KR101010524B1 - Purification of aluminum hydroxide - Google Patents

Purification of aluminum hydroxide

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KR101010524B1 KR1020090022345A KR20090022345A KR101010524B1 KR 101010524 B1 KR101010524 B1 KR 101010524B1 KR 1020090022345 A KR1020090022345 A KR 1020090022345A KR 20090022345 A KR20090022345 A KR 20090022345A KR 101010524 B1 KR101010524 B1 KR 101010524B1
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Abstract

본 발명은 고순도 수산화알루미늄(Aluminum Hydroxide, Al(OH)3)의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로는 수산화알루미늄을 구연산 수용액에 용해시킨 다음 잔류물질을 여과하는 단계, 수산화알루미늄 용해액에 티오시안산암모늄을 첨가하는 단계, 암모니아수로 pH를 조절하여 수산화알루미늄을 침전시키는 단계, 침전된 수산화알루미늄을 여과하고 순수한 증류수로 반복 세척하는 단계를 포함하여 이루어지는 고순도 수산화알루미늄의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing high purity aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ). Specifically, dissolving aluminum hydroxide in an aqueous citric acid solution and then filtering the residual material, adding ammonium thiocyanate to the aluminum hydroxide solution, precipitation of aluminum hydroxide by adjusting the pH with ammonia water, precipitated aluminum hydroxide It relates to a method for producing high purity aluminum hydroxide comprising the step of filtration and washing repeatedly with pure distilled water.

본 발명에 의하면, 염산 또는 황산을 사용하는 종래 방법에 비해 환경오염 문제를 일으키지 않으며 별도의 복잡한 정제공정을 거치지 않아도 되는 특징이 있다. 특히, 티오시안산 이온을 첨가해주는 방법으로 철 성분을 매우 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. 또한, 매우 고가의 고순도 알루미늄 금속분말을 원료로 사용하는 종래의 방법에 비해 저순도 수산화알루미늄을 원료로 사용하여 상당히 저렴한 비용으로 순도 99.99% 이상의 고순도 수산화알루미늄을 제조할 수 있는 특징을 가지고 있다. According to the present invention, compared to the conventional method using hydrochloric acid or sulfuric acid does not cause environmental pollution problems, there is a feature that does not have to go through a separate complicated purification process. In particular, there is an advantage that the iron component can be removed very effectively by adding a thiocyanate ion. In addition, compared to the conventional method using a very expensive high-purity aluminum metal powder as a raw material, it is characterized by the production of high-purity aluminum hydroxide with a purity of 99.99% or more at a fairly low cost by using low-purity aluminum hydroxide as a raw material.

수산화알루미늄, 구연산, 티오시안산암모늄, 침전, 습식처리 Aluminum hydroxide, citric acid, ammonium thiocyanate, precipitation, wet treatment

Description

수산화알루미늄의 정제 방법 {PURIFICATION OF ALUMINUM HYDROXIDE}Purification method of aluminum hydroxide {PURIFICATION OF ALUMINUM HYDROXIDE}

본 발명은 습식처리 공법을 사용하여 순도가 비교적 낮은 공업용 수산화알루미늄(Aluminum Hydroxide, Al(OH)3)으로부터 고부가가치의 고순도 수산화알루미늄을 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing high value added high purity aluminum hydroxide from aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) having a relatively low purity using a wet treatment method.

수산화알루미늄은 내열성, 난연성, 투명성 등의 기초 물성이 우수한 기초 무기화학 원료로서, 공업적인 용도로는 수처리제 및 요업원료 첨가제 등으로 많이 쓰이고 있으며, 특히 각종 산업의 내화물, 충전재, 요업원료, 촉매제 및 전자부품 등에 폭 넓게 사용되는 세라믹 재료인 알루미나의 기본 원료이다. 수산화알루미늄을 소성하여 얻은 백색 결정 분말인 알루미나는 소성 온도에 따라 다양한 형태의 알루미나가 있으나 소성 온도를 높여가면 γ-알루미나 등의 각종 중간 알루미나를 거쳐 최종적으로는 α-알루미나가 되는데, α-알루미나는 알루미나 형태 중에서 화학적으로 가장 안정되고 융점이 높으며 기계적 강도가 큰 특징을 가지고 있다. 최근에는 99.99% 이상의 고순도 알루미나의 전자산업에 대한 사용량이 급증하여, 청색 LED, 탄성표면파 device용 기판, 반도체용 기판 용도 등으로의 고순도 알루미나 제 품 수요가 크게 늘어나고 있다.Aluminum hydroxide is a basic inorganic chemical raw material with excellent basic properties such as heat resistance, flame retardancy, and transparency, and is widely used as an additive for water treatment and ceramic raw materials for industrial use. In particular, aluminum hydroxide is used in various industries such as refractory materials, fillers, ceramic raw materials, catalysts and electronics. It is a basic raw material of alumina, a ceramic material widely used in parts and the like. Alumina white crystalline powder obtained by calcination of aluminum hydroxide, but various forms of alumina according to the firing temperature goes increasing the firing temperature γ - and finally through the various intermediate alumina such as alumina is α - there is an alumina, α - alumina Among the alumina forms, it is the most chemically stable, has a high melting point and high mechanical strength. Recently, the use of high purity alumina in the electronics industry of 99.99% or more has soared, and the demand for high purity alumina products for blue LEDs, surface acoustic wave device substrates, and semiconductor substrate applications has increased significantly.

알루미나의 원료물질인 수산화알루미늄은 보오크사이트 등의 광물을 베이어법(Bayer Process)으로 처리하여 제조하는 것이 일반적으로, 베이어법으로 제조한 수산화알루미늄의 순도는 대체로 99.6% 내외인 것으로 알려져 있다. 특히, 베이어법의 특성상 나트륨(Na) 성분이 불순물로써 많이 함유되게 되며 이외에 규소(Si), 철(Fe), 칼슘(Ca) 등의 원소가 미량 함유되어 있다. 따라서, 고부가가치의 고순도(99.99% 이상) 알루미나를 얻기 위해서는 수산화알루미늄에 함유되어 있는 상기 불순물들을 제거하는 것이 필요하나 여러 가지 정제공법을 복합적으로 사용하여야 하기 때문에 경제성이 떨어지는 등의 문제점이 있다. 국내에서는 현재 베이어법으로 제조한 공업용 순도(99.6 내지 99.8%)의 수산화알루미늄을 생산하여 판매하고 있으며, 99.99% 이상의 고순도 제품은 전량 수입에 의존하고 있는 실정이다. Aluminum hydroxide, which is a raw material of alumina, is generally manufactured by treating minerals such as bauxite by a Bayer process, and it is generally known that the purity of aluminum hydroxide produced by Bayer process is about 99.6%. In particular, due to the characteristics of the Bayer method, a large amount of sodium (Na) component is contained as an impurity, and other elements such as silicon (Si), iron (Fe), calcium (Ca) and the like are contained. Therefore, in order to obtain high value-added high purity (more than 99.99%) alumina, it is necessary to remove the impurities contained in aluminum hydroxide, but there is a problem such as economical efficiency because various purification methods must be used in combination. Domestically produced and sold industrial purity (99.6 to 99.8%) of aluminum hydroxide manufactured by Bayer method, high purity products of more than 99.99% depend on the total import.

상용화되어 있는 고순도 수산화알루미늄의 제조법은 원료물질에 따라 크게 두 가지로 구분할 수 있는데, 첫 번째 방법은 고순도(99.99% 이상) 알루미늄 금속을 원료로 사용하는 것으로서 이때 알루미늄 금속은 분말형태 혹은 박판형태의 것을 사용한다. 이와 같은 알루미늄 금속을 원료로 사용하는 경우 수용액 중에서 유기화합물로 산화시키거나 전기분해 산화시켜서 수산화알루미늄을 제조하는 방법, 고온 고압 반응기에서 산화시켜 수산화알루미늄을 제조하는 방법, 알콕사이드(alkoxide)를 가수분해하여 수산화알루미늄을 제조하는 방법 등이 있으나 원료물질인 고순도 알루미늄 금속 값이 매우 비싸기 때문에 경제성이 떨어지는 문제점이 있다. 두 번째 방법은 베이어법으로 생산한 수산화알루미늄을 원료로 사용하는 것 으로서, 우선 수산화알루미늄을 염산 또는 황산 등을 사용하여 용해시킨 다음 용액 중의 불순물을 통상적인 습식 정제공법으로 제거하는 방법으로 고순도 알루미나를 제조하게 된다. 그러나 상기 수산화알루미늄을 원료로 사용하는 방법은 염산 또는 황산 등에 의한 환경오염과 장치부식 문제를 일으키는 한편 불순물을 제거하기 위한 정제공법이 복잡하고 까다로운 단점이 있기 때문에 상업적으로 많이 쓰이지는 않고 있다. Commercially available high-purity aluminum hydroxide can be classified into two types according to the raw materials. The first method uses high-purity (more than 99.99%) aluminum metal as a raw material, which is in the form of powder or thin plate. use. In the case of using such aluminum metal as a raw material, a method of preparing aluminum hydroxide by oxidizing or electrolytically oxidizing an organic compound in an aqueous solution, a method of preparing aluminum hydroxide by oxidizing in a high temperature and high pressure reactor, and hydrolyzing alkoxide There is a method of manufacturing aluminum hydroxide, but there is a problem that the economical efficiency is lowered because the high-purity aluminum metal material is very expensive. The second method is to use aluminum hydroxide produced by Bayer method as a raw material. First, aluminum hydroxide is dissolved using hydrochloric acid or sulfuric acid, and then impurities in the solution are removed by a conventional wet purification method. To manufacture. However, the method of using aluminum hydroxide as a raw material is not commercially used because of the complex and difficult disadvantages of the purification method for removing impurities while causing environmental pollution and device corrosion problems by hydrochloric acid or sulfuric acid.

각종 알루미늄 공급원으로부터 고순도 수산화알루미늄 혹은 알루미나를 제조하는 방법과 관련하여 현재까지 발표된 자료로는 미국 특허 제7,067,106호, 동 제6,162,413호, 동 제4,615,875호, 동 제4,486,402호 및 일본 공개특허공보 제2008-150238호, 동 제2005-281063호, 동 제2003-95730호, 동 제1997-221319호 등에 기재된 방법이 있다.Data published to date relating to the production of high purity aluminum hydroxide or alumina from various aluminum sources include U.S. Pat.Nos. 7,067,106, 6,162,413, 4,615,875, 4,486,402 and Japanese Laid-Open Patent Publication 2008. -150238, 2005-281063, 2003-95730, 1997-221319, and the like.

상기 발표된 고순도 수산화알루미늄 또는 알루미나의 제조 방법들은 염산을 사용하여야 하기 때문에 환경오염의 문제가 발생하고 또한 원료물질로 알루미늄 금속분말을 사용하는 경우 폭발 혹은 화재의 우려가 있다는 문제점이 있다. 또한, 수산화알루미늄을 원료로 사용하는 경우 수산화알루미늄에 규소, 철 및 칼슘 등의 불순물이 거의 없어야 하는 제한이 있고, 고온소성 및 물 세척을 수차례 반복해야 하는 공법상의 번거로움이 있다. The above-mentioned methods of manufacturing high purity aluminum hydroxide or alumina have a problem of environmental pollution because hydrochloric acid should be used, and there is a problem of explosion or fire when aluminum metal powder is used as a raw material. In addition, when aluminum hydroxide is used as a raw material, there are limitations in that aluminum hydroxide should be substantially free of impurities such as silicon, iron, calcium, and the like, and it is cumbersome in the method of repeating high temperature baking and water washing several times.

본 발명은 종래의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서,The present invention has been made to solve the conventional problems,

본 발명의 목적은 고가의 알루미늄 금속분말을 원료로 사용하는 종래 방법에 비해 비교적 순도가 낮은 수산화알루미늄을 원료로 사용하여 저렴한 비용으로 고순도 수산화알루미늄을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for producing high purity aluminum hydroxide at a low cost by using aluminum hydroxide having a relatively low purity as a raw material compared to the conventional method using an expensive aluminum metal powder as a raw material.

또한, 본 발명의 목적은 복잡한 정제과정을 따로 거치지 않아도 되는 고순도 수산화알루미늄을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for producing high purity aluminum hydroxide that does not require a separate purification process.

또한, 본 발명의 목적은 환경친화적인 고순도 수산화알루미늄을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide a method for producing environmentally friendly high purity aluminum hydroxide.

상기한 목적들은 다음의 본 발명의 구성에 의해 달성될 수 있다.The above objects can be achieved by the following configuration of the present invention.

공업용 저순도 수산화알루미늄을 원료로 습식 처리 방법을 사용하여 고순도 수산화알루미늄을 생산할 수 있는 제조 방법은,The manufacturing method which can produce high purity aluminum hydroxide by using wet treatment method using industrial low purity aluminum hydroxide as a raw material,

(1) 수산화알루미늄을 구연산(citric acid) 수용액에 용해시킨 다음 잔류물질을 여과하는 단계,(1) dissolving aluminum hydroxide in an aqueous citric acid solution and then filtering out the residual material,

(2) 상기 수산화알루미늄 용해액에 티오시안산암모늄을 첨가하는 단계,(2) adding ammonium thiocyanate to the aluminum hydroxide solution;

(3) 암모니아수로 pH를 조절하여 수산화알루미늄을 침전하는 단계,(3) precipitating aluminum hydroxide by adjusting the pH with ammonia water,

(4) 침전된 수산화알루미늄을 여과한 후 증류수로 세척하고 건조하는 단계(4) filtering the precipitated aluminum hydroxide, washing with distilled water and drying

를 포함하여 이루어진다.It is made, including.

본 발명의 방법을 이용하여 공업용 저순도 수산화알루미늄을 정제하는 경우, 염산 또는 질산을 사용하는 종래 방법에 비해 환경오염 문제를 일으키지 않음은 물론 수산화알루미늄을 침전시키는 과정에서 대부분의 불순물이 제거되기 때문에 공정이 매우 단순하며 경제성이 뛰어나다는 특징이 있다. 특히, 티오시안산 이온을 첨가해주는 방법으로 철 성분을 매우 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. 또한, 매우 고가의 고순도 알루미늄 금속분말을 원료로 사용하는 종래의 고순도 수산화알루미늄 제조방법에 비해 공업용 저순도 수산화알루미늄을 원료로 사용하여 상당히 저렴한 비용으로 순도 99.99% 이상의 고순도 수산화알루미늄을 제조할 수 있다. In the case of purifying industrial low purity aluminum hydroxide using the method of the present invention, the process does not cause environmental pollution problems compared to the conventional method using hydrochloric acid or nitric acid, and since most impurities are removed in the process of precipitating aluminum hydroxide, This is very simple and economical. In particular, there is an advantage that the iron component can be removed very effectively by adding a thiocyanate ion. In addition, high purity aluminum hydroxide with a purity of 99.99% or more can be produced at a relatively low cost by using industrial low purity aluminum hydroxide as a raw material, compared to a conventional high purity aluminum hydroxide manufacturing method using a very expensive high purity aluminum metal powder as a raw material.

본 발명의 방법을 보다 구체적으로 설명한다.The method of the present invention is described in more detail.

상기 단계 (1)에서는 원료물질인 99.6 내지 99.8%의 공업용 저순도 수산화알루미늄 분말을 구연산 수용액에 투입하고 교반 및 가열하면서 용해시킨다. In the step (1), 99.6 to 99.8% of industrial low purity aluminum hydroxide powder as a raw material is added to an aqueous citric acid solution and dissolved while stirring and heating.

상기 수산화알루미늄의 용해공정에서 수용액 중의 구연산 농도는 0.5 내지 2.5 몰/리터, 보다 좋기로는 1 내지 1.5 몰/리터가 되도록 조절하고, 수용액 중의 수산화알루미늄 고체 농도는 20 내지 300 g/리터, 보다 좋기로는 50 내지 150 g/리터가 되도록 하여 용해시키는 것이 바람직하다. 구연산 농도가 상기 범위보다 낮으면 수산화알루미늄 용해율이 떨어지기 때문에 수산화알루미늄의 회수율이 감소하고, 상기 범위보다 높으면 약품비가 과다하게 소요되는 문제점이 있다. 또한, 수산 화알루미늄 고체 농도가 상기 범위보다 낮으면 처리량이 줄어들기 때문에 결과적으로 생산비가 늘어나는 문제점이 발생하고, 상기 범위보다 높으면 수산화알루미늄 용해율이 떨어지게 된다. In the dissolution step of the aluminum hydroxide, the citric acid concentration in the aqueous solution is adjusted to 0.5 to 2.5 mol / liter, more preferably 1 to 1.5 mol / liter, and the aluminum hydroxide solid concentration in the aqueous solution is 20 to 300 g / liter, The furnace is preferably dissolved at 50 to 150 g / liter. If the citric acid concentration is lower than the above range, the aluminum hydroxide dissolution rate is lowered, the recovery rate of aluminum hydroxide is reduced, if higher than the above range there is a problem that the drug cost is excessively required. In addition, when the aluminum hydroxide solid concentration is lower than the above range, the throughput decreases, resulting in an increase in the production cost, and when higher than the above range, the aluminum hydroxide dissolution rate is lowered.

단계 (1)에 있어서, 온도를 70 내지 95℃를 유지하면서 16 내지 20 시간 동안 반응용기 내에서 수산화알루미늄이 충분히 분산되도록 교반한다. 상기 용해 온도보다 온도가 낮거나 반응시간이 충분하지 않으면 수산화알루미늄의 용해율이 감소하게 된다. 용해 공정이 완료되면 용해되지 않은 잔류물질을 여과 제거하여 수산화알루미늄 용해액을 얻는다.In step (1), for 16 to 20 hours while maintaining the temperature 70 to 95 ℃ Stir to disperse the aluminum hydroxide sufficiently in the reaction vessel. If the temperature is lower than the dissolution temperature or the reaction time is insufficient, the dissolution rate of aluminum hydroxide is reduced. After the dissolution process is completed, undissolved residual material is filtered off to obtain an aluminum hydroxide solution.

수산화알루미늄의 용해에 있어 염산, 질산 등의 무기산을 사용하여 용해시키는 방법도 있으나, 이 경우 강산을 사용하여야 하기 때문에 환경오염 및 장치부식의 문제를 일으킬 수 있고, 특히 최종 제품에 염소(Cl) 및 질산(NO3) 성분이 불순물로 함유될 가능성이 높다. 따라서 본 발명에서는 이러한 문제점이 있는 이들 무기산 대신에 유기산인 구연산을 사용하여 수산화알루미늄을 용해시키는 것이 특징이라 하겠다.In the case of dissolving aluminum hydroxide, there is also a method of dissolving using inorganic acid such as hydrochloric acid and nitric acid, but in this case, strong acid must be used, which may cause problems of environmental pollution and device corrosion, especially in the final product. The nitric acid (NO 3 ) component is likely to be contained as an impurity. Therefore, the present invention is characterized by dissolving aluminum hydroxide using citric acid, which is an organic acid, instead of these inorganic acids having such problems.

상기 단계 (2)에서는, 단계 (1)에서 얻은 수산화알루미늄 용해액에 티오시안산암모늄을 첨가한다. 수산화알루미늄 용해액에 티오시안산암모늄 첨가하는 이유는 다음 단계인 수산화알루미늄의 침전 과정에서 불순물인 철 성분의 침전을 억제하기 위함이다. 원료물질인 저순도 수산화알루미늄에 함유되어 있는 불순물 가운데 나트륨, 칼슘 및 규소 등은 수산화알루미늄 침전 과정에서 수용액에 이온상태로 그대로 잔류하기 때문에 제거가 가능하나 철은 알루미늄(Al)과 같이 침전되는 특성이 있기 때문에 고순도 수산화알루미늄을 얻기 위해서는 철의 침전을 억제하여야 한다. 여러 차례 시험을 반복한 결과 티오시안산(SCN-) 이온이 구연산 수용액에서 철의 침전을 억제하는 기능이 있음을 확인하였다. 티오시안산 이온이 구연산 수용액에서 철의 침전을 억제하는 이유는 수용액 중에서 철 이온과 티오시안산 이온이 매우 안정한 착이온을 형성하기 때문이며, 이와 같이 철 이온이 안정한 착이온으로 고정되어 있는 경우 용해액의 pH가 상승하여도 철의 침전이 억제되는 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 티오시안산 이온을 가진 화합물은 티오시안산나트륨(NaSCN), 티오시안산칼륨(KSCN) 등 여러 가지가 있으나, 본 발명에서는 가능한 한 Na 및 K 등의 불순물 혼입을 억제하기 위하여 티오시안산암모늄(NH4SCN)을 선택하였다.In step (2), ammonium thiocyanate is added to the aluminum hydroxide solution obtained in step (1). The reason for adding ammonium thiocyanate to the solution of aluminum hydroxide is to suppress precipitation of the iron component as an impurity in the precipitation step of aluminum hydroxide, which is the next step. Among impurities contained in low-purity aluminum hydroxide, which is a raw material, sodium, calcium, and silicon remain as ions in aqueous solution during aluminum hydroxide precipitation, but iron can be removed, but iron is precipitated like aluminum (Al). Therefore, in order to obtain high purity aluminum hydroxide, the precipitation of iron should be suppressed. The test was repeated several times, and it was confirmed that thiocyanate (SCN ) ion has a function of inhibiting iron precipitation in citric acid aqueous solution. The reason why the thiocyanate ions suppress the precipitation of iron in the citric acid aqueous solution is that the iron ions and the thiocyanate ions form very stable complex ions in the aqueous solution. Thus, when the iron ions are fixed to the stable complex ions, the solution Even if the pH is increased, it is possible to obtain an effect of suppressing precipitation of iron. In addition, the compound having a thiocyanate ion may be various, such as sodium thiocyanate (NaSCN) and potassium thiocyanate (KSCN), but in the present invention, in order to suppress the incorporation of impurities such as Na and K as much as possible, Ammonium ansulfate (NH 4 SCN) was selected.

첨가하는 티오시안산암모늄의 양은 수산화알루미늄 용해액 중의 철 함량에 대하여 몰비로 5 내지 10배, 보다 적당하게는 7 내지 8배로 조절하는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 티오시안산암모늄의 첨가량이 적게 되면 철의 침전을 효과적으로 억제하기가 어렵고, 상기 범위보다 많게 되면 불필요하게 약품 소요량이 과다해지는 문제점이 발생한다.The amount of ammonium thiocyanate added is preferably adjusted to 5 to 10 times, more preferably 7 to 8 times in molar ratio with respect to the iron content in the aluminum hydroxide solution. When the amount of the ammonium thiocyanate added is less than the above range, it is difficult to effectively suppress the precipitation of iron, and when the amount exceeds the above range, an unnecessarily excessive drug requirement occurs.

상기 단계 (3)에서는, 수산화알루미늄 용해액을 교반하면서 암모니아수를 조금씩 첨가하여 용해액의 pH를 조절한다. 암모니아수를 첨가하여 용해액의 pH를 증가시키면 서서히 수산화알루미늄이 침전되면서 뿌연 현탁액이 된다. 이때 용해액의 pH는 7 내지 10, 보다 좋기로는 8 내지 9가 되도록 조절하며, 반응시간은 상온에서 1 내지 2 시간으로 한다. 상기 pH 보다 낮으면 수산화알루미늄이 충분히 침전하지 않아 회수율이 떨어지는 문제점이 발생하고, 상기 pH 보다 높으면 불필요하게 암모니아수가 과다 투입되게 된다. 수산화알루미늄의 침전시, 중요한 점은 수산화알루미늄 용해액 중에 불순물로 존재하는 나트륨, 칼슘, 규소 및 철 등의 이온이 침전된 수산화알루미늄에는 혼입이 되지 않기 때문에 고순도의 수산화알루미늄을 얻을 수 있다는 점이다. 즉, 초기 원료물질인 저순도 수산화알루미늄에는 나트륨, 칼슘, 규소 및 철 등의 불순물이 함유되어 있어서 단계 (1) 공정에서 얻은 수산화알루미늄 수용액에도 이들의 이온이 함유되게 마련이나, 단계 (2) 공정에서 티오시안산이온을 첨가하면 단계 (3)에서 철의 침전이 억제되고, 나머지 불순물인 나트륨, 칼슘, 규소 등은 pH가 상승하여도 침전이 되지 않는 특성이 있기 때문에 본 발명에서와 같은 방법으로 수산화알루미늄을 정제하게 되면 매우 고순도의 수산화알루미늄을 제조할 수 있게 된다.In step (3), ammonia water is added little by little while stirring the aluminum hydroxide solution to adjust the pH of the solution. Increasing the pH of the solution by adding ammonia water gradually precipitates aluminum hydroxide, resulting in a cloudy suspension. At this time, the pH of the solution is adjusted to 7 to 10, more preferably to 8 to 9, the reaction time is 1 to 2 hours at room temperature. If it is lower than the pH, the aluminum hydroxide is not sufficiently precipitated, so that the recovery rate is lowered. If the pH is higher than the pH, the ammonia water is unnecessarily added. In precipitation of aluminum hydroxide, an important point is that aluminum hydroxide of high purity can be obtained because it is not mixed with aluminum hydroxide in which ions such as sodium, calcium, silicon, and iron which are present as impurities in the aluminum hydroxide solution are precipitated. That is, the low-purity aluminum hydroxide, which is an initial raw material, contains impurities such as sodium, calcium, silicon, and iron, so that the aqueous solution of aluminum hydroxide obtained in step (1) is also included to contain these ions, but step (2) When thiocyanate ions are added at, the precipitation of iron is suppressed in step (3), and the remaining impurities such as sodium, calcium, and silicon are not precipitated even when the pH is increased. Purification of aluminum hydroxide enables the production of very high purity aluminum hydroxide.

상기 단계 (4)에서는 침전시킨 수산화알루미늄을 여과한 다음 증류수로 세척하여 부착된 불순물을 씻어낸 다음 오븐에서 건조시킨다.In the step (4), the precipitated aluminum hydroxide is filtered and then washed with distilled water to wash off the adhered impurities and dried in an oven.

본 발명의 방법을 이용하여 공업용 저순도 수산화알루미늄을 정제하면 순도 99.99% 이상의 고순도 수산화알루미늄을 제조할 수 있게 된다.Purification of industrial low purity aluminum hydroxide using the method of the present invention enables the production of high purity aluminum hydroxide with a purity of 99.99% or more.

본 발명의 원료로는 일반 공업용의 저순도 수산화알루미늄을 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 특정한 제조 공법을 통해 생산된 수산화알루미늄으로 제한하지 않는다.As a raw material of the present invention, a low purity aluminum hydroxide for general industrial use may be used, and the present invention is not limited to aluminum hydroxide produced through a specific manufacturing method.

이하, 본 발명의 구체적인 공정조건 및 특징을 다음의 실시예를 통해 상세히 설명한다.Hereinafter, specific process conditions and features of the present invention will be described in detail through the following examples.

실시예 1Example 1

Na 함량 0.12%, Fe 함량 0.012%, Si 함량 0.02%, Ca 함량 0.016%인 공업용 저순도 수산화알루미늄 분말 300 g을 교반기와 히터가 장착된 반응용기에 넣고 구연산 농도 2.5 몰/리터 수용액 1 리터를 채웠다. 수산화알루미늄이 충분히 수용액 중에 분산되도록 교반기를 작동하고, 히터를 가동하여 70℃에서 20시간 동안 수산화알루미늄을 구연산 수용액에 용해시켰다. 용해 공정이 끝난 다음 용해하지 않은 잔류물질을 여과 제거하였다. 상기 과정을 거쳐 얻은 수산화알루미늄 용해액에 티오시안산암모늄을 수산화알루미늄 용해액 중의 철 함량에 대하여 몰비로 10배 첨가한 다음 교반하면서 암모니아수를 서서히 첨가하여 수용액의 pH를 7이 되도록 조절하였다. 상기 과정에서 수산화알루미늄 침전이 형성되면서 용해액은 뿌연 현탁액으로 바뀌게 되었다. 1시간 동안 수산화알루미늄을 침전시킨 다음 여과하여 수산화알루미늄을 분리하고 순수한 증류수로 3회 반복 세척하고 나서 오븐에서 건조시켰다. 본 실시예에 의해 제조한 수산화알루미늄의 성분을 분석한 결과 표 1에서 보는 바와 같이 순도 99.99% 이상의 고순도 수산화알루미늄인 것으로 나타났다.300 g of industrial low-purity aluminum hydroxide powder containing 0.12% Na, 0.012% Fe, 0.02% Si, and 0.016% Ca was charged to a reaction vessel equipped with a stirrer and a heater, and filled with a 2.5 mol / liter aqueous citric acid solution. . The stirrer was operated to sufficiently disperse the aluminum hydroxide in the aqueous solution, and the heater was operated to dissolve the aluminum hydroxide in the aqueous citric acid solution at 70 ° C. for 20 hours. After the dissolution process was completed, undissolved residues were filtered off. Ammonium thiocyanate was added 10 times in molar ratio to the iron content in the aluminum hydroxide solution, and then ammonia water was added slowly while stirring to adjust the pH of the aqueous solution to 7. As the aluminum hydroxide precipitate formed in the process, the solution was changed into a cloudy suspension. Aluminum hydroxide was precipitated for 1 hour and then filtered to separate aluminum hydroxide, washed three times with pure distilled water, and dried in an oven. As a result of analyzing the components of the aluminum hydroxide prepared according to the present Example, it was found that the purity was high purity aluminum hydroxide of 99.99% or more.

실시예 1의 방법으로 제조한 고순도 수산화알루미늄 성분분석Analysis of high purity aluminum hydroxide component prepared by the method of Example 1 원소element Al(OH)3 Al (OH) 3 NaNa FeFe SiSi CaCa 함량
(중량%)
content
(weight%)
>99.99> 99.99 0.00110.0011 0.00050.0005 0.00160.0016 0.00080.0008

실시예 2Example 2

실시예 1과 동일한 공업용 저순도 수산화알루미늄 분말 20 g을 교반기와 히터가 장착된 반응용기에 넣고 구연산 농도 0.5 몰/리터 수용액 1 리터를 채웠다. 실시예 1과 동일한 방법으로 95℃에서 16시간 동안 수산화알루미늄을 구연산 수용액에 용해시켰다. 용해 공정이 끝난 다음 실시예 1과 동일하게 용해하지 않은 잔류물질을 여과 제거하고 수산화알루미늄 용해액에 티오시안산암모늄을 수산화알루미늄 용해액중의 철 함량에 대하여 몰비로 5배를 첨가한 다음 교반하면서 실시예 1과 마찬가지로 암모니아수를 첨가하여 pH 10이 되도록 조절하였다. 상기 과정에서 수산화알루미늄 침전이 형성되면서 용해액은 뿌연 현탁액으로 바뀌게 되었다. 2시간 동안 수산화알루미늄을 침전시킨 다음 실시예 1과 마찬가지로 여과하여 수산화알루미늄을 분리하고 순수한 증류수로 3회 반복 세척한 후 오븐에서 건조시켰다. 본 실시예에 의해 제조한 수산화알루미늄의 성분을 분석한 결과 표 2에서 보는 바와 같이 순도 99.99% 이상의 고순도 수산화알루미늄인 것으로 나타났다.20 g of the same industrial low-purity aluminum hydroxide powder as in Example 1 was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer and a heater, and filled with 1 liter of an aqueous 0.5 mol / liter citric acid concentration. In the same manner as in Example 1, aluminum hydroxide was dissolved in an aqueous citric acid solution at 95 ° C. for 16 hours. After the dissolution process was completed, the remaining undissolved substances were filtered out in the same manner as in Example 1, and ammonium thiocyanate was added to the aluminum hydroxide solution in a molar ratio of 5 times the iron content in the aluminum hydroxide solution, followed by stirring. As in Example 1, ammonia water was added to adjust the pH to 10. As the aluminum hydroxide precipitate formed in the process, the solution was changed into a cloudy suspension. For 2 hours Aluminum hydroxide was precipitated and then filtered in the same manner as in Example 1 to separate the aluminum hydroxide, washed three times with pure distilled water and dried in an oven. As a result of analyzing the components of the aluminum hydroxide prepared according to the present Example, it was found that the purity is high purity aluminum hydroxide of 99.99% or more.

실시예 2의 방법으로 제조한 고순도 수산화알루미늄 성분분석High purity aluminum hydroxide component analysis prepared by the method of Example 2 원소element Al(OH)3 Al (OH) 3 NaNa FeFe SiSi CaCa 함량
(중량%)
content
(weight%)
>99.99> 99.99 0.00140.0014 0.00080.0008 0.00150.0015 0.00090.0009

Claims (6)

(1) 순도 99.6 내지 99.8%의 저순도 수산화알루미늄을 구연산 수용액에 용해시킨 다음 잔류물질을 여과하는 단계, (1) dissolving low purity aluminum hydroxide having a purity of 99.6 to 99.8% in an aqueous citric acid solution and then filtering the remaining material, (2) 수산화알루미늄 용해액에 티오시안산암모늄을 첨가하는 단계,(2) adding ammonium thiocyanate to the aluminum hydroxide solution, (3) 암모니아수로 pH를 조절하여 수산화알루미늄을 침전시키는 단계,(3) adjusting the pH with ammonia water to precipitate aluminum hydroxide, (4) 침전된 수산화알루미늄을 여과한 다음 증류수로 세척하고 건조하는 단계(4) filtering precipitated aluminum hydroxide, followed by washing with distilled water and drying. 를 포함하는, 순도 99.6 내지 99.8%의 저순도 수산화알루미늄으로부터 순도 99.99% 이상의 고순도 수산화알루미늄의 제조방법.Method for producing a high purity aluminum hydroxide of 99.99% or more purity from low purity aluminum hydroxide of 99.6 to 99.8% purity comprising a. 제1항에 있어서, 상기 단계 (1)의 구연산 수용액중의 수산화알루미늄 고체 농도는 20 내지 300 g/리터인 고순도 수산화알루미늄의 제조방법.The method of claim 1, wherein the aluminum hydroxide solid concentration in the aqueous citric acid solution of step (1) is 20 to 300 g / liter. 제1항에 있어서, 상기 단계 (1)의 구연산 수용액의 농도는 0.5 내지 2.5 몰/리터인 고순도 수산화알루미늄의 제조방법.The method of claim 1, wherein the concentration of the citric acid aqueous solution of step (1) is 0.5 to 2.5 mol / liter. 제1항에 있어서, 상기 단계 (1)에서는 수산화알루미늄을 70 내지 95℃ 에서 16 내지 20 시간 동안 용해시키는 것인 고순도 수산화알루미늄의 제조 방법.The method of claim 1, wherein in step (1), aluminum hydroxide is dissolved at 70 to 95 ° C. for 16 to 20 hours. 제1항에 있어서, 상기 단계 (2)의 티오시안산암모늄의 양은 수산화알루미늄 용해액중의 철 함량에 대하여 몰비로 5 내지 10배인 고순도 수산화알루미늄의 제조 방법.The method for producing high purity aluminum hydroxide according to claim 1, wherein the amount of ammonium thiocyanate in step (2) is 5 to 10 times in molar ratio relative to the iron content in the aluminum hydroxide solution. 제1항에 있어서, 상기 단계 (3)에서는 수산화알루미늄 용해액의 pH를 암모니아수를 사용하여 7 내지 10 범위로 조절하는 것인 고순도 수산화알루미늄의 제조 방법. The method of claim 1, wherein in step (3), the pH of the aluminum hydroxide solution is adjusted to 7 to 10 using ammonia water.
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