JPS6249092B2

JPS6249092B2 -

Info

Publication number: JPS6249092B2
Application number: JP56088480A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Inoe; Noboru Moryama
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1981-06-09
Filing date: 1981-06-09
Publication date: 1987-10-16
Also published as: JPS57204210A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は水不溶性金属水酸化物（以下水難溶性
金属水酸化物も含む）の水スラリーの濾過脱水性
向上剤に関し、詳しくは水不溶性金属水酸化物粉
子の水スラリーから効率良くかつ経済的に水分を
除去するために使用される或る種のアニオン性界
面活性剤からなる濾過脱水性向上剤に関するもの
である。一般に湿潤した水不溶性金属水酸化物粒子はそ
の金属の種類、生成条件、粒子の大きさ、形状、
表面状態及び濾過条件等により異なるが、濾過脱
水された後も相当多量の水分を含有している。特
に金属塩溶液をアルカリ性にして沈殿させて得た
金属水酸化物では組成式の一定しない多量の水を
含んだ水酸化物が得られることが多い。このよう
なものの脱水には真空（減圧）濾過脱水法がしば
しば採用されているがそれでもかなりの水分が残
る。例えば水酸化アルミニウム水スラリーを真空
濾過脱水法により脱水した場合には、一般に８〜
16重量％程度の水分を含む水酸化アルミニウムケ
ークが得られる。濾過脱水された後の湿潤金属水
酸化物はそのまま水酸化物として製品化されるほ
か、さらに焼成されて金属酸化物として製品化さ
れる場合が多い。ところがこの湿潤金属水酸化物
中に含まれる水分は、水酸化物としての製品の場
合には貯蔵中の水分の不均一化等による一部製品
の商品価値の低下あるいは輸送コストの増加等の
不利益を生じ、また焼成による金属酸化物として
の製品の場合には、湿潤金属水酸化物中の含有水
分の蒸発熱のために焼成工程に必要な燃料費の増
大という不利益等が生じる。ことに昨今の燃料価
格の高騰により著しくその製造コストが上昇して
いるため、エネルギーコストの低減化は重要な課
題となつている。従つて金属水酸化物の水スラリーの濾過脱水工
程において効率良くかつ経済的に金属水酸化物中
の水分含有量を現状以下に低下せしめる方策が必
要とされ、例えば濾過装置やフイルターの種類等
の物理的条件を改良すること等が試みられている
が、何らかの添加剤を加えることによつてさらに
脱水効率を高めることが望ましいことは言うまで
もない。本発明者等はかかる現状において鋭意研究を重
ねた結果、水不溶性又は水難溶性金属水酸化物の
水スラリーを濾過脱水するに際して、下記の一般
式（）で表わされるアニオン系界面活性剤を添
加使用すれば、極めて効率良くかつ経済的にその
水分含有量を低減することができることを見出し
本発明を完成するに至つた。（式中Z₁、Z₂はＨ又はアルキル基であり、Z₁とZ₂
の炭素数の和は６〜28、Ｒは炭素数２〜４の飽和
アルキレン基を表わし、ＸはSO₃M₁（M₁：Ｈ、
Ｋ、Na、NH₄）、PO₃M₂（M₂：Ｋ、Na）又は
CH₂COOM₃（M₃：Ｋ、Na）を表わし、ｎは１〜
100の整数である）一般式（）で表わされる界面活性剤は例えば
以下の方法により製造することができる。先ず

【式】（式、Z₁、Z₂は上記に同じ）で表わされる化合物（）を出発物質と
し、この化合物にアルカリ等の触媒の存在下に炭
素数２〜４のアルキレンオキサイドを付加して

【式】（式、Z₁、Z₂、Ｒ及びｎは上記に同じ）で表わされる化合物を合成す
る。この際に付加するアルキレンオキサイドとし
てはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド、ブチレンオキサイドの単独又は混合物を使用
するのが良い。二種以上のアルキレンオキサイド
を使用する場合にはブロツク又はランダムのいず
れの付加方法でも良い。アルキレンオキサイドが
プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドの場
合は、エチレンオキサイドに比較して泡立ちが少
なく、実用上好ましい。出発物質たる化合物
（）としてはZ₁とZ₂の炭素数の和が６〜28のも
のが使用できるが、Z₁が炭素数８〜22のアルキル
基でZ₂がＨのものが好ましい。化合物（）はモ
ノ、ジのアルキル化物のいずれも使用できる。ア
ルキレンオキサイドは約１〜100モルの範囲で効
果が認められるが、約４〜20モルが好ましい。次いでこの式（）で表わされる化合物に硫酸
エステル化反応、リン酸エステル化反応、カルボ
キシメチル化反応等を行い、必要ならばさらに中
和をして式（）で表わされるアニオン性界面活
性剤を得る。硫酸エステル化反応を行う際には、
スルフアミン酸、硫酸（含発煙硫酸）、クロルス
ルホン酸、三酸化イオウ等の硫酸化剤で、またリ
ン酸エステル化反応を行う際には五酸化リン等の
リン酸エステル化剤で、さらにカルボキシメチル
化反応を行う際にはモノクロロ酢酸等でそれぞれ
反応させるのが一般的である。必要に応じて苛性
ソーダ、苛性カリ、アンモニア水等の塩基で中和
する。エステル化度は100％である必要はなく、
約80％以上であれば足りる。式（）で表わされる界面活性剤の製造法とし
ては最も代表的なものを上で説明したが、他の方
法で製造されたものであつても同様な効果を示す
ことは当然である。本発明の濾過脱水性向上剤が使用される水不溶
性又は水難溶性金属水酸化物の例としては、水酸
化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化スト
ロンチウム、水酸化バリウム等の周期律表第−
Ａ族金属水酸化物類；水酸化アルミニウム、水酸
化カリウム、水酸化インジウム等の第−Ａ族金
属水酸化物類；水酸化ゲルマニウム、水酸化ス
ズ、水酸化鉛等の第−Ａ族金属水酸化物類；水
酸化鉄、水酸化コバルト、水酸化ニツケル等の第
族金属水酸化物類；水酸化亜鉛等の第−Ｂ族
金属水酸化物類；水酸化チタン等の第−Ｂ族金
属水酸化物類等が挙げられる。これらの金属水酸
化物はその粒子直径が0.1〜1000μｍ程度の粒
子、もしくはそれらが凝結した多孔質状の粒子で
あつても良い。本発明の濾過脱水性向上剤は、金属水酸化物の
水スラリーの濾過脱水工程において、最終的に濾
過脱水する工程の以前の水スラリー中に所定濃度
添加するか、洗浄水中に添加して使用され得る。
例えば金属水酸化物の製造工程液によりスラリー
化されたものをそのまま濾過脱水ケークを製造す
る場合には、その工程液中に濾過脱水性向上剤を
添加しておけばよく、あるいは一旦工程液を脱水
した湿潤ケークを蒸留水等で洗浄した後、再び濾
過脱水を行う場合には、その洗浄水中に濾過脱水
性向上剤を添加することができる。一般的に金属
水酸化物製造液は高いイオン強度を持ち、アルカ
リ水溶液であつたり塩濃度が高かつたりする場合
が多いため、精製水等を用いる洗浄水中に濾過脱
水性向上剤を添加するのが有利である。本発明の濾過脱水性向上剤の金属水酸化物水ス
ラリーに対する添加量は、金属水酸化物の種類、
粒度分布、粒子表面の状態あるいは濾過脱水条件
等に応じて変わり得るが、乾燥金属水酸化物の単
位重量当たり、約10ppm〜約1000ppm程度で含
水量低減率は最高率45％にも達する（実施例参
照）。効果上及び経済上約50ppm〜約500ppm程
度が好ましい添加量である。本発明者らの研究の
結果によれば、初め添加量を増すに従つて脱水促
進効果も向上するが、ある一定濃度において飽和
状態に達し、これ以上に添加量を増せばわずかな
がら今度は逆に脱水促進効果は低下するという現
像が見られる。これは、飽和濃度以下においては
ろ過脱水性向上剤分子の大部分が金属水酸化物の
粒子表面に単分子吸着することにより表面が疎水
化されて脱水が容易になるが、飽和濃度以上にお
いては余分な分子が濾液中に溶出され、さらに高
濃度領域においては２分子吸着が部分的に進行し
再び親水化されるため脱水促進効果が低下するも
のと考えられる。従つて、適量即ち飽和吸着量よ
りやや少い量の濾過脱水性向上剤を使用すれば、
濾液中に濾過脱水性向上剤がほとんど溶出される
ことがなく、起泡性も抑えることができるため、
クローズドシステム化された生産工程における濾
液の循環使用に際しても長期使用による濾過脱水
性向上剤の工程液中への蓄積が少いという利点が
ある。金属水酸化物水スラリーの濾過脱水にあた
つては、濾液側から吸引して減圧（真空）として
脱水を促進する方式や、逆に上から加圧して脱水
を促進する方式等があるが、本発明の濾過脱水性
向上剤はいずれの方式においても使用され得る。
金属水酸化物の粒子が微粒子である場合には、ポ
リアクリルアマイド又はその部分加水分解物等の
通常の高分子凝集剤等を併用することもできる。次に例を挙げて説明するが本発明はこれらの例
に限定されるものではない。実施例水酸化ナトリウムの１モル水溶液100mlと水酸
化アルミニウム粉体60ｇとを混合し、60秒間所定
回転数で撹拌した後、直径７cmの濾紙（東洋濾紙
製No.2）を置いたブフナーロート上に注ぐ。30
秒間静置した後、減圧度420mmHgで１分間吸引濾
過及び通気を行う。続いて濾過後のケークに対し
て所定量の濾過脱水性向上剤を含む洗浄水（蒸留
水）100mlをさらに注いで減圧度420mmHgにて１
分間吸引濾過及び通気を行う。以上の濾過脱水操
作により得られた湿潤水酸化アルミニウムケーク
50ｇ秤量し、110℃にて乾燥してその恒量（乾燥
ケーク重量）を測定する。濾過脱水後の水酸化ア
ルミニウムの含水率を次式により算出する。含水率（wt％）＝（１−乾燥ケーク重量／湿潤ケーク重量）×100 表１には70℃の洗浄水中に各種の脱水性向上剤
を水酸化アルミニウム粉体に対して50ppm（重
量基準）添加し、同時に脱水性向上剤を添加しな
いブランク試験を行なつた結果を示した。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１下記の一般式（）で表わされるアニオン系
界面活性剤からなる水不溶性又は水難溶性金属水
酸化物水スラリーの過脱水性向上剤。（式中Z₁、Z₂はＨ又はアルキル基であり、Z₁とZ₂
の炭素数の和は６〜28、Ｒは炭素数２〜４の飽和
アルキレン基を表わし、ＸはSO₃M₁（M₁：Ｈ、
Ｋ、Na、NH₄）、PO₃M₂（M₂：Ｋ、Na）又は
OH₂COOM₃（M₃：Ｋ、Na）を表わし、ｎは１〜
100の整数である。）２式（）中のZ₁が炭素数８〜22のアルキル
基、Z₂がＨである特許請求の範囲第１項記載の
過脱水性向上剤。３式（）中のｎが約４〜20である特許請求の
範囲第１項記載の過脱水性向上剤。４金属水酸化物が周期律表第−Ａ族金属水酸
化物である特許請求の範囲第１項記載の過脱水
性向上剤。