JPS629363B2 - - Google Patents

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JPS629363B2
JPS629363B2 JP55162212A JP16221280A JPS629363B2 JP S629363 B2 JPS629363 B2 JP S629363B2 JP 55162212 A JP55162212 A JP 55162212A JP 16221280 A JP16221280 A JP 16221280A JP S629363 B2 JPS629363 B2 JP S629363B2
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JP
Japan
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dehydration
filtration
water
hydroxide
improver
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JP55162212A
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English (en)
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JPS5784708A (en
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Noboru Moryama
Takeshi Inoe
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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Publication of JPS629363B2 publication Critical patent/JPS629363B2/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00—Compounds of aluminium
    • C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/04—Preparation of alkali metal aluminates; Aluminium oxide or hydroxide therefrom
    • C01F7/14—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates
    • C01F7/144—Aluminium oxide or hydroxide from alkali metal aluminates from aqueous aluminate solutions by precipitation due to cooling, e.g. as part of the Bayer process
    • C01F7/148—Separation of the obtained hydroxide, e.g. by filtration or dewatering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D37/00—Processes of filtration
    • B01D37/03—Processes of filtration using flocculating agents

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

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粒
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種のアニオン系界面
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は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。 Ｒ―Ｏ（―AO）―oＸ () （式中Ｒは炭素数８〜24、好ましくは12〜20のア
ルキル基又はアルケニル基であり、Ａは炭素数２
〜４、好ましくは３〜４のアルキレン基であり、
ＸはSO3M（Ｍ：Ｈ、Na、Ｋ、NH4）、PO3M
（Ｍ：Ｋ、Na）又はCH2COOM（Ｍ：Ｋ、Na）を
表わし、ｎは３〜15、好ましくは３〜10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Ｒ―OH（式、Ｒは上記に同じ）で表わ
されるアルコールを出発物質とし、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Ｒ―Ｏ（―AO）―oＨ
（式、Ｒ、Ａ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プロピレンオキサイド、ブ
チレンオキサイドの単独又は両方を使用するのが
良い。両方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
キサイドとしてエチレンオキサイドを単独で使用
した場合には、脱水性はやや劣るがプロピレンオ
キサイド及び／又はブチレンオキサイドと共にエ
チレンオキサイドを使用すれば、エチレンオキサ
イドが80モル％以下、特に好ましくは40モル以下
ではプロピレンオキサイド及び／又はブチレンオ
キサイドのみの場合と較べてもあまり遜色のない
効果が得られる。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。出発物質たるアルコールとして
は炭素数８〜24のものが使用できるが、炭素数12
〜20のものが好ましく、特に炭素数14〜18のもの
の効果が大きい。アルコールは直鎖、分岐鎖のい
ずれも使用でき、またその由来が天然のものでも
合成のものでも良い。アルキレンオキサイドの付
加モル数は３〜15モル、特に３〜10モルの範囲で
後記する実験例に示す如く顕著なろ過脱水向上効
果が発揮される。 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()中のＸは
CH2COOM、PO3MSO3Mの順で効果は良くなる
ことが見出された。 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―Ａ族金属水酸
化物類；水酸化アルミニウム、水酸化ガリウム、
水酸化インジウム等の―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
―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族金属水酸化物類；
水酸化亜鉛等の―Ｂ族金属水酸化物類；水酸化
チタン等の―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縮し
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
水酸化物製造工程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性条
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約60％にも達する（実施例参
照）。効果上及び経済上約100ppm〜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
象が見られる。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。特に本発明の濾過脱水性向上剤の飽和濃度は
比較品よりも低いことが特徴であり、より少い添
加量で脱水効果が得られる（実施例参照）。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500mmHgで３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500mmHgにて３
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
ウムの含水率及び含水量低減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 含水量低減率（％）＝ （１−脱水性向上剤処理ケークの含水率／ブランケー
クの含水率）×100 表１には、90℃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100ppm
（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２には、表１の実験番号26及び63、67、69で
使用した脱水性向上剤の性能の添加濃度依存性を
調べるため、90℃の洗浄水中に所定量の脱水性向
上剤を添加して濾過脱水試験を行つた結果と、同
時に濾過脱水直後の濾液上の泡の体積量（‡）を
起泡性として表示した。
【表】
【表】
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【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
    化物水スラリーの濾過脱水性向上剤。 Ｒ―Ｏ（―AO）―oＸ () （式中Ｒは炭素数８〜24のアルキル基又はアルケ
    ニル基であり、Ａは炭素数２〜４のアルキレン基
    であり、ＸはSO3M（Ｍ：Ｈ、Ｋ、Na、NH4）、
    PO3M（Ｍ：Ｋ、Na）又はCH2COOM（Ｍ：Ｋ、
    Na）を表わし、ｎは３〜15の整数である） ２ 式()のＲが炭素数12〜20のアルキル基であ
    る特許請求の範囲第１項記載の濾過脱水性向上
    剤。 ３ 式()中のｎが３〜10である特許請求の範囲
    第１項記載の濾過脱水性向上剤。
JP55162212A 1980-11-18 1980-11-18 Improving agent for filtration/dehydration property of metal hydroxide slurry Granted JPS5784708A (en)

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AU77350/81A AU541119B2 (en) 1980-11-18 1981-11-10 Agent for promoting dehydration of slurries or filter cakes
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