JPS603006B2 - バイヤ−工程から有機物を除去する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルミナを製造するために広く用いられてい
る所謂バイヤー法において、その工程から有機物を効率
良く除去する方法に関するものである。

バイヤー法は周知のように、ボーキサイトを熱苛性ソー
ダ溶液で処理して、ボーキサイトに含まれているアルミ
ナ分を抽出し、不溶解分（以下赤泥という）を分離した
あとの液に水酸化アルミ種子を添加して該液を加水分解
せしめ、析出した水酸化アルミを分離して一部を種子と
して用い、残部を洗浄・か擬して製品アルミナを得ると
いう工程からなっている。

ここで、比較的紐粒のアルミナ（所謂フラワリ−アルミ
ナ）を製造するための典型的な工程を、第２図によって
説明する。

ボーキサイトを苛性ソーダ溶液とともに高温高圧下で処
理して得られた泥鰍Ｓは液シックナー１に入り、そのア
ンダーフローは、いくつかの洗浄シックナ−が直列に配
直されている赤泥洗浄系２へ導かれて、最終段より送給
された洗浄水Ｗ２によって洗浄され、最終段より赤泥Ｍ
が排出されるとともに、第１段の洗浄シックナーのオー
バ−フローから、赤泥洗浄液が得られる。

液シックナ‐１のオーバーフロ−と赤舵ヒ洗浄液との混
合液（以下析出液という）は析出槽３に導入され、これ
に第２分級機５のアンダーフローから得られた種子が添
加される。

水酸化アルミの析出が終了した液は第１分級機４へ導か
れ、そのオーバーフローは第２分級機５に、またアンダ
ーフローはドラム型炉過機６にそれぞれ送られ、第２分
級機５のアンダーフローから種子（正確には種子を含む
スラリー）が、またそのオーバーフローから回収液Ｒ（
苛性ソーダ濃度を蒸発濃縮などで調整後、抽出液として
再利用される）が得られる。ドラム型炉過機６の炉液は
第１分級機４のオーバーフ。

一と合流し、一方炉過ケーキはリパルブ槽７においてリ
パルプされて、つぎの２段式水平テーブル型炉過機（以
下単に水平炉過機という）８の前段に送られ、前段と後
段の２段洗浄をうける。水平炉過機８において、洗浄水
Ｗ，はその後段に送給され、その炉液は第２レッグタン
ク１０を経て前段の洗浄液として再度使用される。そし
てその炉液は第１レッグタンク９を経て−部はリパルプ
槽７のリパルプ液として、また残部はドラム型炉通機６
の洗浄液としてさらに利用される。水平炉過機８の後段
から得られた水酸化アルミＰ（正確には含水ケーキであ
るが、以下これを製品水酸化アルミという）は、適当な
型のキルン（図示せず）によってか擁されて、製品アル
ミナとなる。なお上託したバイヤー工程において、ドラ
ム型炉過機６を省略し、水平炉過磯８のみを設けた工程
も、広く採用されている。

さて、バイヤー法の原料であるボーキサイト中には少量
の有機物が含まれているが、この有機物は高温高濃度の
苛性ソーダによって分解されて比較的低分子量の化合物
になり、バイヤー工程内に入ってくる（低分子量の有機
化合物の主成分は後酸ソーダなので、バイヤー工程内に
存在する有機物を以下袴酸ソーダという）。

上述の工程からわかるように、バイヤー工程外へ排出さ
れる後酸ソーダは、製品水酸化アルミおよび赤泥にとも
なって排出される分だけであるから、ボーキサイト中の
有機物含有量が比較的低ければ（たとえば有機炭素量が
０．０７％またはそれ以下）、工程内の袴酸ソーダ量は
あるレベルでほぼ一定となるが、たとえば有機炭素量が
０．１％またはそれ以上のようなボーキサイトを利用す
る場合には、製品品質の維持および苛性ソーダ回収のた
めに確酸ソーダの排出量を増加させることができないの
で、袴酸ソーダが工程内に順次蓄積されてくる。

工程内の綾酸ソーダは溶解度を超えれば晶出するわけで
あるが、結晶綾酸ソーダはかなり微細なので、その大部
分は第２分級機５から縛られる種子中に混在するように
なる。

種子中の結晶鯵酸ソーダの量が概ね０．３５％程度まで
は、フラワー」ーアルミナの製造上特に問題となること
はないが、この含有量がたとえば０．５％以上になると
種子の凝集が悪くなって、｛ィ｝製品水酸化アルミの粒
度が細かくなるかあるいは粒度のコントロールが不可能
になり、‘ｏー極めて微細な水酸化アルミ粒子が増加し
て、これが分級されずに回収液中に相当量含まれるよう
になるので生産性が低下し、さらにし一析出槽、第２分
級機、それらの関連配管などにスケールの付着が著しく
なって、その除去のために操業をいよいよ停止せざるを
得なくなる、というような問題が生じてくる。

従来、バイヤー工程内の綾酸ソーダの除去法として多く
の方法、たとえば種子洗浄法として椿公昭略一１１４８
び号、また工程中の袴酸ソーダ濃度を下げる方法として
特関昭５２−２４１９５号、袴公昭５２一１０１２び号
、椿公昭球−３灘号などが提案されている。しかし乍ら
これらの方法においては、大量の洗浄水が工程内に入る
ために蒸発負荷が増大したり、アルミン酸ソーダ溶液の
蒸発処理や夜酸ソーダ種子の処理などのために大きな設
備を必要とするなどの欠点がある。

また第２図に示した如き従来の工程において、製品水酸
化アルミの洗浄液の一部を抜き取ることによって、その
なかに含まれる袴酸ソーダを除去しようとする方法は、
容易に考えられるものである。

しかし乍らこの方法は、‘ィ’第１表の比較例の欄に示
したように、洗浄液の苛性ソーダ濃度が高いため複酸ソ
ーダの溶解度が４・さし、ので非効率的であるばかりで
なく、‘〇にのように高い苛性ソーダ濃度のもとでは、
綾酸カルシウムとしての沈澱生成率がほとんどゼロなの
で、複酸ソーダを固定できないという問題がある。一方
、洗浄液中の苛性ソーダ濃度を下げる（たとえばＮも○
として１０夕／そ以下）ため洗浄水を増加し、洗浄液の
一部を抜き取る方法をとれば、綾酸ソーダの排出量の増
加と袴酸カルシウムとしての固定を図ることはできるが
、多量の洗浄液の処理（たとれば蒸発濃縮）が困鱗とな
る。従って、従来のバイヤー工程のままでは、綾酸ソー
ダを効果的に除去することができないことは明らかであ
る。本発明は、有機物含有量の比較的高いボーキサイト
を使用した場合に生ずる前述の問題を解決するため、バ
イヤー工程から綾酸ソーダを効率的に排出することを目
的としたものであって、従来の製品水酸化アルミ洗浄工
程を変えることにより、その工程中から綾酸ソーダ濃度
の際立って高い洗浄液が得られることが見出され、本発
明が完成された。

すなわち本発明は、第１分級機のアンダーフローを洗浄
して製品水酸化アルミを得るに際し、少なくとも２台の
水平炉過機を直列に蓮設して、これに対して洗浄液を同
流に送給し、２台目の水平炉過機から１台目の水平炉過
機へ滋絵される洗浄液よりその一部を抜き取ることを特
徴とするものである。

このような構成にすることによって、非常に効率的に袴
酸ソーダを工程外へ排出することができる（上記部分の
洗浄液中の綾酸ソーダ濃度は、他の部分のそれに比べて
著しく高い）ため、前述の問題が解決されるとともに、
工程内へ入る洗浄液量を従来法に比べて少なくし得るの
で、蒸発負荷が４・さくなって操業費が低減され、しか
も製品水酸化アルミの付着ソーダ量が低減して、その品
位が向上するという効果がある。第１図は、本発明方法
の一つの実施態様を示した工程図であるが、同図を用い
て本方法を説明する（なお同図において、析出した水酸
化アルミの分級工程より前の工程は、第２図に示した従
釆工程と同じなので、煩雑を避けるため、その工程の説
明を省略する）。第１分級機４のアンダーフローはドラ
ム型炉過機６に送られ、その炉液は第１分級機４のオー
バーフ。

‐へ合流し、炉過ケーキはリパルプ槽７においてリパル
プされて、つぎの水平炉過機８に送られ、前段および後
段の２段に洗浄される。そしてその炉過ケーキは、リパ
ルプ槽１１でリパルブされてつぎの水平炉過機１２へ送
られ、同様に２段に洗浄される。その後段から得られた
製品水酸化アルミＰは、適当な型のキルン（図示せず）
によってか暁されて、製品アルミナとなる。一方洗浄水
Ｗ，は、水平炉過機１２の後段に送給され、その炉液は
第４レッグタンク１４を経て嵐炉過機の前段の洗浄液と
して利用されて、その炉液は第３レッグタンク１３に入
り、そこから炉液の一部Ｔが抜き取られる。

残部の炉液は、リパルブ槽１１のリパルプ液および水平
炉過機８の後段の洗浄液としてさらに利用される。水平
炉過機８の後段の炉液は、第２レッグタンク１０を経て
同炉過機の前段へ送給され、その炉液は、第１レッグタ
ンク９を経てリパルプ槽７のリパルプ液およびドラム型
炉過機６の洗浄液として分流される。上記した本発明の
工程において、水平炉過機８の後段に送給する洗浄液量
を、ケーキ中の付着液（苛性ソーダ濃度が高い）を置換
するのに必要な最低限度の量とするように操業すること
が、本発明方法を実施する上で、特に有利である。

このようにすることによって、バイヤー工程内に入る洗
浄液量が少なくなるので、回収液の蒸発濃縮の負荷が軽
減されるとともに、工程内に還流される夜酸ソーダ量が
少なくなり、しかも第３レッグタンク中の袴酸ソーダ濃
度を、他の部分に比べて際立って高くすることができる
。というのは、夜酸ソーダの溶解度は共存している苛性
ソーダ濃度が低い程大きいので、水平炉過機８の後段の
炉液中の苛性ソーダ濃度を高い状態に保つようにすれば
後酸ソーダ濃度は低くなって、バイヤー工程内に還流さ
れる穣酸ソーダが少なくなり、一方水平炉過機１２の前
段においては、苛性ソーダ濃度が急激に低くなるので、
溶存する複酸ソーダ濃度が高くなるからである。なお、
第３レッグタンク１３から抜き取られた洗浄液から、後
酸ソーダ結晶の晶出あるいは夜酸カルシウム沈澱の生成
などの処理によって夜酸ソーダを容易に除去することが
できるので、処理後の液を、たとえば赤泥洗浄水の一部
として利用すれば、全体の洗浄水量を低減することが可
能となるとともに、苛性ソーダの回収をすることができ
る。

以上本発明を一つの実施態様に基づいて詳細に説明した
が、本発明の要旨の範囲内で、種々の態様をとることが
できる。

たとえば第１図において、ドラム型炉過機を除いた工程
もその一つの態様であり、この場合には、洗浄水量が第
１図の工程より余分に必要となるが、全く同様に、第３
レッグタンク内に夜酸ソーダ濃度の高い炉液を得ること
ができる。以下に、有機物含有量の高いボーキサイトを
原料として操業したときの比較例および実施例を示す。

比較例は、第２図に示した従来工程で操業したときの例
で、袴酸ソ−ダが工程内に蓄積されつつある時点のもの
であり、実施例１は、従来法から第１図に示した本発明
法に切り換えた直後の例で、実施例２は、工程内の綾酸
ソ−ダ濃度が低下し、その収支がほぼバランスしようと
するときのものである。比較例 有機炭素量０．１１％のボーキサイトを原料としてフラ
ワリーアルミナを従来法で製造する際に、分級された製
品水酸化アルミナの洗浄工程において、洗浄水を０．７
で′ｔ（製品アルミナｔ当りであって、以下すべて同じ
）送給した。

操業を続けるにつれて、分級される製品水酸化アルミの
粒度が不安定になり、しかも回収液中に混入してくる水
酸化アルミ量が縄常のレベル（０〜２夕／夕）の２倍以
上となったため操業を中止した。

このとき種子中の結晶惨酸ソーダ量を測定したところ、
通常の含有量（０．２５〜０．３５％）の２倍を超える
量であった。操業中止直前のデータを第１表にまとめて
示した。

第１表 実施例 １ バイヤー工程が比較例に示した状況に達して操業を中断
した後、製品水酸化アルミの洗浄工程を第１図に示した
本発明方法に切り換えて、比較例で用いたと同じボーキ
サイトを原料として操業を再開し、フラワリーアルミナ
を製造した。

送給した洗浄水量は比較例と同じ０．７〆ハで、第３レ
ッグタンクから洗浄液を０．３２〆／【抜き取った。

従って工程内へ入る洗浄液は０．３８で／ｔとなる（リ
パルプ用の液は、リパルプ槽１１と水平炉過機１２の前
段の間で循環していることになるので、リパルプ用に分
流される液量は考慮しなくてよい）。操業方法を切り換
えた直後において、第３レッグタンク中の洗浄液の修酸
ソーダ濃度は２６タ′〆以上となり、従ってこの時点で
は、８ｋ９／ｔ以上の割合で修酸ソーダが工程外へ排出
されたことになる。

しかもその液中の苛性ソーダ濃度が４〜５夕／夕と低い
ため、袴酸ソーダをカルシウム塩として固定することが
容易であり、袴酸カルシウムを分離したあとの液を赤泥
洗浄液の一部として再利用したので、苛性ソーダの損失
もほとんどなかつた。この時点では、種子中の結晶綾酸
ソーダ量は依然として多いため製品水酸化アルミの粒度
は不安定で、回収液中にも、なお多量の極微細な水酸化
アルミが存在していた。

本発明方法に切換えた直後の詳細なデータを第１表にま
とめた。実施例 ２ 実施例１の条件で操業を続けたところ、工程内の夜酸ソ
ーダ量が逐次減少して、安定した粒度の製品水酸化アル
ミが得られるようになったので、この時点で送給する洗
浄水量を０．７の／ｔから０．６〆／ｔに減少せしめた
。

なお第３レッグタンクからの洗浄液の抜き取り量は実施
例１と同じ０．３２で／ｔとしたため、工程内へ入る洗
浄液量は０．２８の′ｔとなった。このような操業方法
を採用したとき、同様に第３レッグタンク中の洗浄液の
鯵酸ソーダ濃度は他の部分に比べて高く、この時点で、
１．６ｋｇ／ｔの割合で綾酸ソーダが工程外へ排出され
たことになる。

なお抜き取った洗浄液を、実施例１と同様に処理して、
赤泥洗浄液の一部として利用した。この時点では、種子
中の結晶修酸ソーダ量がほぼ通常のレベルまで減少し、
その結果希望した粒度の製品水酸化アルミが安定して得
られるようになり、しかも回収液中の極微細な水酸化ア
ルミの量も通常量まで減少したので、生産性を回復する
ことができる。さらに、工程内へ入る洗浄液量を、従来
の方法に比べて大中に低減せしめることができたので、
操業費を著しく下げることが可能となった。

以上詳細に述べたように本発明方法によるときは、バイ
ヤー工程から極めて効率的に、しかも従来より低い操業
費で後酸ソーダを排出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一つの実施態様を示す工程図、そして
第２図は従来法の工程図である。 両図において、３は析出槽、４および５はそれぞれ第１
および第２分級機、６はドラム型炉過機、８および１２
は水平炉過機である。第１図第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アルミン酸ソーダ溶液に水酸化アルミ種子を添加し
   て該溶液を加水分解せしめ、析出した水酸化アルミを分
   級して得られた製品水酸化アルミを洗浄するに際し、す
   くなくとも２台の２段式水平テーブル型濾過機を直列に
   連設して、これに対して洗浄液を向流に送給し、２台目
   の該濾過機から１台目の該濾過機へ送給される洗浄液よ
   りその一部を抜き取ることを特徴とするバイヤー工程か
   ら有機物を除去する方法。