事実、このことはバイヤー法のアルミナ水利物に
塩酸を作用させて得られる不純な溶液から種々の大きさ
の結晶を晶出させた結果から容易に示される。
Al2O5に基づく不純物の量と結晶の大きさを示せば
つぎの通りである: 不純物 原料 塩化アルミニウム6水和物Ca
250 40 21 15r
e 200 15 5.4
5.2Gm 88 5.5
(2<2− 5.5 2.7 2.1
(2Mm 1.9 (0,5<0.
5 <0.5Na 1700 90
44 (40816520−3013i1 Ti 12 <3 <3
<3濾過と遠心分離により分離した後、結晶をドレ
ン床中での嗜焼から再循環される純粋な酸で洗滲する・ このドレン床中での燃焼の特徴は塩化アルミニウム6水
和物結晶の層中に、該層中を通過する熱ガスによシ該ガ
スの速度が結晶の最小流動速友より大きい場合において
も固体(結晶)を移動させないように、熱ガスを強制的
に通過させることKある。
つぎの通りである: 不純物 原料 塩化アルミニウム6水和物Ca
250 40 21 15r
e 200 15 5.4
5.2Gm 88 5.5
(2<2− 5.5 2.7 2.1
(2Mm 1.9 (0,5<0.
5 <0.5Na 1700 90
44 (40816520−3013i1 Ti 12 <3 <3
<3濾過と遠心分離により分離した後、結晶をドレ
ン床中での嗜焼から再循環される純粋な酸で洗滲する・ このドレン床中での燃焼の特徴は塩化アルミニウム6水
和物結晶の層中に、該層中を通過する熱ガスによシ該ガ
スの速度が結晶の最小流動速友より大きい場合において
も固体(結晶)を移動させないように、熱ガスを強制的
に通過させることKある。
ガスは晶出させた塩化物の層内を推進
(propulsion )または吸引によシ強制的に
通過させる・ ガスの通過は種々の方法によシ行い得る;すなわち、例
えば1 一水和された塩化物を多孔質支持体上に載置し、ガスは
塩化物を経て下方へ通過させる;−水和された塩化物を
2枚の多孔質支持体の間に挿入し、ガスを横方向または
底部から頂部へ通過させる。
通過させる・ ガスの通過は種々の方法によシ行い得る;すなわち、例
えば1 一水和された塩化物を多孔質支持体上に載置し、ガスは
塩化物を経て下方へ通過させる;−水和された塩化物を
2枚の多孔質支持体の間に挿入し、ガスを横方向または
底部から頂部へ通過させる。
熱加水分解工程は不連続的に行うかあるいは連続的に行
うことができ、前者の場合には塩化物の層は移動させず
に行い、後者の場合には塩化物の階を反応器の壁に沿っ
て、制御された速度で移動させる。
うことができ、前者の場合には塩化物の層は移動させず
に行い、後者の場合には塩化物の階を反応器の壁に沿っ
て、制御された速度で移動させる。
本発明の好ましい態様によれば、塩化物を熱加水分解し
てアルミナを生成させるのに必要な熱はこのガスによυ
供給される。
てアルミナを生成させるのに必要な熱はこのガスによυ
供給される。
水和塩化物の層中を通過させるガスは湿潤空気または辰
化水素の燃焼ガスであり得るが、本発明はこれらを使用
することに限定されるものではないO 熱加水分解の温度は転移アルミナを製造する場合には、
通常、700〜1300”C、好ましくけ700〜90
0@Cである◎ 第2図および第6図に、ドレン床で連続的および不連続
的焼成を行うための装置がそれぞれ示されている・ 第2図において不連続的反応器1け円筒形または平行大
面体形容器1からなシ、その側面には塩酸による腐蝕に
対して耐久性の、耐火性ライニングが施されている。反
応器の底部は多孔質単板3からなシその上に処理すべき
結晶4が載置されている・バーナー2を有する蓋により
反応器頂部が密閉されている。・2−ナーからの燃焼ガ
スは高速度で結晶の層を通過し、生成した塩酸はこのガ
スにより搬出される。ガスと塩酸はダクト5を経て吸収
塔6に運はれ、そこで塩酸が回収される。
化水素の燃焼ガスであり得るが、本発明はこれらを使用
することに限定されるものではないO 熱加水分解の温度は転移アルミナを製造する場合には、
通常、700〜1300”C、好ましくけ700〜90
0@Cである◎ 第2図および第6図に、ドレン床で連続的および不連続
的焼成を行うための装置がそれぞれ示されている・ 第2図において不連続的反応器1け円筒形または平行大
面体形容器1からなシ、その側面には塩酸による腐蝕に
対して耐久性の、耐火性ライニングが施されている。反
応器の底部は多孔質単板3からなシその上に処理すべき
結晶4が載置されている・バーナー2を有する蓋により
反応器頂部が密閉されている。・2−ナーからの燃焼ガ
スは高速度で結晶の層を通過し、生成した塩酸はこのガ
スにより搬出される。ガスと塩酸はダクト5を経て吸収
塔6に運はれ、そこで塩酸が回収される。
操作の終了時には、バーナーは切るが空気は結晶中を通
過させ、冷却を促進させる。結晶が十分に冷却された時
、蓋を取シ外し、アルミナをアルミニウム製容器中に吸
引する。ついで新しい原料を装入し得る。
過させ、冷却を促進させる。結晶が十分に冷却された時
、蓋を取シ外し、アルミナをアルミニウム製容器中に吸
引する。ついで新しい原料を装入し得る。
連続的方法Fi第3図に例示する装置中で行い得る。こ
の装MFiその中心部に塩化アルミニウム6水和物の結
晶6を供給するための供給ダクト1を;hする。この結
晶はついで平行な多孔質壁20間を徐々に移動させるこ
とによシ熱加水分解帯域に導入する。従って反応器tよ
その断面が通常、矩形である。例えは密閉ハウジング4
中に配列された一連のガス・く−ナー3によυ生ぜしめ
た熱ガスを多孔質壁2の一方から横方向に吹付ける。異
った温間水準に対応させて、異なった加熱帯域を直列に
設けることができる・熱ガスは塩化物粒子の層中を高速
度で通過しついで他方の多孔質壁2から流出し、その際
、このガスと共に、生成した水および塩酸を他方の密閉
ハウジング5中に流入させる。ハウジング5に設けられ
たダクト10によシ上記ガスを吸収装置9に送入し、塩
酸を吸収する。
の装MFiその中心部に塩化アルミニウム6水和物の結
晶6を供給するための供給ダクト1を;hする。この結
晶はついで平行な多孔質壁20間を徐々に移動させるこ
とによシ熱加水分解帯域に導入する。従って反応器tよ
その断面が通常、矩形である。例えは密閉ハウジング4
中に配列された一連のガス・く−ナー3によυ生ぜしめ
た熱ガスを多孔質壁2の一方から横方向に吹付ける。異
った温間水準に対応させて、異なった加熱帯域を直列に
設けることができる・熱ガスは塩化物粒子の層中を高速
度で通過しついで他方の多孔質壁2から流出し、その際
、このガスと共に、生成した水および塩酸を他方の密閉
ハウジング5中に流入させる。ハウジング5に設けられ
たダクト10によシ上記ガスを吸収装置9に送入し、塩
酸を吸収する。
多孔質壁2の端部から、製品、すなわち、完全にアルミ
ナに転化された水和物、が冷却帯域11に入プついで小
さい顆−粒7の状態で反応器から排出され、この顆粒は
粉末分配装置8により連続的に取出される。
ナに転化された水和物、が冷却帯域11に入プついで小
さい顆−粒7の状態で反応器から排出され、この顆粒は
粉末分配装置8により連続的に取出される。
本発明の方法に従ってドレン床を使用することによ如、
熱交換および材料の変換が改善される。
熱交換および材料の変換が改善される。
その結果、装置の生産性が向上する。
本発明の方法は種々の利点を有する:すなわち、生産性
が増大すると共に、残留塩素含有量が0.1−以下の、
かつ、100 m”/を以上の比表面積を有する高純度
転移アルミナを工業的規模で梨遺し得る。
が増大すると共に、残留塩素含有量が0.1−以下の、
かつ、100 m”/を以上の比表面積を有する高純度
転移アルミナを工業的規模で梨遺し得る。
本発明の他の重要な利点は、本発明の方法に従って得ら
れた転移アルミナはコランダムへの転化という点で非常
に反応性であるということである。
れた転移アルミナはコランダムへの転化という点で非常
に反応性であるということである。
すなわち、100 m2/ tの比表面積を有する、慣
用の之ヨウパンから得られたγ−アル電すを1150@
Cで2時間焼成した場合、49 rn’/fの比表面積
を有する粉末が得られるが、そのコランダム含有量は5
2−以下である・これに対して、塩化アルミニウム6水
和物から得られたγ−アルミすを上記と同一条件で焼成
して得ちれる粉末はα−Az2o5含有量が95−に達
し、比褒面積は6m”/lに減少する。
用の之ヨウパンから得られたγ−アル電すを1150@
Cで2時間焼成した場合、49 rn’/fの比表面積
を有する粉末が得られるが、そのコランダム含有量は5
2−以下である・これに対して、塩化アルミニウム6水
和物から得られたγ−アルミすを上記と同一条件で焼成
して得ちれる粉末はα−Az2o5含有量が95−に達
し、比褒面積は6m”/lに減少する。
最後に、本発明の更に利点は、塩化アル(=ラムに作用
させた塩酸および晶出工程で生成した塩酸を完全に回収
し得ることである。
させた塩酸および晶出工程で生成した塩酸を完全に回収
し得ることである。
以下に本発明の実施例を示す。
実施例1−1篇化アルミニウム溶液の調製バイヤー法で
得られるアルミナ3水和物は主として下記のごとき不純
物を含有している;不純物の含有量をA7205に基づ
いて示すと下記の通りである: 上iピのアルミナ6水和物を、管中に水蒸気を循環させ
ることによシ外部から加熱した工メナイト製反応器中に
装入した。水和物を約Sローの濃度を有する過剰の塩酸
と混合した・この懸濁物を撹拌しなから72@Cまで徐
々に加熱した。ついで加熱を中止し、温度を110@C
まで自生的に上昇させ、6.5時間後に90@CK低下
させた。反応溶液をP遇して不溶物を分離し、約50重
量%のht ct 5を含有する透明溶液を得た。この
溶液けなお60°Cの温度を有しておシ、その声け1に
尋しかった。
得られるアルミナ3水和物は主として下記のごとき不純
物を含有している;不純物の含有量をA7205に基づ
いて示すと下記の通りである: 上iピのアルミナ6水和物を、管中に水蒸気を循環させ
ることによシ外部から加熱した工メナイト製反応器中に
装入した。水和物を約Sローの濃度を有する過剰の塩酸
と混合した・この懸濁物を撹拌しなから72@Cまで徐
々に加熱した。ついで加熱を中止し、温度を110@C
まで自生的に上昇させ、6.5時間後に90@CK低下
させた。反応溶液をP遇して不溶物を分離し、約50重
量%のht ct 5を含有する透明溶液を得た。この
溶液けなお60°Cの温度を有しておシ、その声け1に
尋しかった。
実施例2−塩化アルミニウム6水和物の晶出(比較例)
アンカー形撹拌機、塩酸ガスと塩化アルミニウム溶液と
を導入する装置および底部に結晶スラリーを取出す装置
を備えた、容量111直径10awのパイレックスガラ
ス製容器に、約40−〇HC/を含有する塩酸水溶液5
00fを装入した。
アンカー形撹拌機、塩酸ガスと塩化アルミニウム溶液と
を導入する装置および底部に結晶スラリーを取出す装置
を備えた、容量111直径10awのパイレックスガラ
ス製容器に、約40−〇HC/を含有する塩酸水溶液5
00fを装入した。
晶出工程を通じてMCIガスの流率は常に409/時に
保持した。塩酸水溶液の温度を周囲温fK保持し、HC
1含有量は42−に保持した。ついで実施例1で得た3
0慢のhtct5を含有する水溶液を80f/時の流率
で圧入し、その際、撹拌機の速度は100100rp調
節した。結晶が生成し、結晶の懸濁液は粘度が増大した
・懸濁液の一部を反応器の底部から定期的に取出して、
晶出器内の液面を一定に保持しかつ粘度を一定に保持し
た・2500fの30チム1cls水溶液を注入した後
、該溶液の供給を中止した。結晶の懸濁液を反応器から
取出し、濾過しえ、濾過ケーキを581! H(J溶液
で洗浄した後、吸引濾過し九〇平均50声 の長さを有
する針状結晶が得られた・この結晶の試料を白金ルツボ
中に装入し、10口0@Cで3時間焼成してアルミナを
得た。その不純物の含有量を発光分光分析により測定し
た。下記のごとき結果が得られた: 上記の方法においては原料化合物の精製はかなり達成さ
れているが、上記で得られ友製品の純度は、この製品を
例えば高圧ナトリウム蒸気ランプ用の管に使用する半透
明セラ建ツクの製造で使用するのには不十分であった。
保持した。塩酸水溶液の温度を周囲温fK保持し、HC
1含有量は42−に保持した。ついで実施例1で得た3
0慢のhtct5を含有する水溶液を80f/時の流率
で圧入し、その際、撹拌機の速度は100100rp調
節した。結晶が生成し、結晶の懸濁液は粘度が増大した
・懸濁液の一部を反応器の底部から定期的に取出して、
晶出器内の液面を一定に保持しかつ粘度を一定に保持し
た・2500fの30チム1cls水溶液を注入した後
、該溶液の供給を中止した。結晶の懸濁液を反応器から
取出し、濾過しえ、濾過ケーキを581! H(J溶液
で洗浄した後、吸引濾過し九〇平均50声 の長さを有
する針状結晶が得られた・この結晶の試料を白金ルツボ
中に装入し、10口0@Cで3時間焼成してアルミナを
得た。その不純物の含有量を発光分光分析により測定し
た。下記のごとき結果が得られた: 上記の方法においては原料化合物の精製はかなり達成さ
れているが、上記で得られ友製品の純度は、この製品を
例えば高圧ナトリウム蒸気ランプ用の管に使用する半透
明セラ建ツクの製造で使用するのには不十分であった。
回転fi 20 rpmの撹拌機を取付けた直径0.0
8m。
8m。
高さ0.5mの、第1図に示した円筒−円錐形晶出器に
、klc13・6H20の晶出工程の母液を151/時
の流率でポンプ3により循環させた。晶出器に30 %
htct5溶液を30097時の流率テ、ダクト6お
よび6′から均等に分配して供給した。ガス状塩識をロ
タメーターで計量しながら80f/時の流率で管7から
圧入した。晶出器は当初、前の試験で調製した、極めて
広い範囲の粒子径を有する結晶を含有していた。晶出器
の温度は熱交換器4′によシロ0@Cに保持し、操作は
こ、の温度でHCtによυ飽和された、晶出工程からの
母液を用いて行った。この液体の組成けHCt3 S
% 、 klc151 %である・ htct5・6H20の結晶を定期的にあるいは連続的
に晶出器の底部から取出し、晶出器内の結晶の量を一定
に保持した。過剰の母液は併行的に再儂環ループから取
出した。
、klc13・6H20の晶出工程の母液を151/時
の流率でポンプ3により循環させた。晶出器に30 %
htct5溶液を30097時の流率テ、ダクト6お
よび6′から均等に分配して供給した。ガス状塩識をロ
タメーターで計量しながら80f/時の流率で管7から
圧入した。晶出器は当初、前の試験で調製した、極めて
広い範囲の粒子径を有する結晶を含有していた。晶出器
の温度は熱交換器4′によシロ0@Cに保持し、操作は
こ、の温度でHCtによυ飽和された、晶出工程からの
母液を用いて行った。この液体の組成けHCt3 S
% 、 klc151 %である・ htct5・6H20の結晶を定期的にあるいは連続的
に晶出器の底部から取出し、晶出器内の結晶の量を一定
に保持した。過剰の母液は併行的に再儂環ループから取
出した。
結晶けその大きさが十分であると判断された時点で取出
した。これらの操作条件において結晶の平均粒子径は約
1.2鶴であった。粒子の太きさけ非常に限定されてお
シ、約0.2〜2霞であった。
した。これらの操作条件において結晶の平均粒子径は約
1.2鶴であった。粒子の太きさけ非常に限定されてお
シ、約0.2〜2霞であった。
晶出器から流出する際に、塩化アル建ニウムの結晶をP
遇し1.53 優HCI溶液で洗浄した。塩化物のアリ
コートを採取し、前記実施例と同様の方法でアルミナに
転化した。
遇し1.53 優HCI溶液で洗浄した。塩化物のアリ
コートを採取し、前記実施例と同様の方法でアルミナに
転化した。
分光分析によりつぎのどとき結果が得られた:不純物C
a We Ga Mg Mn Na 81
Ti含有i 20 5 (22<0.5 45
13 (3(ppm) 上記の結晶化で得られる程度の純度の場合には、AlC
l5・6H20の結晶は、上記の品質の粉末に特有の用
途に使用するための高純度アルミナの製造に使用し得る
・ 実施例3で述べ先方法で調製したムtctH・6H20
の結晶をアルミナに転化させた。
a We Ga Mg Mn Na 81
Ti含有i 20 5 (22<0.5 45
13 (3(ppm) 上記の結晶化で得られる程度の純度の場合には、AlC
l5・6H20の結晶は、上記の品質の粉末に特有の用
途に使用するための高純度アルミナの製造に使用し得る
・ 実施例3で述べ先方法で調製したムtctH・6H20
の結晶をアルミナに転化させた。
これを行うため、結晶粉末を小さな箱の中に適Vな厚さ
く 251 )の層の状態で装入し、この箱を電熱器を
有する加熱炉中に装入した。周囲の空気中へ吸引する効
果的な換気装置を有する囲いを設けた。
く 251 )の層の状態で装入し、この箱を電熱器を
有する加熱炉中に装入した。周囲の空気中へ吸引する効
果的な換気装置を有する囲いを設けた。
加熱炉を一定条件で操作し、その温度を800@Cとし
た。
た。
周囲温度の箱を迅速に加熱炉中に装入し、6時間放置し
た。
た。
焼成終了時に捕集した製品をX線回折により分析した・
この製品は、実際、主としてγ型の転移アルミナであり
、その比表面積Fi109 rn”/fであった。しか
しながら、この製品はなお、約0.3′5優の過剰の塩
素を含有していた。
この製品は、実際、主としてγ型の転移アルミナであり
、その比表面積Fi109 rn”/fであった。しか
しながら、この製品はなお、約0.3′5優の過剰の塩
素を含有していた。
実施例 5 (比較例)
前記実施例で述べたと同一の装置内で塩化アルミニウム
6水和物を900°Cで3時間焼成した。
6水和物を900°Cで3時間焼成した。
操作をS時間継紗した。回収された製品は塩酸が適fに
除去され、その残留塩素含有量は460ppmを越えな
かったが、その比表面積は80m’/fに低下した。製
品は転移アルミナの混合物であった。
除去され、その残留塩素含有量は460ppmを越えな
かったが、その比表面積は80m’/fに低下した。製
品は転移アルミナの混合物であった。
実施例 6 不連続ドレン床での焼成
実施例3で述べた方法に従って流動床でvI4製した入
tct5・120の結晶を石英製反応器内の、多孔質セ
ラミック部品によシ支持された白金格子上に載置した。
tct5・120の結晶を石英製反応器内の、多孔質セ
ラミック部品によシ支持された白金格子上に載置した。
石英管は、結晶を上記管内で1000@Cに加熱した場
合でも壁の温度が60”Cを越えないようKするのに十
分な厚さのセラミック繊維により包囲した。上記の塩化
物は反応器の断面dm”当、j7425Fとなる量で装
入した。
合でも壁の温度が60”Cを越えないようKするのに十
分な厚さのセラミック繊維により包囲した。上記の塩化
物は反応器の断面dm”当、j7425Fとなる量で装
入した。
かく形成された均一な厚さの塩化物の層に5.8容量−
の水を含有する熱湿潤空気を上方から下方に向けて通送
した。空気の流率は断面hid♂当り1.75Nm”で
あった。空気は電熱器を取付けた輻射ハウジング内を通
過させることKよIp 、5oo−cの温度で結晶の層
中を通過するような温度に予熱した。1時間後に装置は
平衡状態となシ、装入原料Fis o o@cになった
・この条件下で装置を2時間作動させた。
の水を含有する熱湿潤空気を上方から下方に向けて通送
した。空気の流率は断面hid♂当り1.75Nm”で
あった。空気は電熱器を取付けた輻射ハウジング内を通
過させることKよIp 、5oo−cの温度で結晶の層
中を通過するような温度に予熱した。1時間後に装置は
平衡状態となシ、装入原料Fis o o@cになった
・この条件下で装置を2時間作動させた。
例えば3時間の操作を通じて、反応器内の装入物の損失
を監視した。この損失量は非常に/)なく、常K 10
mbar以下であった0最高温度は約5000Cであ
った。
を監視した。この損失量は非常に/)なく、常K 10
mbar以下であった0最高温度は約5000Cであ
った。
選択された期間の終了後、ガスの供給を中止し、装入物
を冷却させた。この方法によシ、反応器の断面積dm’
当p87.2tのアルミナが得られた。
を冷却させた。この方法によシ、反応器の断面積dm’
当p87.2tのアルミナが得られた。
分析結果から、このアルミナは900 ppm以下の残
留塩素を含有する、比表面積が163mンfのす一アル
ミナであることが判った・この極めて純度の高いアル建
すは、場合によシ粉砕した後、高純度転移アルミナの全
ての用途に使用するのに適している。
留塩素を含有する、比表面積が163mンfのす一アル
ミナであることが判った・この極めて純度の高いアル建
すは、場合によシ粉砕した後、高純度転移アルミナの全
ての用途に使用するのに適している。
更にこのアルミナは特に迅速にコランダムに転化された
。すなわち、このアルミナを1150’Cで2時間加熱
するととによF)、6m”/を以下の比表面積を有する
α−アルミナを95嚢含有する粉末が得られ九〇この製
品を焼結して、精密工業用セラミックを製造し得る。
。すなわち、このアルミナを1150’Cで2時間加熱
するととによF)、6m”/を以下の比表面積を有する
α−アルミナを95嚢含有する粉末が得られ九〇この製
品を焼結して、精密工業用セラミックを製造し得る。
実施例7一連続式ドレン床での焼成
塩化アルミニウム6水和物の熱加水分解を行うのに連続
式反応器を使用した。この装置は51の間隔を有する、
多孔質セラミック材料からなる2枚の平行な垂直板から
本質的になる。これらの格子を酸性燐酸アルミニウムに
よシ接着され九耐火性コンクリートの壁によ多側面を支
持させた。2枚の多孔質板と2枚の側壁により形成され
る空間に%RWdJ床での結晶化によシ得られた塩化ア
ルミニウム6水和物の結晶を充填した。この結晶を制御
された速度で徐々に移動させ、全体として移動床を形成
させた。
式反応器を使用した。この装置は51の間隔を有する、
多孔質セラミック材料からなる2枚の平行な垂直板から
本質的になる。これらの格子を酸性燐酸アルミニウムに
よシ接着され九耐火性コンクリートの壁によ多側面を支
持させた。2枚の多孔質板と2枚の側壁により形成され
る空間に%RWdJ床での結晶化によシ得られた塩化ア
ルミニウム6水和物の結晶を充填した。この結晶を制御
された速度で徐々に移動させ、全体として移動床を形成
させた。
多孔質壁の外側を、気密なかつ完全に耐熱性のケーシン
グに連結した。このケーシングの一方に熱湿潤空気を多
孔質板の表面のhx drn”当り0.45Nmmの流
率で導入した。
グに連結した。このケーシングの一方に熱湿潤空気を多
孔質板の表面のhx drn”当り0.45Nmmの流
率で導入した。
ケーシングの他方で塩酸を含有する熱ガスを捕集し、吸
収塔に通送しえ。
収塔に通送しえ。
流入するガスけ5容量優の水分を含有していた。
反応器は単一の処理帯域を有する;すなわち、ガスは多
孔質板中をそのどの部分においても同一の温度で、上方
に向って通過する。この温度は一定であシ、本実施例の
場合、800@Cである・装入原料の内部においては、
反応が発熱性であるため、反応器の入口側と出口側の間
で温*pが生じた。
孔質板中をそのどの部分においても同一の温度で、上方
に向って通過する。この温度は一定であシ、本実施例の
場合、800@Cである・装入原料の内部においては、
反応が発熱性であるため、反応器の入口側と出口側の間
で温*pが生じた。
反応器内での装入原料の全滞留時間は1時間であった・
移動床の平均降下速度は1−7分であった。
移動床の平均降下速度は1−7分であった。
20分後、結晶粒子が約203移動した時点では、温度
が800’CK達した。
が800’CK達した。
連続的に排出される生成物について分析を行った。
この生成物は残留塩素含有量が150 ppm以下で、
比表面積が140mワtのη−アルミナであった。
比表面積が140mワtのη−アルミナであった。
反応器から排出されるガスはHCIと水の混合物に基づ
いて4B’1k(DHClを含有していた。捕集された
溶液は塩化物の洗浄に使用することができ、また、ガス
状で生成するHCIは塩化アルミニウム水和物の晶出と
処理に使用し得る◎
いて4B’1k(DHClを含有していた。捕集された
溶液は塩化物の洗浄に使用することができ、また、ガス
状で生成するHCIは塩化アルミニウム水和物の晶出と
処理に使用し得る◎
第1図は本発明に従って、晶出工程を行うのに使用する
装置を示す。 1− 晶出器、 2−−一撹拌機、 3−一一循環ポン
プ、4′−−−交換器、5−−−濾過器。 !2IQ−仲本発明に従って、不連続的KI!lI焼を
行うのに使用する装置を示す。 1−m−反応器、 2−m−バーナー、 3−m−多孔
質単板、 4−m−結晶、 6− 吸収塔。 第3同は本発明に従って、連続的に燃焼を行うのに使用
する装置を示す。 1−m−供給ダクト、 2−一一多孔質壁、3−−−バ
ーナー、 4.5− 密閉ハウジング、6−−−結
晶、 7−〜−分配装迩、 8−−一顆粒、9−−−吸
収装置トf。
装置を示す。 1− 晶出器、 2−−一撹拌機、 3−一一循環ポン
プ、4′−−−交換器、5−−−濾過器。 !2IQ−仲本発明に従って、不連続的KI!lI焼を
行うのに使用する装置を示す。 1−m−反応器、 2−m−バーナー、 3−m−多孔
質単板、 4−m−結晶、 6− 吸収塔。 第3同は本発明に従って、連続的に燃焼を行うのに使用
する装置を示す。 1−m−供給ダクト、 2−一一多孔質壁、3−−−バ
ーナー、 4.5− 密閉ハウジング、6−−−結
晶、 7−〜−分配装迩、 8−−一顆粒、9−−−吸
収装置トf。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 t 不純な塩化アルミニウム溶液から0.1重量%以下
の残留塩素を含有する高純度アルミナを製造するにあた
シ、下記の工程、すなわち、1)塩酸の存在下で、塩化
アル(=ラム6水和物を400〜4000ミクpンの直
径を有する結晶の形で晶出させる工程、 b)上記で得た塩化アルミニウム6水和物O結晶をf過
と遠心分離によシ分離しついで分離した結晶を純粋な塩
酸で洗浄する工程およびC)洗浄した塩化アルミニウム
6水和物の結晶を700〜1300°Cの温度で熱加水
分解する工程であって、かつその際、塩化アルミニウム
6水和物の結晶の層に、この結晶がガスにより移動する
ことを防止しながら、ガスを強制的に通送してガス状反
応生成物を抽出する工程: を行うことを特徴とする、高純度アルミナの製造方法。 2 塩化アルミニウム6水和物の晶出を液体−同体流動
床で行う、特許請求の範囲第1項記載の方法。 五 不純な塩化アルミニウム溶液が8〜33重量−の塩
化アルミニウムを含有している、特許請求の範囲第1項
または第2項記載の方法。 40.5〜15重量−の塩化アルミニウムを含有する使
用済みの溶液中に塩化アルミニウム6水和物の結晶を懸
濁させた懸濁液に、撹拌下、新しい不純な塩化アルミニ
ウム溶液とガス状塩酸を噴射することにより、塩化アル
ミニウム6水和物の晶出を連続的に行う、特許請求の範
囲第1項〜第3項のいずれかに記載の方法。 5 晶出工程で使用される塩酸溶液の濃度が15〜55
重量−である、特許請求の範囲編1項〜第4項のいずれ
かに記載の方法・ & 塩化アルミニウム6水和物の晶出を50〜75′″
Cの温度で行う、特許請求の範囲第1項〜第5項のいず
れかに記載の方法。 l 熱加水分解工程において、塩化アル電ニウム6水和
%rの結晶を多孔質支持体上に均一な層として配列しそ
して装入物の最少流動速度よシ大きな速度で循環するガ
スを頂部から底部に通過させる、特許請求の範囲第1項
〜第6項のいずれかに記載の方法。 a、 熱加水分解工程において、塩化アル1=ウム6水
和物の結晶を2板の多孔質支持体間に挿入し、ガスを横
方向に通過させる%特許請求の範囲wA、1項〜第6項
に記載の方法。 ρ 熱加水分解工程において、塩化アルミニウム6水”
81461の結晶を2板の多孔質支持体間に挿入し、ガ
スを底部から頂部に通過させゐ、特許請求の範囲第1項
〜86項記載の方法。 1cL熱加水分解工程を、塩化アルミニウム6水和物の
結晶の層を静止させながら、非連続的に行う、特許請求
の範囲第1項〜第9項のいずれかに記載の方v0 1t 塩化アルミニウム6水和物の結晶の層を反応器の
壁に沿って、制御された速度で滑動させながら、熱加水
分解工程を連続的に行う、特許請求の範囲第1項〜第9
項のいずれかに記載の方法。 12、熱加水分解に必要な熱を、結晶の層中を強制的に
通過させるガスにより供給する、特許請求の範囲第1項
〜第11項のいずれかに記載の方法。 1五塩化アルミニウム6水和物の結晶の層を通過させる
ガスが湿潤空気または炭化水素の燃焼により得られるガ
スからなる、特許請求の範囲第1項〜第12項のいずれ
かに記載の方法014塩化アルミニウム6水和物の熱加
水分解工程中に生ずる塩酸を吸収塔中で水溶液の形で回
収し、この水溶液を塩化アル4ニウム6水和物の結晶の
洗浄工程および(または)晶出工程に再循環させ、そし
て上記の工程においてガス状塩酸を生成させるのに使用
するかまたは、場合によシ、水酸化アルミニウムに作用
させることによシ新しい塩化アル電ニウム溶液を生成さ
せるOK使用するか、またはこれらの両方の目的に使用
する、特許請求の範囲第1項〜第13項のいずれかに記
載の方法。 1a100〜150mンtの比表面積を有するかつ塩素
含廟量が0.1重量嘔以下の、特許請求の範囲#!1項
〜第14項のいずれかに記載の方法で調製された転移ア
ル建ナロ
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8124486 | 1981-12-30 | ||
FR8124486A FR2518986B1 (fr) | 1981-12-30 | 1981-12-30 | Procede de preparation d'alumines de haute purete a partir de solutions impures de chlorure d'aluminium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58120518A true JPS58120518A (ja) | 1983-07-18 |
JPH0249247B2 JPH0249247B2 (ja) | 1990-10-29 |
Family
ID=9265517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57227209A Granted JPS58120518A (ja) | 1981-12-30 | 1982-12-27 | 高純度アルミナの製造方法 |
Country Status (12)
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