JPS61215213A - アルミナ製造用アルミン酸ナトリウム液の非攪拌式分解方法及び装置 - Google Patents

アルミナ製造用アルミン酸ナトリウム液の非攪拌式分解方法及び装置

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JPS61215213A
JPS61215213A JP61059075A JP5907586A JPS61215213A JP S61215213 A JPS61215213 A JP S61215213A JP 61059075 A JP61059075 A JP 61059075A JP 5907586 A JP5907586 A JP 5907586A JP S61215213 A JPS61215213 A JP S61215213A
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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】 ［発明の技術分野］ 本発明は、主に熱電解によりアルミニウムに転換される
アルミナの主要な製造方法であるバイヤー法によるアル
ミナの製造に使用することを目的とした過飽和アルミン
酸ナトリウム液を撹拌なしに分解する方法及び装置に係
る。バイヤー法は、ボーキサイトを適当な濃度の水酸化
ナトリウム水溶液で熱処理し、アルミナを可溶化させる
と共にアルミン酸ナトリウム過飽和溶液を生成する。鉱
物の非分解残留物（赤泥）を構成している固相を分離し
た後、三水酸化アルミニウム沈澱を生じさせるためにア
ルミン酸ナトリウム過飽和溶液にプライマーとなる水酸
化アルミニウムを接種して反応させる。
一般に当業者に「分解」と称されているこの処理は、特
に温度、粒度及びプライマー導入Ｍ１連続槽内の液循環
構成及び場合によっては再循環により特徴づけられる数
個の連続段階で一般に実施されている。
現在当分野で稼働しているバイヤ一式１業用アルミナ設
備は全て撹拌式分解器を使用している。
この場合、撹拌及び液循環が停止すると槽底部にアルミ
ナ三水和物の不可逆性堆積が生じ、槽を排出及び化学的
に洗浄する必要が生じるので、このような撹拌及び液循
環の停止を避けるように細心の注意を払って設備を構成
及び使用しなければならない。
〔従来技術の問題］ 実際に、分解器の底部に固体の蓄積を避け、場合によっ
てはアルミン酸塩液中の三水酸化アルミニウム懸濁液の
均一性を確保するためには、撹拌式に分解を実施すｇ論
理的であると思われる。
しかし乍ら、非撹拌式にはいくつかの利点があや。まず
第一に、当業者には周知の通り、完全に撹拌された均質
な媒体よりもすぐれた運動性能をもたらりピストン流に
より反応が行われるので、アルミン酸塩液の分解速度が
増加する。
次に品質面では、非撹拌式は三水酸化アルミニウムの微
粒子の凝集プロセスを促進させ得るので、最小の微粒子
を含む粒度分布を得るのに好ましい効果をもつ。
更に付言するなら、空気噴射にせよ機械的撹拌にせよ撹
拌により消費されるエネルギーを無視することはできな
い。１０００ｄのオーダーの体積の場合、撹拌を生じる
のに必要な電力は検事たり数十キロワット（例えば５０
〜５５にＷ／　１０００Ｔｄ）であると推算できる。
［従来技術の状況］ 非撹拌型「バイヤ一式」過飽和アルミン酸塩溶液分解器
を開示している文献は、現状では見当たらない。仏国特
許出願公開第２４４６７９９号（Ｃ＾１１１７２１４）
が弱撹拌式分解方法を開示している程度に留まり、該方
法は側部多孔アームを備える回転噴霧管を使用して、分
解工程中に液内に乱流を生じないように分解器の下部に
アルミン酸塩液を導入するものである。排液は分解器の
上部から溢流させることにより排出し、粗粒度の三水和
物分散液は下部から回収する。この方法は、アルミン酸
塩液を下から上に循環させるもので、弱撹拌流動床式分
解と同様であると考えられ、この方法を使用すると液の
循環速度は比較的小さい。
［発明の目的及びそれを達成するための手段］本発明の
目的は、現状の思想及び工業界での実情に反して、バイ
ヤー法によるボーキサイトの分解により生じた過飽和ア
ルミン酸ナトリウム液の非撹拌式分解を実現することに
ある。
より詳細には、本発明の第１の目的は、バイヤー法によ
りボーキサイトのアルカリ分解により生じたアルミン酸
ナトリウムのアルミナ過飽和液の分解方法であり、前記
分解はアルミナ三水和物プライマーの導入によりアルミ
ナ三水和物のアルミン酸ナトリウム懸濁液（以下、単に
「懸濁液」と称する）を形成することから開始され、前
記方法は、ここで「分解器」と称する非撹拌式反応器の
上部に懸濁液を導入し、分解器の下部から懸濁液を抽出
することを特徴とする。アルミナ工業では、分解器で使
用される容量及び流量により、１．５〜１０ｍ／ｈ　、
好ましくは３〜７ｍ／ｈの範囲で懸濁液の循環速度を選
択することができる。
本発明の第２の目的は、非撹拌式分解方法を実施するた
めの装置を提供することにあり、該装置は、上部に懸濁
液の導入装置と下部に懸濁液の抽出装置とを備える円筒
−円錐形の反応器から構成されていることを特徴とし、
前記懸濁液の抽出装置は円錐部の頂点の近傍に連結され
ている。
アルミン酸塩懸濁液の抽出装置は、下部に加圧空気の噴
射手段、上部に抽出行を備える管から構成されており、
前記抽出行には、後続槽への移送管及び再循環用溢流口
が連結されている。
以下、本発明を実施するための装置の鉛直断面図である
第１図及び第２図を参考に、本発明を具体的に説明する
。
分解器は、円筒形の上部２と円錐形の底部３とから構成
される円筒−円錐形槽１である。懸濁液は円錐の底部で
プランジャ管４により吸引される。
管４は、その鉛直部分にエマルジョン化柱を形成する圧
縮空気噴射装置５を備えている。エマルジョン化された
アルミナ水和物の懸濁液は、下流への移送管７を充填す
ると同時に抽出行６内を上昇する。移送管は分離弁８を
備えている。更に、抽出行６は所謂分離器への復帰用溢
流口９を備えている。
移送される懸濁液の量は、管５から噴射される空気の吊
に従って変化する。空気量の調節は槽のレベルで実施さ
れる。この量は固定空気量を補足しケがら空気噴射管の
閉塞を阻止し、移送准をより均一に維持せしめる。固定
空気ｍは弁１０により確保され、他方、遠隔制御弁１１
は、分解器内のアルミン酸懸濁液のレベルに応じた空気
量の調節を確保する。
非撹拌槽への供給が停止すると、移送管７に設けられた
弁８は自動的に閉じ、これと同時に、同様に遠隔制御さ
れる空気弁１２が前述の２個の弁と並列に開く。この弁
を開くと空気噴射量が珊加し、抽出色６の上部に設けら
れた溢流口９により槽における懸濁液の内部循環が確保
され、槽の底部における固体の不可逆的な蓄積が避けら
れる。回路は更に少なくとも１個の通常停止用補助弁１
３を備えている。
管系１４を通って前槽から移送されたアルミナ三水和物
の懸濁液は、例えば乳化剤として機能させるべく管１１
から導入された少量の圧縮空気を下部から供給される一
連の浸漬形傾斜小管１６又は当業者に既知の任意の等価
手段から構成される１５のような分配器により、分解器
の全表面１８に均等に分配されることが好ましい。
第２図においては、懸濁液の抽出は外部管４により円錐
３の底部で実施され、上昇は空気噴射管５又はポンプ１
９により得られる。いずれの場合も管４の上部は、槽１
に向かう再循環用管と、少なくとも１個の分離弁８を有
する下流方向管１とを備えている。
従来通りにバイヤー法のアルミン酸ナトリウム液は、苛
性Ｎａ２Ｏ濃度と苛性ソーダの重量に対するアルミナ（
Ａｉｌ　２０３で表わされる）の重量比ＲＰとにより規
定される。苛性ソーダは、分解すべきアルミン酸ナトリ
ウム溶液中にアルミン酸ナトリウムの結合形態及び遊離
水酸化ナトリウムの形態で存在するＮａ２Ｏの総量で表
わされる。
第１の分解器に導入される懸濁物中に存在している液は
、一般にＲＰが約ｉ、ｏｓ　〜ｉ、１ｏ、苛性Ｎａ２Ｏ
の含有量が、約１５０〜１６０ｃ＋／ｉＪである。
分解器へは表面から供給し、底部から懸濁液を抽出し、
低速流即ち「ピストン流」式に水力的に機能する。この
低速流は撹拌を形成せず、槽内に安定な動力的平衡を形
成することができる。
平衡状態における液の各単位断面（水平断面）はＲＰが
一定（但し各断面毎に異なる）であり、全個所において
従来の非連続分解（所謂「バッチ式」）の運動理論に極
めて近い状態が維持されながら上から下に移動する。
［実　施　例］ υｕＬユ ２個の直列な分解器から成る第１の工業用設備で、以下
の条件下に本発明を実施した。
・各分解槽の特徴： 容積＝　１２５０況 円筒部の高さ＝１７ｍ 円錐部の高さ＝　９ｍ、頂角６０゜ 水平断面積＝６３冠 ・供給懸濁液の特徴： 苛性ソーダ１１に対しアルミン酸ソーダ１５０ｇ乾燥材
料＝　　７２０ｇ／ｉ） 粒度Ｄ　ｓｏ＝　４５＊ 温度＝６０℃ ・水力的及び科学的特徴： 第１段の槽： 流量−４３０尻／ｈ 速度＝　６．１＋ｅ／ｈ 入口ＲＰ　＝　１．０３ 出口ＲＰ＝０．８９ 化学的洗浄の周期期間＝４４力毎（同様の撹拌槽では３
力月毎） 第２段の槽： 流量＝２１５　Ｔｄ／ｈ 速度＝　３．４ｍ／ｈ 入口ＲＰ＝０．８９ 出口ＲＰ＝０．７８ 化学的洗浄の周期期間−５力月以上（同様の撹拌槽では
４力月毎） （撹拌槽での出口Ｒｐ　＝　０．８２）郵施例　２ 単独の分解器を備える第２の工業用設備で、以下の条件
下に本発明を実施した。
・分解槽の特徴： 容積＝３０００ｄ 円筒部の高さ＝２４ｍ 円錐部の高さ＝　１０ｍ 水平断面積＝　１１３．５ＴＩｔ ・供給懸濁液の特徴： アルミン酸ソーダー１６５９／ｊ 乾燥材料＝　６５０ｇ／ｉ） 粒度Ｄ　ｓｏ＝　８０／ｌ＃１ 温度＝６０℃ ・水力的時Ｗｉ： 速度＝　３．１ｍ／ｈ 流量−３５０Ｔｄ／ｈ 入口ＲＰ−０，９５ 出口ＲＰ−０，８２ ［発明の効果コ ａ）エネルギーの利得めについては既に述べた通りであ
る。撹拌及び空気乳化式分解器ではｌｊ！痒に数１０ｋ
Ｗ、乳化用に空気１ＯＮＴＩｌ／ｆｆ１ｎを必要とする
が、本発明では撹拌エネルギー全部を節約することがで
き、管４内に懸濁液を上昇させるための空気消費量も減
じられ、約１〜２ＮＴｄ／ｍｎである。
このような槽の設備費用は撹拌器に比較して著しく廉価
である。
ｂ）撹拌式分解器に比較して使用法が著しく容易である
。
非撹拌式分解器は底部にスケールを形成しない。壁の堆
積は撹拌槽に生じる堆積と同程度である。
レベル調節は非常に容易であり、特に供給流量の変動時
或いは全面的な停止時に、管４内の空気噴射及び場合に
よっては溢流口９からの再循環を調節して行なえばよい
。全般的な電気的故障の場合には、少量の圧縮空気を使
用して再循環を確保し、従って槽底部の不可退的な堆積
を避ければ十分である。このような故障は機械的撹拌式
分解器の場合、或いは乳化用圧縮空気の流量が多量の場
合にはしばしば重大である。
Ｃ）方法の観点では、非撹拌式であること及び一方向流
であることから、 （１）　　槽内にデッドゾーンが存在せず、槽の全有効
容積を使用できる。空気乳化による従来の撹拌槽ではエ
マルジョンを形成する空気容聞が槽の全容積の１０〜１
５％に達する。
■　「ピストン」流であるため、反応が秩序的である。
という　２理由により、分解器の容積は反応の進行に有
効に使用される。
このような種々の理由から、本発明の実施はバイヤー液
からのアルミナの連続製造方法を著しく改良するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の非撹拌式分解器の概略鉛直断面図、第
２図は本発明の変形例の概略鉛直断面図である。 １・・・反応器、　　２・・・円筒部、　　３・・・円
錐部、４・・・懸濁液抽出装置、　　５・・・空気噴射
装置、６・・・抽出色、　　７・・・移送管、　　９・
・・溢流口、１４・・・懸濁液導入装置、　　１５・・
・分配器、１６・・・浸漬傾斜管、　　１８・・・自由
表面。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）バイヤー法によるボーキサイトのアルカリ浸潤に
    よって生じたアルミン酸ナトリウムのアルミナ過飽和液
    の分解方法であり、懸濁液を形成してプライマーアルミ
    ナ三水和物の導入により分解を開始する方法であって、
    「分解器」と称する非撹拌式反応器の上部に前記懸濁液
    を導入し前記分解器の下部で前記懸濁液を抽出すること
    を特徴とする前記方法。
  2. （２）分解器内における懸濁液の循環速度を１．５〜１
    ０ｍ／ｈの範囲に調節することを特徴とする特許請求の
    範囲第１項に記載の方法。
  3. （３）懸濁液の循環速度を好ましくは３〜７ｍ／ｈの範
    囲に調節することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の方法。
  4. （４）自由表面全面上への懸濁液のほぼ均一な分配を確
    保する装置により、懸濁液を分解器の上部に導入するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  5. （５）下部から空気を噴射する内部管により懸濁液を分
    解器の下部で抽出し、分解器の上部のレベルに上昇させ
    た後、下流に移送することを特徴とする特許請求の範囲
    第１項に記載の方法。
  6. （６）外部管により懸濁液を分解器の下部で抽出し、分
    解器の上部レベルに上昇させた後、下流に移送すること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  7. （７）特許請求の範囲第１項から第６項のいずれかに記
    載の非撹拌式分解方法を実施するための装置であって、
    上部に懸濁液半導体装置、下部に懸濁液の抽出装置を備
    える反応器から構成されていることを特徴とする装置。
  8. （８）前記反応器が円筒−円錐形であり、アルミン酸塩
    の懸濁液の抽出装置が円錐部の頂点の近傍に連結されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第７項に記載の装
    置。
  9. （９）アルミン酸塩の懸濁液の抽出装置が、加圧空気の
    噴射手段を下部に備えており且つ下流方向移送管と再循
    環用溢流口とを連結されている抽出缶を上部に備える管
    により構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第８項に記載の装置。
  10. （１０）自由表面全面に懸濁液をほぼ均一に分配する手
    段を備えていることを特徴とする特許請求の範囲第７項
    に記載の装置。
  11. （１１）前記分配手段が、分解器の上部に配置されてお
    り、下部から少量の加圧空気を噴射する複数の浸漬形傾
    斜管により構成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第１０項に記載の装置。
  12. （１２）分解器内の懸濁液のレベルに従って、管内に噴
    射される圧縮空気を制御及び調節する手段を備えている
    ことを特徴とする特許請求の範囲第７項から第１１項の
    いずれかに記載の装置。
JP61059075A 1985-03-20 1986-03-17 アルミナ製造用アルミン酸ナトリウム液の非攪拌式分解方法及び装置 Granted JPS61215213A (ja)

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