JPS5912606B2 - バイヤ−法でアルミナを製造する際に生じるアルミン酸塩液から有害な有機化合物を除去する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バイヤー法で未焼成のボーキサイトを溶解す
る際に生じ、循環路内を導びかれかつ着色有機化合物及
び無色有機化合物を含有するアルミン酸ソーダ溶液から
着色有機化合物を除去する方法に関する。

バイヤー法に基くアルミナ製造のための原料は周知のよ
うにボーキサイトであり、これはその都度の産地に応じ
て程度の差こそあれ大量の有機化合物を含有している。

この化合物の主成分（これは主としてフミン酸誘導体で
ある）はソーダ溶液で加圧溶解する際に循環系に導ひか
れるアルミン酸ソーダ溶液内に溶解しかつこの形でバイ
ヤー法の工程に不都合な影響を及ぼす。

アルミナ工業における前述のソーダ溶液循環に基づいて
、有機化合物はアルミン酸ソーダ溶液内で実際に工程進
行におけるプロセス制御上の障害が避けられない程に富
化される場合がある。

ところで、このような実状を全て考慮した上で、近年ボ
ーキサイトないしはアルミン酸ソーダ溶液内に存在する
有機化合物の組成を明らかにしかつバイヤー法の進行に
対するその作用を調査する目的を持った多くの研究が行
なわれた。

例えば、この組成については、ソリマー（Ｋ、ＳＯＬＹ
ＭＡＲ）他著０フライベルガー・フオルシュングスヘフ
テ（Ｆｒｅｉｂｅｒｇｅｒ Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓｈｅ
ｆｔｅ）”第１０３巻、１９６５年、第６１〜８０頁及
びマツテス（Ｆ、ＭＡＴＴＨＥＳ）他著、６ケミツシユ
・テヒニツク（Ｃｈｅｍ 、Ｔｅｃｈｎ 、） ”第１
４巻、第６１０〜６１３頁に記載されている。

これらの研究の結果、一連の重要な知識が得られた。

即ち、例えば蒸発条件はソーダ溶液内における有機化合
物の一定の含量以下では気泡形成のために、調節された
結晶化及びソーダ溶液からの異種塩の析出がもはや不可
能である程に変化する。

更に、蒸発濃縮した粘稠溶液には多種多様に気泡が混入
されている。

その結果として、ボーキサイトの可溶化の際にチャージ
ミス、ひいては溶解度の悪化がもたらされる。

更にシックナー内で有機炭素化合物の含量が高すぎれば
沈殿が減少し、このことは大量の凝結剤の添加を必要と
する。

また、有機化合物は撹拌効果の悪化、ひいては撹拌され
た氷解物の屡々好ましからぬ粒子細分化を惹起する。

しかも、悪化された撹拌効果は撹拌容積に対する僅かな
収率、ひいては生産能力の低下をもたらす。

更に、有機炭素化合物の含量が高いソーダ溶液では、特
に蒸発工程及び撹拌工程で強度の環形成が観察される。

更に、前記の種々の難点はアルミン酸ソーダ溶液内に溶
解した有機化合物の全部によるのではなく、実質的に”
着色フラクション”（フミン酸誘導体のナトリウム塩よ
り成ると見なされる）によって生じることが公知である
。

有機化合物の一部を赤泥によって吸着させかつソーダ溶
液循環系から分離することも公知である。

しかしながら、それだけではソーダ溶液循環系内の炭素
レベルの上昇を阻止するためには不十分である。

前記難点を克服するために、過去に既に多数の方法が提
案された。

しかしながら、大抵の場合それらの方法は高すぎる技術
的費用又は操業経費を必要とする。

更に、それらの方法の大抵は、有機炭素の減少化が非選
択的に行なわれる、即ち着色有機化合物の除去又は分解
が極く一部しかあるいは殆んど達成されないという決定
的な欠点を有している。

従って例えばハンガリー国特許第１４６０２３号明細書
記載の方法に基づき固体の水酸化ナトリウムを添加する
ことにより、専ら着色有機化合物の部分的分解が行なわ
れる程度の高さのアルミン酸ソーダ溶液中の局所的Ｎａ
ＯＨ濃度が調節されるが、しかしそれによっては前記難
点は排除されない。

他の方法はアルミン酸ソーダ溶液の塩化又はオゾン含有
空気の導入、即ち炭化水素化合物の酸化を目的としてい
る。

ソーダ溶液の電気化学的酸化及び活性炭を用いる吸着法
の適用も、有害な有機化合物を排除するためのもう１つ
の可能性である。

最後に、ボーキサイトを溶解前に灼熱処理によって有機
化合物を除去することもできる。

しかしながら、前記理由から現在まで前述の方法のいず
れも実際に殆んど実施されなかった。

従って、本発明の課題は、僅かな費用で着色有機物質の
選択的除去を行なうことができかつ工業的に実施可能で
ある方法を見い出すことであった。

この課題は、本発明により冒頭に記載した形式の方法に
おいて、アルミン酸ソーダ溶液にマグネシウム化合物を
０．２〜５０ ｇ／ｌの量で加えかつ水酸化マグネシウ
ムと水酸化アルミニウムから成る混合物を析出させ、該
混合物を撹拌下に、有機化合物が全部又は一部分アルミ
ン酸ソーダ溶液から除去されるまでアルミン酸ソーダ溶
液内に放置しかつ引続きアルミン酸ソーダ溶液から分離
することによって解決された。

適当なマグネシウム化合物としては、アルミン酸ソーダ
溶液と反応して水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニ
ウムから成る微粒子状のゲル混合物を形成する全てのも
のを使用することができる。

特にＭｇＳＯ４・Ｈ２Ｏ、ＭｇＳＯ４・７Ｈ２０、Ｍｇ
Ｃｌ２・Ｈ２Ｏ、Ｍｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２０のような
マグネシウム化合物が適当である。

溶解した有機化合物の割合が高いために暗赤色〜暗褐色
に着色されているバイヤー法によるソーダ溶液に本発明
に基づき前記マグネシウム化合物を加えると、即座に良
好な濾過特性を有する暗褐色の沈殿物が形成される。

この沈殿物の分離後、その都度のマグネシウム化合物の
添加量に応じて黄色、特に飴色を呈する清澄なソーダ溶
液が残る。

ソーダ溶液の炭素測定によれば、溶解した有機炭素の１
０〜２５％が除去されるにすぎないので、ソーダ溶液の
明澄化が観察されることは驚異的であると見なされるべ
きである。

更に、液が著しい粘度低下を示しかつ蒸発の際の気泡形
成が完全に排除されることは予測され得なかったことで
あると見なされるべきである。

沈殿物と共に析出する着色炭素化合物は、たとえ過剰に
使用したとしても、もはや水では洗浄され得ない。

炭素化合物が物理的に吸着されるのか又は化学的に吸着
されるのかは、未だ解明されていない。

析出のために使用されるマグネシウム化合物の量は、ア
ルミン酸ソーダ溶液内の着色有機化合物の含量に基づい
て決定されかつ更に所望の浄化度に合わせられる。

本発明方法では、アルミン酸ソーダ溶液にマグネシウム
化合物０，２〜５０９／１１特に２〜２０ｇ／１３を加
える。

この場合に、アルミン酸ソーダ溶液の濃度は重要な意味
をもたない。

従って、この浄化工程は粘稠液で、即ち結晶塩分離前の
液でもまた撹拌した希釈液でも実施することができる。

実際には、マグネシウム塩を粘稠液−ボーキサイトバッ
チに、即ち加圧溶解前に加えるのが有利であることが立
証された。

この操作法では、沈殿物は赤泥と一諸に分離される。

バイヤー法ソーダ溶液から着色有機化合物を除去するた
めの本発明方法の工業的実施態様では、ＭｇＳＯ４・Ｈ
２０約９７％から成りかつ少量の不純物として硫酸ナト
リウム、硫酸カリウム及び／又は珪酸を含有する工業用
キーゼル石を使用するのが特に有利であることが立証さ
れた。

アルミン酸ソーダ溶液内でキーゼル石の反応速度はソー
ダ溶液温度及び添加されるキーゼル石の粒度によって決
定される。

反応により生じる沈殿物は前述のように、付着せるアル
ミン酸ソーダの他に主とし水酸化マグネシウム及び水酸
化アルミニウムを含有している。

□次に実施例につき本発明を詳説するが、この場
合に本発明は下記実施例に限定４ものではない。

例ｌ Ｎａ２Ｏ濃度２２’５ ｇ／ｌ、カセイ化比１ （Ａ４
０．３）：３．０ （Ｎａ２Ｏ） 及び温度７０℃を
有する粘稠液１００ｍ’に工業用キーゼル石（ＭｇＳＯ
４・Ｈ２Ｏ）２ｔを加えかつ３０分間撹拌した。

次いで、形成された暗褐色の沈殿物を濾別した。

濾過したソーダ溶液を分析により、処理によって着色有
機化合物の７５％が粘稠液から分離されたことが判明し
た。

例２ 撹拌したアルミン酸ソーダ溶液〔Ｎａ２Ｏ濃度−１５０
ｇ／１１カセイ化比１ （ｋｌ！２０ｓ ） ’３．２
（Ｎａ２０））５００ｍ’にキーゼル石（ＭｇＳＯ４・
Ｈ２Ｏ）５ｔを加えた。

６０℃で３０分間撹拌した後、形成された暗褐色の沈殿
物を濾別した。

濾過した清澄なソーダ溶液内で着色有機化合物を分析測
定した。

分析により着色有機物質は処理前の含有量の２０％に減
少したこ、Ｗｉ判明した０処理後、希釈ソーダ液を順流
蒸発装置内で４段階でＮａ２０ ２８０ ｇ／ ｌのＮ
ａ２Ｏ濃度に蒸発させた。

未処理液とは異なり、蒸発時の（気泡）形成は完全に排
除された。

例３ ボーキサイト−粘稠液バッチに加圧溶解前に連続的に工
業用キーゼル石１ ｋｇ／ ｍ’を加えた。

形成された沈殿物を溶解後に赤泥と一諸に濾別した。

キーゼル石添加により、液循環から着色炭素化合物の総
計４８％が除去された。

処理したアルミン酸塩液は撹拌機内で殆んど垢形成の傾
向を示さなかった。

処理したアルミン酸ソーダ溶液から撹拌析出したアルミ
ナ水和物は著しく良好な白色度を示した。

例２による操作法で生成した暗褐色の沈殿残渣を７０℃
の水で良く洗浄し、乾燥させかつ１０００℃で熱処理し
た。

熱処理残渣の分析により、これは式５Ｍｇ０・Ａｌ２Ｏ
３で示される化合物であることが確認された。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バイヤー法で未焼成のボーキサイトを溶解する際に
   生じ、循環路内を導ひかれかつ着色有機化合物及び無色
   有機化合物を含有するアルミン酸ソーダ溶液から着色有
   機化合物を除去する方法において、アルミン酸ソーダ溶
   液にマグネシウム化合物を０．２〜５０ ｇ／ｌの量で
   加えかつ水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムから
   成る混合物を析出させ、該混合物を撹拌下に、有機化合
   物が全部又は一部分アルミン酸ソーダ溶液から除去され
   るまでアルミン酸ソーダ溶液内に放置しかつ引続きアル
   ミン酸ソーダ溶液から分離することを特徴とする、バイ
   ヤー法でアルミナを製造する際に生じるアルミン酸ソー
   ダ溶液から着色有機化合物を除去する方法。 ２ マグネシウム化合物としてキーゼル石を特徴する特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ マグネシウム化合物をボーキサイト溶解前に粘稠液
   に加えかつ形成された水酸化物混合物を赤泥と一諸にア
   ルミン酸ソーダ溶液から分離する、特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の方法。 ４ マグネシウム化合物を結晶塩析出前に粘稠液に加え
   かつ形成された水酸化物混合物を結晶塩と一諸にアルミ
   ン酸塩液から分離する、特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載の方法。 ５ マグネシウム化合物を希釈液に加えかつ形成された
   水酸化物沈殿物を公知方法で液から分離する、特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の方法。