JPS59116125A - 塩基性アルミニウムクロロサルフエ−トの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般式 ％式％）） で表わされる塩基性ア）ｖｉミニラムクロロサルフェー
ト製造方法に関する。

上記一般式に於て、塩基性アルミニラムクｃＩｃＩその
値は０．４〜０．７の範囲にある。

この製品は、一般的にｌｌ中に１〜２．５モルのアルミ
ナを含有し六水溶液である。しかしながら、この製品は
、可溶性アルミナを重量当り８（１以上含有した、多か
れ少なかれ水和した固形物の形でも得られる。これらの
塩基性アルミニウムクロロサルフェートは特に水の浄化
に利用される。

従来、塩基性アｐミニウムク゛ロロサルフェートを、次
の様な方法によって製造することが提案されてきた。ヒ
ドロアージライ）（フルミナ水和物）を塩酸と硫酸の混
合物により反応させ、そして得られたアルミニウムクロ
ロサルフェートを部分的中和によって所望する塩基度に
もたらし、そしてアルカリ金蝿の炭酸塩、水酸化物、あ
るいは重炭酸塩によって強化している（フランス国特許
第２０８６６８５号）。確かにこの方法は、最も適当な
化合物を得ること全可能ならしめるが、しかし副産物と
して例えば硫酸カルシウムの様なアルカリ土類金属の硫
酸塩を発生するという欠点がある。

すなわち、この様な副産物の発生は排水問題を引き起こ
す。塩素イオンが塩酸の形ではなく、塩化カルシウムに
よって導入される上記製造方法と異なる他の方法がある
（７ヲンヌ国特許第２２８１８９５号）。しかしながら
この方法は、排水問題に於て上記方法より更に大きな問
題を引き起こす。

上記欠陥を克服する之めに、異なった方法で、塩基性化
を行なうことが試みられた。この方法は、金属アルミニ
ウム粉末をア／Ｌ／９ニウムクロロサルフェート、ある
いは塩化アルミニウムで処理する方法である。

アルミニウム粉末の使用による経済性は別として、この
方法に於ては排水処理に適したポリマー構造をもつ九塩
基性塩を得ることができない。

更Ｋまた、加圧下に温度１７０’Ｃで塩化アルミニウム
、水酸化アルミニウム及び硫酸を反応させることによっ
て、尚、もし必要ならば過剰の未反応物を循環すること
によって塩基性化する方法が提案されている（フランス
国特許第２１２５８８７号）。

この方法は、すでによく知られた塩基性化技術、すなわ
ち反応を促進するために加圧下で過剰のヒトロアーシラ
イト（アルミナ水和物）と塩酸とを反応させる方法（フ
ランス国特許第２１７４１１４号）に類似している。こ
の方法では塩基性化工程以前に硫酸を添加する必要があ
るが、これは硫酸を含まない同一の塩基度を有する塩基
性塩よりも水処理効果に於て優れた塩基性クロロサ／Ｌ
／７エートを得るためである。

また、塩基性アルミニウムクロロサルフェートを製造す
る方法として、塩基性塩化アルミニウム溶液と塩基性硫
酸アルミニウムを混合する方法あるいは、塩基性硫酸ア
ルミニウム溶液に少量の塩基性塩化アルミニウムを添加
混合して、塩基性硫酸アルミニウム溶液を安定化した凝
集剤が知られているが、これらの方法あるいは凝集剤は
、いずれも常温で混合し良ものであり、得られ九塩基性
アルミニウムクロロサ／Ｉ／７エートあるいは凝集剤は
貯蔵安定性が悪く、−週間以内で沈殿物を生成し、その
結果、組成変動を招来し、水処理効果も著しく低下する
。最後に他の塩基性アルミニウムクロロサ／Ｌ／７エー
トを製造する方法として、塩基性塩化アルミニウム、硫
酸アルミニウム及び金属アルミニウムを沸点近傍で反応
させる方法が知られているがこの方法によって得られる
塩基性アルミニウムクｅａサルフェートも同様に極めて
不安定である。

そこで本発明者らは、安定性に優れ、且つ水処理効果に
優れた塩基性アルミニウムクロロサルフェートを製造す
る方法について研究を重ねた結果、塩基性塩化ア／Ｌ／
ミニウムと塩基性硫酸アルミニウムを別々に製造し、こ
れを後述する特定温度で各々全別個に加熱し、両者を混
合反応させれば、安定性に優れ、水処理凝集剤として卓
抜した効果を示す塩基性アルミニウムクロロサ／Ｉ／７
エートヲ製造することが可能なることを見い出し、かか
る知見に基づき本発明を完成し次ものである。

水酸化アｌｖｉ　＝ラムを圧力下で濃厚な塩化アルミニ
ウムに溶解し、これに少量の塩基性硫酸アル＜ニウムの
希薄溶液を添加することによって先の塩基性塩化アルミ
ニウム溶液が安定化されるということを見出したことは
まさに驚くべきことであった。すなわち、本発明の方法
は以下に詳記する方法である。塩基性塩化アルミニウム
の過飽和溶液を大気圧でその沸点にもたらし、これに大
気圧下で過剰の水酸化アルミニウム金硫酸と反応させる
ことにより得た塩基性硫酸アルミニウム溶液を塩基性塩
化アルミニウム溶液の温度に可能なかぎり近い温度で加
えることである。

すなわち、本願発明は、塩基性塩化アルミニウムと塩基
性硫酸アルミニウムとを予め各々を８０〜１２０℃の温
度、好ましくは９０〜１１５℃に加熱して反応させるこ
とからなる一般式％式％（１） で表わされる塩基性アルミニラムクｃｌｃ１す〃フェー
トを提供することにある。尚、先の反応は急激であって
、通常反応時間は数分〜１時間である。

その組成の相対的な割合は上記一般式をもった製品を得
るように決定される。

本発明に従って、使用される塩基性塩化アルミニウムは
、如何なる方法によって得られたものであってもよい。

しかしながら、特に次の方法によって得られ念ものが望
ましい。すなわちそれはよく知られた方法であるが、反
応後の塩化アルミニウム溶液が過飽和に近い状態になる
ような割合でアルミナと塩酸とを反応させ、次いで所望
する塩基度に必要な水酸化アルミニウムの理論量に対し
てｌＯ〜１５０チの過剰の水酸化アルミニウムと先の塩
化ア／Ｌ／１＝ウムとを攪拌条件下に温度１４０〜１６
５℃、圧力０．５〜８．０気圧のもとて最高５時間反応
させる方法である。

他方、本発明に従って使用される塩基性硫酸アルミニウ
ムも如何なる適当な方法によって製造されたものであっ
てもよい。

しかしながら、殊に次の様な方法によって製造されたも
のが望ましい。この方法もそれ自身はよく知られた方法
であるが、硫酸アルミニウムに対して、化学量論的に１
０〜１００φ過剰の水酸化アルミニウムを硫酸で処理し
、得られた懸濁溶液を加熱して１５〜８０分間沸点下に
維持する方法である。

更に詳しく云えば、連続法でもあるいは回分法でもよい
。けれども次の様な方法で実施されることが望ましい。

８０重量％あるいはそれ以上の濃度を有する塩酸、好ま
しくは８８重量φ塩酸と水酸化アルミニウム（例えばヒ
トロアーシライト）が、反応後に得られる塩化アルミニ
ウムの溶液が過飽和に近い状態になるような割合で攪拌
機付反応槽に導入される。尚、この反応を過剰の反応物
を用いて行なった場合、塩化アルミニウム溶液は懸濁し
た水酸化アルミニウム溶液を含んでいることもある。こ
の溶液は耐圧性の反応容器に移された後、それに所望す
る塩基度に必要な１０〜１５０チ過剰の好ましくは７０
〜１２０％過剰の水酸化アルミニウムが導入される。反
応物は使用される水酸化アルミニウムの粒度により、好
ましくは２〜８時間、最高５時間、０．５〜８．０気圧
のもと１４０〜１６５℃に加熱、攪拌される。かかる操
作条件は、水酸化アルミニウムの溶解量を最大限ならし
めるものである。

次いで、反応混合物を大気圧に戻す。その時、温度は塩
化物の温度、水酸化合物の含水率によるが、１２０〜１
２５℃となる。

塩基性塩化アルミニウムを安定化するために塩基性硫酸
アルミニウムが製造される。硫酸アルミニウムに対して
化学量論的に１０〜１０（ｌ過剰、好ましくは８０〜７
０９６過剰の水酸化アルミニウムと硫酸を反応させる。

反応によって得られ１Ｍ濁溶液は加熱され、１５〜８０
分間沸点に維持式れる。しかしながら、この保持時間は
使用される水酸化アルミニウムの粒度によって異なる。

７０〜１００℃の温度にあるわずかに塩基性化した硫酸
アルミニウムは一般式（ＡＡ！Ｈ（Ｃ）Ｈ）８ｎ−ｍ−
２ｐＯ７ｍ（８０４）’ｐ）２（但しｎ、ｍ及びｐは前
記の通りであって２は〉１である。）に一致したアルミ
ニウムクロロサルフェートが得られるような割合で温度
が１２０〜１２５℃の間にある塩基性塩化アルミニウム
溶液に投入される。

塩化アＡ／　ミニラム前肢への水酸化ア／’　（ニウム
の最大溶解量を確保するためには、１回あるいは数回に
分けて粒径８０μ以下の水酸化アルミニウムをほぼ１０
０条過剰添加することが必要である。

粒径８０μ以下の水酸化アルミニウムであれば、反応物
に対して極めてよく溶解し塩基性化に役立つ。

未反応の水酸化アルミニウムは最終製品である塩基性ア
ルミニウムクロロサルフェート溶液が得られるｒ過工程
で回収される。回収される水酸化アルミニウムの量は、
使用される水酸化アルミニウムの過剰量に依存するが、
一般的には次の塩化アルミニウムｆＩ：ｆｆ造するのに
充分である。尚、不足分は新らしい水酸化アルミニウム
によって補なわれる。この溶液は、−回あるいは数回に
分けて過剰に加えられる新らしい水酸化アルミニウムに
よって、塩基性化される。

この過剰量は、水酸化アｆｉ７　ｉ　＋ラムの反応性及
び含水率にもよるが、１０〜１５０φ好ましくは７０〜
１２０張である。事実、水酸化アルミニウムが大過剰で
あって、且つ、水分を非常に多食している場合には、塩
化アルミニウム溶液を希釈する結果となり、沸点が低下
し、それ故、反応温度も低下する。従って、この様な場
合に於ては攪拌機加圧反応容益中の圧力を増加すること
によって補充しなければならない。

塩基性塩化アルミニウム溶液を塩基性硫酸アルミニウム
溶液で安定化した後、塩基性アルミニウムクｏｃＩｔル
アエートは通常の技術者によく知られた技術によって希
釈され、冷却され、過剰の水酸化アルミニウムを除去す
るために沖過される。

本発明に従った工程に於て使用される水酸化アルミニウ
ムは違った発生源のものであってもよい。

例えば、それは新らしく製造され六本酸化アルミニウム
であってもよい。しかしそれは経済的な理由から、ボー
キサイトからアルミナを抽出するバイヤー法で発生する
ヒトロアーシライト（ア／Ｌ’ミナ水和物）を使うこと
が望ましい。

この場合のヒトロアーシライト（アルミナ水和物）含水
量は望ましくは８５％以下あるいは乾燥したもので必っ
てもよい。不純物の許容怠にもよるが、ア）ｖｉす鉱石
、例えは、ボーキサイトをそのままあるいはこれを予備
焼成した後のものでも直接原料として使用し得る。

以下に実施例を揚げ説明するが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

実施例１ １６２ｇ（Ｄ含水水相アルミｆ　ＣＡ４！２０３　６２
．８φ）が投入されている撹拌機付反応容器に、４０％
ｍＫ（Ｄ＊Ｈ（比］１ｉ１．１９８）５５０．ｐを注入
した。ここで起こる過を吸な反応を４０〜６０℃に保持
可能な適当な温度制御装置Ｉｔによって抑制した後、反
応混合物を徐々に１０５℃まで加熱して含水水和ア／ｌ
／ｌす８２４１ｔ−これに注入した。この反応物を加熱
し続けると大気圧下１２８℃で沸騰が起こる。反応種の
温度は１４７℃に達し、再び沸騰が起こる。加熱は初期
の沸点で８時間維持するように軸整される。

過剰の水酸化ア／ｌ／　ミニラムの使用にも拘らず、塩
基性塩化アルミニウムの沈澱によって生ずると考えられ
る懸濁物濃度の上昇は生じない。反応を停止し、圧力を
ゆっくり大気圧に戻し、攪拌しながら以下に述べる製法
によって製造した温度約８０〜９０℃の塩基性硫酸アル
ミニウム溶液をこれに注入する。この塩基性硫酸アルミ
ニウム溶液は濃度７０９６の濃硫酸９１ｇを水和アルミ
ナ５５ｇに注ぎ、この混合物を攪拌下で１５分間沸点で
加温し、次いで冷水８０Ｉｉを注入し、続いて希釈のた
め熱水２２０９を注入することにより製造したものであ
る。先の１４容反応槽にある塩基性塩化アルミニウムと
塩基性硫酸アルミニウムの反応内容物を攪拌機付２ノ容
反応槽に移す。これに４０℃の水７００ｕｒ添加し、反
応内容物を４０℃に冷却するために１５分間攪拌する。

次いで懸濁溶液を沖過する。

１２分内で比ｆｆ１１．２２５（２０℃〉の溶液１８９
１５．９が回収される。この溶液は比重が１．２０６と
なる様、水１８６Ｉで希釈される。一方、Ａｌ２０Ｂ　
　５７チ、塩素イオン２Ｓを含有した沖さい２０７ｇが
得られる。

この沖さいは実質的に過剰のアルミナと反応溶液の一部
から成っている。先の炉液を希釈した比重１．２０ｆｌ
）製品初成はＯｌ　１０．０　％　Ａｌ２０Ｂ１０．５
％　８０４　８．０チである。

実施例２ 塩化アルミニウム溶液を製造するために実施例１Ｏｐさ
い１８４１１を濃度４０％塩酸５５０．＠に投入し次に
塩化アＩＬ’　ｉ　ニウムに含水水和アルミナ８２４ｙ
を加えて、１．２気圧下１４６℃で８時間反応させ、塩
基性化を行う。

一方、塩基性硫酸アルミニウム溶液を残りの戸さいに添
加し、更に４８．９の水相ア／Ｉ／ミナを用いて塩基性
硫酸アルミニウムを製造する。その塩基性硫酸ア／ｌ／
　？　ニウム溶液を沸騰させた後、冷水３０Ｉ及び９０
℃の熱水２２０．１ｉ＋で希釈し、得られ大懸濁溶液を
塩基性塩化ア／ｌ／にニウム溶液に注入すＮｅす る。

次いで、この混合物に水８８０ｇ’Ｔｈ加えて希釈し、
４０℃とする。この懸濁溶液を沖過することによってＡ
ｊ！２０Ｂ　５７．７−　〇１　１．９８チを含んだ沖
さい２００ｇ及び比重１．２１８Ｃ）ｉ１％液２０５０
．ｐが得られる。このｒ液は水５８．９でお釈して比重
を１．２０６に調整する。２１０８Ｎの最終製品溶液組
成は０１９．９５φ　Ａ１２０Ｂ　１０．６チ　８０４
８．０％である。この様に本発明に於ては、塩基性アル
ミニウムクロロザルフェートの溶液’ｅ　ＩＫ造するに
当り、アルミナの完全消費が行われるが、他方公知のア
ルミニウム含有物を塩酸と硫酸の混酸で１０５℃で分解
した後、石灰あるいは炭酸力μシウムで中和する方法に
あっては、未反応のアルミニウム含有物が多血の副生ず
る石膏に混入する結果、アルミニウム含有物質の完全な
有効利用が行なわれない。

特鮮出願人　　　アトケム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１）　　下記の一般式 ％式％ に一致するような製品を得るために、その組成の割合を
   選択して、予め塩基性塩化アルミニウムと塩基性硫酸ア
   ／Ｌ／ミニウムを各々８０〜１２０℃に加熱し、これら
   を反応させることからなる塩基性アルミニウムクロロサ
   ルフェートの製造方法。 （２）　　塩基性塩化ア／Ｌ／　？　ニウムが、実質的
   に過飽和の塩化アルミニウムが得られるような割合で、
   塩酸とアルミニウム化合物とを反応させ、次いで所望す
   る塩基度に必要な水酸化アルミニウムの理論量に対して
   １０〜１５０’％過剰の水酸化アルミニウムと先の塩化
   アルミニウムとを攪拌条件下に温度１４０〜１６５℃、
   圧力０．５〜８．０気圧のもとで、最高５時間反応させ
   て得られたものである特許請求の範囲第１項記載の方法
   。 （８）塩基性硫酸７μミニウムが、硫酸アルミニウムに
   対して、化学量論的に１Ｏ−１０（ｌ過剰の水酸化アル
   ミニウムと硫酸とを混合、加熱し、次いで１５〜８０分
   間沸点に維持することにより得られたものである特許請
   求の範囲第１項、または第２項記載の方法。