JPS5951488B2 - 有機物の除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は有機物とすｌ・リウムを含有する組成物より
有機物を除去する方法に関する。

工業的な製造工程に於ては、しばしば有機物とすｌ−’
Ｊウムを含有する組成物より有機物を完全に除去する必
要を生じる。

例えばバイヤー法によるアルミナの製造においては、ボ
ーキサイトをアルカリ溶液中で加熱して、ボーキサイト
中のアルミナ分を抽出し、アルカリ不溶分である酸化鉄
、硅酸塩、酸化チタン等を分離し、アルミナ分を抽出す
ることにより生成した清澄なアルミン酸ナトリウム溶液
を得、該溶液を冷却しこれに結晶種子を添加、攪拌して
水酸化アルミニウム結晶としてアルミニウム分を析出さ
せ、これを戸別、焼成してアルミナをうる。

水酸化アルミニウム結晶を戸別、抽出層のアルカリ溶液
はボーキサイトからのアルミナ抽出用に循環使用される
。

上記工程に於て、一般にボーキサイト中にはフミン質を
主体とする有機物が含有されており、これらはボーキサ
イトをアルカリ溶液で処理する際に液中に溶出する。

バイヤ一工程に於ては、アルカリ溶液は循環使用される
ので、有機物は液中に逐次蓄積されてくる。

この溶液内に蓄積せる有機物は、液からの水酸化アルミ
ニウム結晶の析出や、析出した水酸化アルミニウム結晶
の沈降分離性を阻害する性質があり、アルミナ製造の操
業能率を著しく低下させる。

更にまた、アルミニウム材の表面処理において使用され
るソーダアルカリエツチング液には、その前処理工程に
おいて、アルミニウム材に付着した有機質ルブリカント
を混入し、有機物を含むソーダアルカリ液を形成する。

この液はバイヤ一工程に準じたプロセスを経て、水酸化
アルミニウムを析出分離してエツチングに循環使用され
る。

従ってこの場合もソーダアルカリ液中に有機物が蓄積し
、これが工程の操業能率を低下する原因となる。

そしていずれの場合にも、取得される水酸化アルミニウ
ムの重要な品質尺度である白色度も亦、工程物質中に含
有される有機物の含有量に支配される。

したがって有機物とナトリウムを含有する組成物より有
機物を簡単に且つ効率よく除去する技術の確立が要望さ
れている。

有機物の除去については、すでに各種の方法が提案され
、実用化しているものもあるが、或は後処理を必要とし
たり、又残渣の発生がある等の何らかの欠点を有する。

例えば特公昭４５−３０５４８、特開昭４９−２００９
７は加圧酸素や光化学反応を利用して湿式で有機物を酸
化する方法に関するものであるが、これらの方法は有機
物を蓚酸又は炭酸とし塩を生じさせるものであるが、実
際上は更に液よりその塩を分離する手段が必要となる。

又、特開昭４８−７９１９８、アメリカ特許２．８８９
゜９８２．３．３４１．２８６．３．５０８．８８４は
濃縮や冷却等の手段により溶液の有機物の溶解度を下げ
、有機物を析出させる方法に関するものである。

有機物が炭酸塩や蓚酸塩等に変化したり、或は蓚酸塩等
として存在する場合、炭酸塩、蓚酸塩等は析出除去等に
より比較的困難なく除去しうるが、フミン質等の有機物
は塩析効果が充分でなく分離は困難である。

他の除去方法としては有機物を直接燃焼させる方法があ
る。

例えば特公開４７−２１３９５の方法は、ボーキサイト
を加熱し、有機物を揮散除去する方法であり、又、他の
方法として有機物を含んだアルミン酸ナトリウム溶液又
はこれより有機物を濃縮分離して燃焼させる方法がある
。

前者では原料である大量のボーキサイトを処理する必要
があり、大規模な設備と経費を要する。

又後者では焼成により生じた炭酸ガスが、焼成物中に含
まれるナトリウム分と化合して炭酸ナトリウムとして固
定される。

ナトリウムを有効に利用するため炭酸ナトリウムより水
酸化アルカリとして回収することが望ましいが、この場
合後処理として石灰による苛性化等が必要となる。

これを改善したアメリカ特許第２．９８１．６００号の
方法として固体酸である無水硅酸を含んだアルミナ化合
物と石灰とを焼成時に加えて脱炭酸を行わしめ、かつ無
水硅酸をカルシウムと反応させることにより水に不溶性
の硅酸二カルシウムに変え、ナトリウムをアルミン酸す
ｌ・リウムとして水等により抽出回収するという方法が
提案されている。

しかるにこの方法でも前記硅酸二カルシウムが残渣とし
て発生するため、抽出液からの固液分離、残渣の処理を
要するという欠陥がある。

本発明者らはバイヤー法アルミナ製造工程における有機
物を含有するアルカリ循環液や、アルミニウム材の表面
処理工程において、有機質ルブリカントを含むアルカリ
エツチング液等、一般に有機物とナトリウムとを含有す
る組成物より有機物を、前掲の方法に比し、容易に且つ
効率高く除去する方法を見出すべき鋭意研究を行なった
結果本発明に到達した。

即ち本発明は、有機物とナトリウムを含有する組成物に
両性物質であるアルミナを混合して、その混合物の水酸
化ナトリウム換算ナトリウム：アルミナのモル比を２：
１〜４：１とし、次に５００℃〜１２００℃で焼成して
有機物を炭酸ガスとして分離することを特徴とするもの
である。

本発明の方法により得られた焼成固型物は主体がアルミ
ン酸ナトリウムであり、水不溶性残渣は全ぐ伴はず、又
、バイヤー法アルミナ製造工程よりの有機物の分離をし
た場合は、特に苛性化等の処理を行うことなく、そのま
・循環使用できる。

次に本発明の基礎となる実験例をしるす。

実験例 １ 第１表に示す組成を持つ水酸化アルミニウム結晶の析出
を完了したバイヤー法工程中のアルミネート液（以下原
液）１Ｍ３にアルミナ水和物を種々の割合で添加し、こ
のスラリーを１１００℃、滞留時間１時間で焼成し、焼
成物の組成を調べたその結果を第２表に示す。

表中、苛性ソーダと示したものはアルミン酸ナトリウム
溶液中の全ナトリウムの中でアルミニウムの溶解に寄与
するナトリウム分を、炭酸ソーダ、有機酸ソーダはそれ
ぞれ炭酸根、有機物と化合しているナトリウム分を、全
ソーダはそれらの合計量を示し、いづれもＮａＯＨに換
算しである。

Ｃ／Ｓは表において苛性ソーダと炭酸ソーの合計量に対
する苛性ソーダの割合、Ａ／ＴはアルミナＡ（Ａ１２０
３）と全ソーダＴのモル比率を示す。

第２表により明らかなようにアルミナ水和物の添加量が
大きい程、即ちＡ／Ｔが大であれば、焼成物の炭酸ソー
ダの量が減少する。

焼成物の利用の甚 ５点から考えれば、炭酸ソーダの量は少い方がよく、こ
のためにはアルミナの添加量が多い程よい。

然しＡ／Ｔが０．５０を超える場合は、過剰のアルミナ
は不溶性のナトリウム・アルミナ化合物を形成する。

以上の点を考慮すると第２表よりアルミナの添加量をア
ルミナ添加后の混合物の水酸化ナトリウム換算ナトリウ
ム：アルミナのモル比が２：１〜４：１になる如くする
べきであると帰結された。

実験例 ２ 実験例１に記載の第１表に示された組成の原液を各種の
焼成温度で１時間処理した結果を第３表に示す。

第３表より有機物の除去には５００℃以上の温度での処
理が必要であり、又１，３００℃以上ではナトリウム分
の揮発が始まる。

したがってソーダ損失のない範囲、即ち１，２００℃が
高温の限界である。

即ち本発明は前述諸実験例をもとにアルミナの添加量を
アルミナ添加后の混合物の水酸化ナトリウム換算すｌ〜
リウム：アルミナのモル比が２：１〜４：１にし、加熱
温度を５００℃以上、好ましくは７００℃以上、１，２
００℃以下としたのである。

尚有機物とナトリウムを含有する組成物としてはバイヤ
ー法工程におけるアルミン酸すＩ〜リウム溶液、アルミ
ナ三水和物の懸濁せる液（以下バイヤー液と称す）又は
バイヤー液より分離した炭酸す１−リウム、有機物等の
不純物を含むもの（以下分離不純物と称す）、更には各
種の工業的な工程で排出される有機物とナトリウムとを
含有する溶液、固体が含まれる。

この焼成処理により有機物は燃焼して炭酸ガスとなるが
、過大に存在するアルミナのため、そのほとんど又は全
部がナトリウムと化合することなく揮散する。

又被処理物中に炭酸根が含まれている場合は焼成時にそ
の一部もしくは全部が揮発する。

本発明方法により得られた焼成物は固形アルミン酸ナト
リウムを主成分とし、これに若干の炭酸すトリウム等が
含まれる場合もある。

然し非水溶性のものは全く含まれない。

この固型物は水に溶解した場合は、その溶液はアルミナ
が、過飽和に溶解しているため、バイヤー母工程の析出
工程に米 そのま・利用できる。

したがってバイヤー法工程に本発明方法を組入れると有
機物の除去は極めて効果的に行はれる。

又、本発明方法によって得られた焼成物を有機物の含ま
れていない水、又は苛性ソーダ溶液乃至アルミン酸すｌ
−リウム溶液に溶解すると、この溶解液よりは非常に白
色度の高い水酸化アルミニウムを得ることができる。

以下実施例を示す。

実施例 １ 第１図に示すように、バイヤー法のボーキサイト溶解工
程に送られる母液（アルミネーＩ・液）と、この母液に
水酸化アルミニウム６００ビハを含む高濃度スラリー（
白泥スラリー）とを流量比１．８３３：１で管内混合し
た。

母液の組成は苛性ソーダ１４５ｇハ、全ソーダ１７９ｇ
ハ、Ａ／Ｔ＝０．１２７、有機物Ｃ９，８ｇハ、である
。

次いで濃縮工程を経て濃縮したスラリーを炉内温度９８
０℃の流動層焼成炉中に噴霧状に送給し、焼成を行った
。

焼成前の濃縮スラリー、及び焼成後の焼成物の組成は第
４表に示す通りであった。

第４表より有機物は完全に除去されたことはあきらかで
ある。

続いて、この焼成物は溶解槽に移され、水酸化アルミニ
ウム濾過工程から送給されてくる洗浄炉液に溶解され、
アルミナが過飽和に溶解したアルミネート液となり、水
酸化アルミニウム結晶析出°工程へ送られる。

実施例 ２ バイヤ一工程中の析出終了液を濃縮し、晶出した不純物
を遠心瀘過して第５表の組成を有する湿ケーキ１．００
０ｋｇを得た。

このケーキにバイヤー法より得られたアルミナ（灼熱減
量４．２％になる如く焼成したもの） ５１５ｋｇを混
練して、水酸化ナトリウム換算ナトリウム：アルミナの
モル比を２．２：１とした。

これをロータリーキルンで１，２００℃で焼成し、焼成
物を５０ｇハの苛性ソーダ溶液５Ｍ３に溶解して、有機
物を含まないアルミン酸すトリウム溶液を得た。

これに種子として水酸化アルミニウム５００ｋｇを加え
、５０℃で２４時間析出を行い、白色度の高い水酸化ア
ルミニウム８９０ｋｇを得た。

溶解層のアルミン酸す１−リウム溶液の組成、種子及び
析出水酸化アルミニウムの白色度を第６表に示す。

こ・で、白色度とはＪＩＳＭ−８０１６（製紙用ろう石
クレーの試験方法）の試験方法に基づき、ハンター白色
度試験器により、標準酸化マグネシウムの白色度を１０
０どして測定したものである。

【図面の簡単な説明】

本発明をバイヤー法工程に利用した一実施態様を示す工
程図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 有機物とナトリウムを含有する組成物にアルミナ、
   又は水酸化アルミニウムを混合して、その混合物の水酸
   化ナトリウム換算全す）〜リウム：アルミナのモル比を
   ２：１〜４：１とし、次に５００℃〜１２００℃で焼成
   して有機物を炭酸ガスとして分離する事を特徴とする有
   機物とナトリウムを含有する組成物より有機物を除去す
   る方法。 ２ 有機物とす） ＩＪウムを含有する組成物は有機物
   を含むアルミネート液である特許請求の範囲第１項の方
   法。 ３ アルミネート液はアルミン酸ナトリウム溶液である
   特許請求の範囲第２項の方法。 ４ アルミネート液は水酸化アルミニウム懸濁液である
   特許請求の範囲第２項の方法。 ５ 有機物とナトリウムを含有する組成物は炭酸すｌ−
   ’Ｊウムと有機物を特徴とする特許請求の範囲第１項の
   方法。