JPS60255619A - ボ−キサイトの溶解の際に得られるシユウ酸ナトリウムの処理方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、バイヤー法によるボーキサイトの溶解の際に
分離段階で得られる不純物含有シュウ酸ナトリウムの処
理方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、ボーキサイトの溶解の際に分離段階で得られ
る不純物含有シュウ酸ナトリウムの処理方法において、 分離された湿潤シュウ酸ナトリウムを水酸化アルミニウ
ム、水和酸化アルミニウム及び反応性酸化アルミニウム
のうちの少なくとも１種と一緒に高温ガスで乾燥し、　
乾燥生成物を７８０〜１０００℃の温度で分解してアル
ミン酸ナトリウムを生成させることにより、 アルミナの生産工程にとって異物となりかつ環境汚染を
起こす生成物を全く生成することなく、溶解法で使用可
能な生成物を回収することができるようにしたものであ
る。

〔従来の技術と問題点〕

各種のボーキサイトは有機物質を含有するため、ボーキ
サイトをバイヤー法により溶解処理を行うとシュウ酸ナ
トリウムが生成され、このシュウ酸ナトリウムは浸出溶
剤の循環の結果、次第に浸出液中に蓄積されてくる。シ
ュウ酸ナトリウムは一定濃度以上になると水酸化アルミ
ニウムの結晶化に負の影響を与え、引続き行われる焼成
の際に、微細粒子が多量に生成する結果となる。その上
、結晶性水酸化アルミニウムは著しく濾過しにくくなる
。

前記の事実に鑑み、まず第一に、シュウ酸ナトリウムの
少なくとも一部分を浸出溶剤循環系から除去することが
必要である。これは、例えば、高い圧力及び高い温度に
おいて、酸素又は酸素含有ガスを用いる酸化分解によっ
て行うことができる（西ドイツ公開公報第２９４５１５
２号参照）。この酸化分解方法は３０〜６０分間の処理
時間を必要とするので装置的に非常に高価なものとなる
。

シュウ酸ナトリウムの除去を可能とするその他の方法は
、浸出溶剤循環系から結晶化によってシュウ酸ナトリウ
ムを除去することから成る。しかし、この場合に必要と
なる仕上げ処理又は後続処理は費用がかかり、又、多く
の場合、特にアルミナの生産に全く利用できない生成物
を生じる。例えば、最初に得られるシュウ酸ナトリウム
を石灰乳と反応させて、浸出処理工程に再循環されるシ
ュウ酸カルシウムと苛性ソーダ溶液とを生成させること
ができる（米国特許第３．６４９．１８５号参照）。

その他の形式の処理方法は、石灰乳で沈殿させて得られ
たシュウ酸カルシウムを硫酸と反応させて、シュウ酸を
生成させるものである（西ドイツ公開公報第２５５３８
７０号参照）。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の課題は、バイヤー法によるボーキサイトの溶解
の際に分離段階で得られる不純物含有シュウ酸ナトリウ
ムの処理方法であって、溶解法に組込まれ、しかもわず
かな費用を必要とするに過ぎない方法を提供することで
ある。

この課題は、冒頭に述べた種類の方法において、分離さ
れた湿潤シュウ酸ナトリウムを、水酸化アルミニウム、
水和酸化アルミニウム及び反応性酸化アルミニラＪ、の
うちの少なくとも１種と一緒に、アルミニウムとナトリ
ウムのモル比を少なく止も０．８に調節して流動床の高
温排気ガスで乾燥し、乾燥生成物を前記流動床内で７８
０〜１０００℃の温度で分解してアルミン酸ナトリウム
を生成させることによって解決される。

反応性酸化アルミニウムとは、選択された反応条件下で
、所要の反応に加わる酸化物のことである。

本発明の方法によって処理されるべきシュウ酸ナトリウ
ムは特に水酸化アルミニウムと、付着した浸出溶媒とを
含有している。乾燥段階に入る前に、アルミニウムとナ
トリウムのモル比は少なくとも０．８に調節すべきであ
る。このためには、シュウ酸ナトリウムの分離又は結晶
化及び水酸化アルミニウムの予備的な分離又は結晶化を
相互に適切に調整させればよい。結晶性シュウ酸ナトリ
ウムが必要量のアルミニウムを含有していない場合には
、必要量との差のアルミニウムは、例えば既に結晶化し
た結晶性水酸化アルミニウムとして、又は水和酸化アル
ミニウム及び／又は反応性酸化アルミニウムとして混合
される。アルミニウムの必要量を決定する際には、結晶
性シュウ酸ナトリウムのナトリウム含量の他に、付着浸
出溶剤によって特に苛性ソーダ溶液として与えられるナ
トリウム含量を考慮に入れることが必要である。

アルミン酸ナトリウムの生成は任意の流動床反応装置、
例えば伝統的な流動床内で行うことができる。しかし、
処理量を特に嵩えると、特に有利なのは所謂循環型流動
床内で反応を行うことである。この流動床は通常の様式
で構成される。即ち、流動床反応器は断面が円形、正方
形又は長方形であってよく、流動化用ガスの導入のため
にロスドル又はベンチュリ状導入装置を備えることがで
きる。反応器の面積とガス量とは互いに調整されて、流
動床反応器内の平均懸濁密度は反応器の容積１ｍ３当り
ほぼ２０〜１５０ｋｇの範囲内にあるようになされてい
る。この際注目すべき点は、循環型流動床の場合、流動
床とその上部のガス空間との間での明確な密度差を特徴
とする伝統的流動床とは異なり、流動床反応器全体がガ
ス／固形物懸濁系で充満され、懸濁密度が下方から一ヒ
方に向かって減少していることである（？！ｉ環型原型
流動床作方法に関しては、例えば、ｌ７、Ｒｅｈ　ｅｔ
　ａｌ　”Ｗｉｒｂｅｌｓｃｈｉｃｈｔ−ｐｒｏｚｅｓ
ｓ　ｆｔ１ｒ　ｄｉｅ　Ｃｈｅｍｉｅ−ｕｎｄ　Ｈｉｉ
ｔｔｅｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅ＋ｄｉｅ　Ｅｎｅｒｇｉ
ｅｕｍｗａｎｄｌｕｎｇ　ｕｎｄ　ｄｅｎ　Ｕｍｗｅｌ
ｔｓｃｈｕｔｚ”。

（［化学工業、精錬工業、エネルギー転換及び環境保護
のための流動床プロセスＪ　）　、Ｃｈｅｍ、Ｔｎｇ。

Ｔｅｃｈｎ、５５　（１９８３＞　、　Ｎｒ’、２．’
５ｅｔｔｅｎ　８７〜９３を参照）。

所要のモル比が調節された後、通常は２５〜４０重量％
の付着湿分を含んだ濾過ケークは流動床の高温排気ガス
によって乾燥される。この乾燥は一般には、高含水物質
流の処理に適した装置のいずれによっても行われる。

特に好適な本発明の態様では、湿潤物質の乾燥は、流動
床の排気ガスと直接接触させて、特に噴霧法によって行
われる。噴霧法の場合、湿潤物質を回転噴霧ディスクに
よって噴霧乾燥塔に装填させるのが適切である。

乾燥に引続いて、乾燥生成物は流動床反応器に直接導入
される。この反応器内でシュウ酸ナトリウムは随伴水酸
化アルミニウム又は部分脱水の水酸化アルミニウムと反
応して分解し、同時にアルミン酸す・トリウ、ムを生成
する。アルミニウムの供給量とは無関係に、８３０℃ま
での温度では目詰現象は発生しない。即ち、流動床系の
運転は常に満足に行われる。しかし、このような比較的
低い温度ではある程度の量のソーダが生成されることが
あり、これによって溶解法に必要なナトリウムイオンが
失われる。８３０℃を超える温度では、本発明の方法は
その点で一層敏感であり、どのような場合にも充分なア
ルミニウムの量が存在することが必要である。一般的に
は、アルミニウムの割合が高くなると、流動床の温度を
一層高くすることができる。温度を例えば約８５０℃よ
り高くした場合の利点は、ソーダの生成を実際上無視で
きる程度まで減少させ、しかも、存在するソーダを分解
して水酸化ナトリウム又はアルミン酸ナトリウムとする
ことである。

したがって、本発明の好適な実施態様は、シュウ酸ナト
リウムの分解を８５０〜９５０°Ｃの範囲の温度で行い
、アルミニウムとナトリウムのモル比を最高で１．２に
調節することである。これによって、反応に必要ないア
ルミニウム量を処理工程に負荷させること、又は酸化ア
ルミニウムによる稀釈のためにアルミン酸ナトリウムの
割合が著しく低下されることが回避される。その場合、
例えば、ソーダの割合が確実に約４重量％以下となり、
アルミン酸ナトリウムの割合が約６０〜８５重量％の範
囲となる。

〔発明の効果〕

本発明の顕著な利点は次の通りである。

アルミナを生産する点に関しては工程にとって異物とな
リミ別の用途として使用されるべき生成物又は堆積の必
要性から環境汚染を起こす生成物を全く生じないことで
ある。シュウ酸ナトリウムの分解に必要な水酸化アルミ
ニウムの大部分は可溶性アルミン酸ナトリウムとして直
接アルミナ生産工程に戻される。８５０℃より高い分解
温度を用いる本発明の好適実施態様においては、浸出工
程内において活性を示さないソーダからさえ活性のある
苛性ソーダ又はアルミン酸ナトリウムが生成される。

〔実施例〕

本発明を、循環型流動床の操作方法に関して図面と実施
例について例示的にさらに詳細に説明する。

溶解反応器ｌ、例えば管状反応器にはボーキサイトが管
路２から導入され、溶解溶液が管路３から導入される。

溶出液は充分な処理時間の経過後に攪拌分離機４に入り
、そこでは水酸化アルミニウムが分離され、装置５によ
り排出される。シュウ酸ナトリウムが分離装置６内で、
例えば充分に強力な蒸発によって分離され、付着した溶
出液と共に、噴霧乾燥機７として構成された乾燥装置に
導入される。噴霧乾燥機７には、流動床反応器９、戻し
サイクロン１０及び戻し管路１１から構成された流動床
系の高温排気ガスが管路８から供給される。乾燥生成物
は管路１２を経て流動床反応器９に直接供給され、反応
器９には管路１３から酸素含有流動化用ガスが〜、そし
て管路１４から酸素含有二次ガスが供給される。いずれ
のガス流も固形物の流れる側に後続する流動床冷却器１
５から送られ、この冷却器１５には管路１６から流動媒
体としての二次ガスが導入され、そして流動化用ガスは
冷却表面１９を通って導入され、間接冷却媒体として作
用する。流動化用ガス導入管路１３と二次ガス導入管路
１４との中間部で、ランス１７から循環型流動床の加熱
用燃料が供給される。固形物が、流動床反応器９、戻し
サイクロン１０及び戻し管路１１を充分な時間循環した
後、材料流は排出装置１８から連続的に排出され、流動
床冷却器１５で冷却される。この冷却は、流動床冷却器
１５の各室に収容された冷却表面１９上を通される酸素
含有ガス流並びに、前記の通、り流動床反応器９に供給
される流動化用ガスによって行われる。流動化用ガス流
は、流動床反応器９に入る前に、サイクロン分離機２０
に通され、そこで充分に除塵される。

次いで、冷却された固形物流は容器２１に至り、そこで
溶解溶液によりスラリー化される。引続いてスラリーの
２つの相は適当卒方法でさらに処理され、又は必要な処
理工程へ送られる（管路２２と２３）。

管路２４から分離装置６内の溶液が溶解反応器ｌへ再循
環される。必要に応して、水酸化アルミニウムが除去さ
れた溶液を管路２５によって分離装置６を迂回させるこ
とができる。分離装置６内で生成される結晶スラッジが
、付着溶液又は結晶性水酸化アルミニウムの形で充分に
多量のアルミニウムを含有していない場合には、供給装
置２６から水酸化アルミニウム（例えば排出装置５から
の）を添加することができる。

以下の実施例において、’　ＩＩＩＨ″は標準状態（１
気圧、０°（：）における気体の体積をｍ３で表わす単
位である。

尖隻舅１ 分離装置６内では、攪拌分＃機４から排出される溶液を
蒸発させた後、３．８ｔ／ｈの濾過ケークが得られる。

このケークの成分は次の通りである。

シュウ酸ナトリウム　（Ｎａ２ｃ２ｏｎ　として計算）
２６重量％ 水酸化アルミニウム　（＾Ｉ　（ＯＨ）　３として計算
）３４重重量 付着溶液　４０重量％ 溶液の方は次の成分から成る。

アルミン酸ナトリウム　（ＮａＡＩＯ□として計算）８
２ｇ／ｊ！ 苛性ソーダ　（ＮａＯＦｌとして計算）１０７ｇ／７！ ソーダ　（Ｎａ、（：Ｑ９点して計算）１３ｇ／Ａ 水　９１８ｇ＃！ 濾過ケークはＡ１とＮａのモル比が０．８８であり、ガ
ス精製の際に生成するスラッジ（０，５ｔ／ｈ）と−緒
に噴霧乾燥機７に供給される。乾燥機内での乾燥は、後
続の循環型流動床系から出る９００℃の高温ガスによっ
て行われる。このガス量は３．６４６ｍ５″ノｈである
。噴霧乾燥機７の排気ガス温度は２６０℃であり、ガス
量は５，５１０ｒｒ＋１＋　３／ｈである。

噴霧乾燥機７から得られる２、６０６ｔ／ｈの量の固形
物（２０６℃）は管路１２を経て循環型流動床系の流動
床反応器９に導入される。流動床反応器９は、管路１７
から供給される０、１Ｂ２ｔ／ｈの燃料油（発熱量４０
　ＭＪ／ｋｇ）の燃焼で加熱される。管路１４を経てＩ
、８０９ｍＮ３／ｈの量で供給される二次ガスの温度は
５２７℃である。流動化用ガスは温度が　３１９℃であ
り、管路１３を経て９０３ｍＮ′／ｈの量で流動床反応
器９に供給される。

循環型流動床系（流動床反応器９、戻しザイクロン１０
、戻し管路１１）内の温度は９００℃となる。流動床反
応器全体について測定した平均懸濁密度は反応器の容積
１　ｍ　３当り８０ｋｇとなる。

循環型流動床系の排気ガスはその量が３＋６４６　ｍＮ
　’／ｈであり、次の組成を有する： Ｎｔ　５Ｂ、１容量％ Ｏｚ　２．２容量％ ｃｏ、　１７．０容量％ Ｈ２’０　２２．１容量％ 流動床反応器９から生成物が１．５９５ｔ／ｈ得られ、
管路１８を経て流動床冷却器１５へ送られる。ここで、
流動化用ガス（１，８０９ｍ、４’／ｈ　）と、冷却表
面■９を通って導入される二次空気（９０３ｍＮ３／ｈ
　）とによって１９３℃まで冷却が行われる。

生成物（１、５９５ｔ／ｈ　）は次の組成：アルミン酸
ナトリウム　（ＮａＡ１０２として計算）８０重量％ ソーダ　（ＮａｚＣＯｓとして計算） ３．５重量％ 水酸化ナトリウム　（ＮａＯＨとして計算）８．０重量
％ 酸化アルミニウム　（ＡＩｚＯ，ｌとして計算）８．５
重量％ を存し、容器２１内で熔解溶液４０ｍ’／ｈでスラリー
化され、濾過によって液相と、本質的に酸化アルミニウ
ムからなる同相とに分けられる。

シュウ酸ナトリウム　（ＮａｔＣｚＯ，とじて計算）２
３．３重量％ 水酸化アルミニウム　（ＡＩ（ＯＨ）３として計算）３
６．７重量％ 付着溶液　４０重量％。

ＡＩとＮａのモル比は１．０３である。

基本的に実施例１と同一条件の設定により、次の組成の
生成物が得られる： アルミン酸ナトリウム　（ＮａＡ１０ｚとして計算）７
０重量％ ソーダ　（ＮａｚＣＯ３として計算） ３．５重量％ 苛性ソーダ　（ＮａＯＨとして計算） ８．０重量％ 酸化アル、ミニラム　（ＡＩ２（ｈとして計算）Ｉ８．
５重量％ 本発明は次のように要約される。

バイヤー法によるボーキサイトの溶解の際に分離段階で
得られ不純物含有シュウ酸ナトリウムの処理方法におい
て、溶解法で使用可能な生成物を回収するために、分離
された湿潤シュウ酸ナトリウムを水酸化アルミニウム、
水和酸化アルミニウム及び酸化アルミニウムのうちの少
なくともＩ種と−緒に、アルミニウムとナトリウムのモ
ル比を少なくとも０．８に調節して流動床、特に循環型
流動床の高温排気ガスで乾燥し、乾燥生成物を流動床内
で　７８０〜１０００℃の温度で分解してアルミン酸ナ
トリウムを生成させる。

好ましくは、乾燥は噴霧乾燥機内で流動床の排気ガスと
直接接触させて行われ、分解は、アルミニウムとナトリ
ウムのモル比を最高で１．２に調節して８５０〜９５０
℃の範囲の温度で行われる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す工程図である。 なお図面に用いた符号において、 １−−−−−−−−−一溶解反応器 ４−−−−−−−−−−−一攪拌分離機６−−−−−−
−−−−−一分離装置 ７−−−〜−−−−−−−噴霧乾燥機 ９−−−一−−−−−流動床反応器 １０−−一一−−−−−”−戻しサイクロン１５−−−
一−−−−−−−流動床冷却器２１−−−−−−−−−
一容器 である。 代理人　上屋　勝 常包芳男 第１頁の続き ＠発明者　パルター・コンポ ［相］発明者　マルチン・ヒルシュ ｏ発　明　者　カールハインッ・ロー ゼンタール ０発　明　者　イルマッッ・イエット メン ドイツ連邦共和国６ｏ５２ミュールハイム・アムφマイ
ン・デューラーシュトラーセ７ ドイツ連邦共和国６３８２フリードリツヒスドルフ４・
レーマーシュトラーセ７ ドイツ邦共和国６ｏ７８ノイーイーゼンブルク・ネッヵ
ーシュトラーセ３９ アメリカ合衆国７８４１３テキサス州・コーパス・クリ
スチイ争ディアウッド６７０６ハンターポイント（自発
）手続補正書 昭和６０年６月１５日・ 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和６０年特許願第６１７６１　号 ６、補正１こより増加する発明の数 、＋１１．　願書をｇｅｔ紙の通り補正する。 、１２＋　、姿任状及び訳文を別紙の通り補充する。 （３）、優先権証明樗及び訳文を別紙の通り補充する。 （４）、正式図面を別紙の通り補充する。 −以上一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■）バイヤー法によるボーキサイトの溶解の際に分離段
   階で得られる不純物含有シュウ酸ナトリウムの処理方法
   において、 分離された湿潤シュウ酸ナトリウムを、水酸化アルミニ
   ウム、水和酸化アルミニウム及び反応性酸化アルミニウ
   ムのうちの少なくとも１種と一緒に、アルミニウムとナ
   トリウムのモル比を少なくとも０．８に調節して流動床
   の高温排気ガスで乾燥し、 乾燥生成物を前記流動床内で７８０〜１０００°Ｃの温
   度で分解してアルミン酸ナトリウムを生成させること、 を特徴とする不純物含有シュウ酸ナトリウムの処理方法
   。 ２）前記乾燥生成物を循環型流動床内で分解することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）前記乾燥を流動床の排気ガスとの直接接触により行
   うことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の方法。 ４）前記乾燥を噴霧乾燥機で行うことを特徴とする特許
   請求の範囲第３項記載の方法。 ５）前記分解を８５０〜９５０℃の範囲の温度で行うこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれ
   かに記載の方法。 ６）反応器の容積１ｍ３当り２０〜１５０ｋｇの平均懸
   濁密度を維持しながら前記分解を行うことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の方法
   。 ７）アルミニウムとナトリウムのモル比を最高で１．２
   に調節することを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第
   ６項のいずれか記記載の方法。