KR102175414B1 - 고 염기성 염화알루미늄 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

조성이 Si/Al2O3(몰비)=0.001~0.1, M/Al2O3(몰비)=0.1~1.2(M은 알칼리 금속의 몰 수를 나타냄), E/Al2O3(몰비)=0~0.3(E는 알칼리토류 금속의 몰 수를 나타냄), Cl/Al2O3(몰비)=1.0~3.0, SO4/Al2O3(몰비)=0~0.08인 고 염기성 염화알루미늄 및 염기도 40~65%의 염기성 염화알루미늄 제1용액과, 알칼리규산염을 포함하는 알칼리 용액을 반응시켜 알루미나 겔을 생성시키는 제1공정과, 제1공정에서 얻어진 알루미나 겔을 염기도 40~55%의 염기성 염화알루미늄 제2용액에 첨가하여 용해하는 제2공정과, 30~60℃에서 숙성하는 제3공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법.

Description

고 염기성 염화알루미늄 및 그 제조방법
본 발명은 산업 폐수·용수, 상하수 등의 수처리용 응집제로 사용하는 고 염기성 염화알루미늄에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 처리해야 할 물의 각 종류에 따른 pH, 알칼리도, 용해 이온, 탁도 등의 폭 넓은 변동에도 대응 가능하고, 또한 보관 시의 큰 온도 변화에도 대응 가능한 보관 안정성이 우수한 고 염기성 염화알루미늄에 관한 것이다.
수처리용 응집제인 염기성 염화알루미늄은, 일반적으로 염산과 알루미나 수화물을 반응시켜, 염기성 염화알루미늄은 아니고, 이에 황산 또는 수용성 황산염을 첨가하여 함 황산염 염기성 염화알루미늄(PAC)이 제조되고 있다.
구체적으로는, 목표로 하는 염기도에 따라 염산과 알루미나 수화물을 오토 클레이브에 투입하고, 약 120℃~약 200℃에서, 약 30분~약 1시간 교반함으로써 염기성 염화알루미늄을 합성하며, 다음으로, 냉각 후 이에 황산 또는 수용성 황산염을 첨가하고, 함 황산염 염기성 염화알루미늄을 제조하는 방법이다.
이와 같이 하여 얻어진 PAC은, 염기도가 50% 전후이며, 이에 따라 황산근을 함유시킴으로써 응집 성능을 향상시키고 있지만, pH, 알칼리도, 용해되어 있는 이온, 탁도 등이 다른 다양한 물 모두에 대응할 수 있는 것은 아니며, 적용 범위가 좁혀져 있다.
이에 따라, 염기도를 높여 응집 성능을 향상시킴으로써, 물의 종류에 따른 폭 넓은 물성의 변동에 대응 가능한 염기성 염화알루미늄을 얻는 것이 기대된다.
고 염기도의 염기성 염화알루미늄의 제조방법에 대해서는, 특허문헌1에는, (1) 염기도가 50% 미만의 염기성 염화알루미늄 용액과 알칼리로서 탄산염, 또는 알루민산 알칼리 용액과 탄산염의 혼합 용액 중 하나를 소요의 비율로 동시에 첨가 혼합 반응시켜 알루미나 겔을 생성하는 제1공정, (2) 제1공정에서 얻어진 알루미나 겔을 염기도가 50% 미만의 염기성 염화알루미늄 용액으로 용해하는 제2공정, (3) 제2공정에서 얻어진 염기성 염화알루미늄 용액에 수용성 황산염을 첨가하는 제3공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 염기도가 60~80%의 황산근 함유 고 염기성 염화알루미늄 용액의 제조방법이 개시되어 있다. 이와 같이 하여 얻어진 고 염기성 염화알루미늄은, 종래의 염기성 염화알루미늄(PAC)에 비교하면, 광범위한 폭 넓은 물성의 변동에 따른 수처리에 대해 일정 정도 개선 효과가 있으나, 충분하지는 않았다. 또한 안정성에 대해서는 오히려 떨어지는 경향이 있다.
안정성에 대해서는, 첨가하는 황산근이 관여하고 있는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌2에는 첨가하는 황산근이 안정성에 영향을 끼쳐, 알루미늄 이온이 가수 분해 반응을 일으키지 않도록, 염기도, Al2O3 농도를 고려하여 60℃ 이하에서 SO4를 첨가하는 것이 기재되어 있다.
또한 특허문헌3에는, PAC 내에 함유시킨 황산 이온은 PAC의 응집 성능을 향상시키는 반면, PAC 내의 황산 이온 농도가 높아지면, PAC의 안정성을 저해하여 보존 시에 액의 백탁 게다가 겔화 등의 문제를 발생한다. 그 때문에, PAC 내에 함유시키는 황산 이온 농도에는 한계가 있고, 염화알루미늄의 일본공업규격(JIS) K1475에는 알루미늄(Al2O3로서) 함유량의 범위를 10.0~11.0%, 염기도의 범위를 45~65%, 황산 이온 함유량을 3.5% 이하로 규제하고 있는 것이 기재되어 있다.
또한, 세척 후의 세척 폐수 등에는 황산 이온이 1mg/L 이하 밖에 포함되지 않는 경우가 있으며, 이와 같은 황산 이온 농도가 1mg/L 이하의 피 처리수에 알루미늄염 계열의 종래의 PAC을 주입하여도, 피 처리수 내의 현탁 물질이나 용해성 유기물 등의 응집은 양호하게 행해지지 않는다고 기재되어 있다.
게다가, 특허문헌4에는 황산근 함유량이 잔존 Al 농도의 감소에 관계하고 있어, 적은 쪽이 잔존 Al의 저감이 가능한 것이 기재되어 있어, 황산근은 적은 쪽이 좋음을 시사하고 있다.
따라서, 폭 넓은 물의 종류에 따른 물성 변화에 대응하고, 온도 변화에 관계없이 보관 안정성이 향상된 염기성 염화알루미늄을 얻으려면, 염기도 및 황산근 농도에 따라 제어하는 것은 한계가 있고, 황산근 농도를 저감 시킴과 동시에 그 황산근을 대신하는 첨가물에 의한 응집성의 향상, 안정성에 향상이 요구된다.
특허문헌1 : 일본 공개특허 평07-172824호 공보 특허문헌2 : 일본 공개특허 소50-029479호 공보 특허문헌3 : 일본 공개특허 제2009-279512호 공보 특허문헌4 : 일본 공개특허 제2000-271574호 공보
본 발명의 목적은, 산업 폐수·용수, 상하수 등의 수처리용 응집제로 사용하는 염기성 염화알루미늄 관한 것으로, 황산근 농도를 가능한 한 적게하여, 처리해야 할 물의 각 종류에 따른 pH, 알칼리도, 용해 이온, 탁도 등의 폭 넓은 변동에도 대응 가능하고, 또한 보관 시의 큰 온도 변화에도 대응 가능한 보관 안정성이 우수한 염기성 염화알루미늄을 얻는 것에 있다.
본 발명은, 조성이 Si/Al2O3(몰비)=0.001~0.1, M/Al2O3(몰비)=0.1~1.2 (M은 알칼리 금속의 몰 수를 나타냄), E/Al2O3(몰비)=0~0.3(E는 알칼리토류 금속의 몰 수를 나타냄), Cl/Al2O3(몰비)=1.0~3.0, SO4/Al2O3(몰비)=0~0.08인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄이다.
또한 본 발명은, 상기 고 염기성 염화알루미늄이 알루미나 겔로부터 생성되는 염기성 염화알루미늄인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄이다.
또한 본 발명은, 상기 Si는 상기 알루미나 겔 내에 분산된 Si 유래의 것인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄이다.
또한 본 발명은, 상기 알칼리토류 금속 E가 마그네슘인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄이다.
또한 본 발명은, 상기 고 염기성 염화알루미늄의 염기도가 50~80%인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄이다.
게다가 또한 본 발명은 상기 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법에 있어서,
(1) 염기도 40~65%의 염기성 염화알루미늄 제1용액과, 알칼리규산염을 포함한 알칼리 용액을 혼합하여 반응시켜 알루미나 겔을 생성시키는 제1공정과,
(2) 제1공정에서 얻어진 알루미나 겔을 염기도 40~55%의 염기성 염화알루미늄 제2용액에 첨가하여 용해하는 제2공정과,
(3) 제2공정에서 얻어진 알루미나 겔이 용해된 제2용액을 30~60℃에서 숙성하는 제3공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법이다.
또한 본 발명은, 상기 고 염기성 염화알루미늄의 염기도가 50~80%인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법이다.
또한 본 발명은, 상기 염기성 염화알루미늄 제2용액이 황산알루미늄을 함유 한 염기성 염화알루미늄 용액인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법이다.
또한 본 발명은, 상기 제3공정에 있어서 추가로 황산알루미늄을 첨가하여 숙성을 행하는 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법이다.
또한 본 발명은, 상기 염기성 염화알루미늄 제1용액이 염화마그네슘을 포함하는 염기성 염화알루미늄 용액인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법이다.
또한 본 발명은, 상기 제2공정에 있어서 사용하는 염기성 염화알루미늄 제2용액이 염화마그네슘을 포함하는 염기성 염화알루미늄 용액인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법이다.
본 발명에 따르면, 염기성 염화알루미늄에 있어서 황산근 농도를 낮게 하고, Si 또는 Si와 Mg 화합물을 함유시킴으로써, 산업 폐수·용수, 상하수 등 pH, 알칼리도, 용해 이온, 탁도 등의 폭 넓은 범위의 수처리에 적용 가능하고, 또한 보관 안정성이 우수한 응집제인 고 염기성 염화알루미늄을 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 목적, 특색 및 이점은 하기의 상세한 설명과 도면으로 보다 명확하게 될 것이다.
도 1은 실험예에 있어서, 실시예 및 비교예에서 고 염기성 염화알루미늄의 하천수에 대한 플록 상태를 평가하기 위하여 사용된 플록 입자 직경도이다.
본 발명은, 조성이 Si/Al2O3(몰비)=0.001~0.1, M/Al2O3(몰비)=0.1~1.2 (M은 알칼리 금속의 몰 수를 나타냄), E/Al2O3(몰비)=0~0.3(E는 알칼리토류 금속의 몰 수를 나타냄), Cl/Al2O3(몰비)=1.0~3.0, SO4/Al2O3(몰비)=0~0.08의 고 염기성 염화알루미늄이다. 또한 그 염기도는 바람직하게는 50~80%이며, 보다 바람직하게는 60~80%이다.
이 고 염기성 염화알루미늄 내에는, Si가 Al2O3 1몰에 대하여 0.001~0.1몰 포함된다. 특히 바람직하게는 0.003~0.07몰이다. Si는 응집성을 높이는 동시에 특히 높은 탁도의 처리수에 효과가 있다. 0.001몰보다 적으면 응집성에 개선이 확인되지 않고, 0.1몰을 초과하여도 효과가 포화되기 때문에 바람직하지 않다.
또한 이 고 염기성 염화알루미늄 내에는, Na, K 등 알칼리 금속이 Al2O3 1몰에 대하여 0.1~1.2몰, 특히 바람직하게는 0.3~0.8몰 포함된다. 이 알칼리 금속은 제조 공정에서 반응에 의해 알루미나 겔을 생성시키기 때문에 필연적으로 함유하는 것이다. 상기 알칼리 금속은 고 염기성 염화알루미늄에 있어서 NaCl 또는 KCl의 형태로 포함되지만, 이 알칼리 금속이 Al2O3 1몰에 대하여 0.1몰 미만으로 소망하는 양의 겔을 얻을 수 없고 염기도가 상승하지 않기 때문에 바람직하지 않고, 1.2몰을 초과하면 안정성이 나빠지게 되므로 바람직하지 않다. 1.2몰을 초과하는 경우에는 겔 생성 단계에서 탈염 처리를 하고, 범위 내로 하는 것이 바람직하다.
또한 이 고 염기성 염화알루미늄 내에는, 필요에 따라 Ca, Mg 등 알칼리토류 금속이 Al2O3 1몰에 대하여 0~0.3몰, 특히 바람직하게는 0.02~0.2몰 포함된다. 알칼리토류 금속으로는 Mg이 바람직하다. 이 알칼리토류 금속은 실리콘과의 상승 효과에 의해 더욱 응집성을 높이고, 특히 낮은 탁도, 높은 pH 영역에서 효과가 있다. 함유량이 0.3몰을 초과하여도 효과가 포화하기 때문에 바람직하지 않다.
또한 이 고 염기성 염화알루미늄 내에는, Cl이 Al2O3 1몰에 대하여 1.0~3.0몰, 특히 바람직하게는 1.5~2.7몰 포함된다. 이 Cl은 Al에 결합하고 있는 Cl과 알칼리 금속에 결합하고 있는 Cl을 합산한 것이다. 1.0몰 미만에 있어서도, 3.0몰을 초과하여도 염기성 염화알루미늄의 안정성이 악화되므로 바람직하지 않다.
또한 이 고 염기성 염화알루미늄 내에는, SO4가 Al2O3 1몰에 대하여 0~0.08몰 포함된다. 이 SO4는 응집성에 대하여 보조적으로 사용되며, 물의 종류에 따라 포함하지 않더라도 가능하다.
SO4 함유량은, 시판(예를 들어, 아사히 화학공업사 제조)의 폴리염화알루미늄(PAC)의 분석예(Al2O3 : 10.3%, 염기도 : 52%, SO4 2- : 2.6%(SO4/Al2O3(몰비)=0.27))에 비하면 현저하게 함유량이 적다.
황산근은, 응집성을 높게 하는 효과가 있지만, 이에 따른 응집성은 처리해야 할 물의 pH, 알칼리도, 용해 이온, 탁도 등의 변동의 영향을 받기 쉽다. 또한 염기도가 높아지면, 황산근에 의해 안정성이 악화되고 함유량도 현저하게 제한된다. 본 발명은 이러한 상황에 착안하여 Si 또는 Si와 Mg 화합물을 함유시킴으로써, 황산근 함유량이 제로 또는 극히 적은 양으로도 응집성이 양호하고, 물성의 변동 폭이 큰 각종 수처리에 적용 가능하고, 보관 안정성도 향상 가능한 것을 발견하고, 본 발명을 완성한 것이다.
이와 같은 고 염기성 염화알루미늄을 제조하는 방법으로서, (1) 염기성 염화알루미늄 제1용액과, 알칼리규산염을 포함하는 알칼리 용액을 반응시켜 알루미나 겔을 생성시키는 제1공정과, (2) 제1공정에서 얻어진 알루미나 겔을 염기성 염화알루미늄 제2용액에 첨가하여 용해하는 제2공정과, (3) 30~60℃에서 숙성하는 제3공정을 거침으로써 제조하는 것이 가능하다.
이 제1공정 또는 제2공정에서 사용되는 염기성 염화알루미늄 제1, 제2용액은 특별히 한정되지 않지만, 식 Aln(OH)mCl3n -m으로 표시되는 염기도 [(m/3n)×100]이 0을 초과하고 게다가 50% 미만, 바람직하게는 30%를 초과하고 게다가 50% 미만의 것이다.
본 발명의 염기성 염화알루미늄은 이미 알려진 방법으로 제조되는 것이면 좋고, 예를 들어 염산과 산화알루미늄을 반응시킴으로써 제조하는 것이 가능하며, 그 일예를 들면, 35% 염산 : 649g, 수산화알루미늄(함수율 2.6%) : 325.3g, 물 : 35.7g을 오토 클레이브 내에서 160℃, 160분 반응시켜서 합성되는 것이다. 또한, 제1용액과 제2용액에서 농도나 염기도가 다르다 해도 문제는 없다.
또한 제1공정에서 사용되는 알칼리 용액은, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등의 수산화 알칼리, 탄산나트륨, 탄산칼륨 등의 탄산 알칼리, 알루민산나트륨, 알루민산칼륨 등의 알루민산 알칼리를 포함한 용액이라면 좋다.
이 알칼리 용액 내에는, Si 근원으로서 규산 알칼리를 혼합하여 용해한다. 이에 따라, 겔 생성 과정에서 Si가 균일하게 분산된 알루미나 겔로 되고, 이를 이용하여 고 염기성 염화알루미늄 용액으로 함으로써 일부에 Al-Si 결합이 균일하게 발생하여 응집 성능이 우수한 응집제로 하는 것이 가능하다.
규산 알칼리를 혼합 용해하는 양은, 제품의 고 염기성 염화알루미늄으로서 Si가 Al2O3 1몰에 대하여 0.001~0.1몰, 바람직하게는 0.003~0.07몰 포함된 양으로 조정한다.
제1공정의 알루미나 겔을 생성하는 방법으로는, 염기성 염화알루미늄 제1용액과 상기 알칼리 용액을 동시에 첨가하는 방법, 염기성 염화알루미늄 제1용액에 알칼리 용액을 첨가하는 방법, 알칼리 용액에 염기성 염화알루미늄 제1용액을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다.
이와 같이 하여 얻어진 알루미나 겔은, 제2공정에 있어서 염기도 55% 미만, 통상 20%~50%의 낮은 염기도의 염기성 염화알루미늄 제2용액으로 용해된다. 최종 제품의 고 염기성 염화알루미늄 용액 내에 Cl이 Al2O3 1몰에 대하여 3.0몰을 초과하면 NaCl 또는 KCl에 기인하여 안정성이 악화되므로, 이 경우에는, 이 범위로 되도록 알루미나 겔의 생성 단계에서 탈염하는 것이 바람직하다. 탈염 방법으로는 통상적인 방법에 의한 여과 세척, 희석/데칸테이션 등 어떠한 방법으로도 좋다.
Mg 등 알칼리토류 금속을 함유시키는 방법으로는, 제1공정에 있어서 염기성 염화알루미늄 제1용액에 MgCl2 등과 혼합 용해하는 방법, 제2공정에 있어서 원료의 염기성 염화알루미늄 제2용액에 MgCl2 등으로 혼합 용해하는 방법을 들 수 있다.
또한, 상술한 제1공정 또는 제2공정에서 사용하는 원료의 염기성 염화알루미늄 제1, 제2용액은, 오토 클레이브에 의해 합성한 직후의 황산근 첨가 전의 염기성 염화알루미늄, 그 외 소망하는 황산근 농도에 유의한다면, 황산근을 포함하는 PAC(시판 JIS 규격품)을 이용하는 것도 가능하다.
제3공정에 있어서의 숙성은 30℃~60℃, 바람직하게는 30℃~50℃에서 0.5~2.0시간 행한다. 이에 따라, 용해되지 않은 겔을 가능한 한 용해하는 동시에, 고 염기성 염화알루미늄을 안정화시켜 보관 시의 석출 침강 등을 방지한다. 이 숙성 온도가 너무 높으면 중합이 진행되어 오히려 안정성이 떨어지므로 바람직하지 않다.
[실시예]
이하, 실시예에 따른 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(실시예1)
알루민산나트륨 용액(Al2O3 환산 18.8%, Na2O 환산 19.4%) 109.0g과, 규산나트륨 용액(SiO2 환산 28%, Na2O 환산 10%) 7.0g을 혼합하였다. 이에 염기성 염화알루미늄 용액 제1용액(염기성 염화알루미늄, 염기도 52%, Al2O3 10.3%, SO4 2.6%, Cl 11.4%) 231.4g을 혼합하여 알루미나 겔을 생성하였다.
그 후, 이 겔을 실온에서 0.25~2시간 숙성하고, 추가로 염기성 염화알루미늄 제2용액(염기도 46.8%, Al2O3 19.7%, Cl 22.7%) 290.9g 및 액체 황산 밴드(Al2O3 8.0%, SO4 22.3%) 5.3g을 첨가하여 용해시켰다. 이 용액을 30~50℃에서 90분 동안 숙성하고, 염기도 71.5%의 고 염기성 염화알루미늄 용액(Al2O3 10.3%)을 얻었다. 얻어진 고 염기성 염화알루미늄의 조성은, Si/Al2O3(몰비)=0.03, Na/Al2O3(몰비)=0.7, Cl/Al2O3(몰비)=2.6, SO4/Al2O3(몰비)=0.072이었다. 또한, 각 원소의 분석에 관해서는, JIS 분석법에 따라 분석을 행하였다.
이 고 염기성 염화알루미늄에 대해서, 표 2에 나타낸 하천수를 이용하여 응집제로서의 성능을 하기의 시험 조건에 따라 평가하였다. 결과는 표 3~5에, 종합 평가를 표 6에 나타내었다.
(시험 방법)
비커에 각종 하천수 1리터를 넣고, 급속 교반(150rpm : 96cm/sec) 하면서 실시예 및 비교예의 고 염기성 염화알루미늄을 첨가하고, 계속해서 상기 조건과 같은 급속 교반 1분, 완속 교반(50rpm ; 32cm/sec)을 10분 행하고, 10분 동안 정치하여 상청액을 사이폰으로 채취하고, 탁도, 플록 상태, E260(자외부 흡광도 : 트리할로메탄 제거율), 잔류 알루미늄 농도를 구하였다. E260의 분석은 시료를 0.45μm의 여과지를 이용하여 여과한 후, 광로 길이 1cm의 석영 글라스 셀을 이용하여 분광 광도계로 파장 260nm의 흡광도를 측정하였다. 또한, 잔류 알루미늄 농도는 ICP 발광 분광법을 이용하여 측정하였다.
하천수는 요도가와 강 수계로부터 채취하여 조합하고, 탁도, pH, 알칼리도가 다른 것 3종(A, B, C)을 이용하여 시험하였다. 플록 상태는 D1~D5까지 플록 입자 직경도에 의해 평가하였다. 숫자가 클수록 입자 직경이 크다. 결과는 하천수 마다 처리 후의 탁도, 처리 시간, 플록 상태, 응집제 필요량 등으로부터 ○, △, ×로 개별 평가하고, 종합 평가에서는 각 하천수의 개별 평가가 모두 ○인 것을 ○, 개별 평가에 있어서 ○가 2개인 것을 △, 개별 평가에 있어서 ○가 하나 또는 0인 것을 ×로 하였다.
(실시예2)
실시예1의 염기성 염화알루미늄 제2용액은, 염화마그네슘 2% 첨가하여 합성 한 염기성 염화알루미늄(35% 염산 : 649g, 수산화알루미늄(함수율 2.6%) : 325.3g, 물 : 35.7g, 무수 염화마그네슘 : 20g을 오토 클레이브 내에서 160℃, 160분 반응)인 것 외에는, 실시예1과 동일하게 하여 고 염기성 염화알루미늄을 얻었다. 조성은 표 1에 나타낸다. 또한 실시예1과 동일하게 시험을 하여 평가하였다. 평가 결과를 표 3~5에 나타낸다.
(실시예3)
염기성 염화알루미늄 제2용액은, 실시예2와 동일하게 제조한 염기성 염화알루미늄이며, 황산 밴드를 첨가하지 않고 겔을 용해한 것 외에는, 실시예1과 동일하게 하여 고 염기성 염화알루미늄을 얻었다. 조성은 표 1에 나타낸다. 또한 실시예1과 동일하게 시험을 하여 평가하였다. 평가 결과를 표 3~5에 나타낸다.
(실시예4)
겔, 액체 황산 밴드를 첨가하지 않고 염기성 염화알루미늄 제2용액만을 첨가하여 용해한 것 외에는, 실시예1과 동일하게 하여 고 염기성 염화알루미늄을 얻었다. 조성은 표 1에 나타낸다. 또한 실시예1과 동일하게 시험을 하여 평가하였다. 평가 결과를 표 3~5에 나타낸다.
(실시예5)
실시예2의 염기성 염화알루미늄 제2용액으로서, 시판의 PAC(Al2O3 : 10.3%, 염기도 : 52%, SO4 2- : 2.6%(SO4/Al2O3(몰비)=0.27)을 이용하고, 액체 황산 밴드는 첨가하지 않고 용해한 것 외에는, 실시예1과 동일하게 하여 고 염기성 염화알루미늄을 얻었다. 조성은 표 1에 나타낸다. 또한 실시예1과 동일하게 시험을 하여 평가 하였다. 평가 결과를 표 3~5에 나타낸다.
(비교예1)
실시예1의 고 염기성 염화알루미늄 대신에 시판의 PAC(Al2O3 : 10.3%, 염기도 : 52%, SO4 2- : 2.6%(SO4/Al2O3(몰비)=0.27)을 실시예1과 동일하게 하여 평가하였다. 평가 결과를 표 3~5에 나타낸다.
(비교예2)
실시예1에 있어서, 알루민산나트륨 용액만을 이용하고, 규산나트륨은 혼합하지 않고 알루미나 겔을 생성한 것 외에는, 실시예1과 동일하게 하여 고 염기성 염화알루미늄을 얻었다. 이것을 이용하여 실시예1과 동일하게 시험을 하여 평가하였다. 평가 결과를 표 3~5에 나타낸다.
(비교예3)
실시예1에 있어서, 규산나트륨은 혼합하지 않고 알루민산나트륨 용액만을 이용하여 알루미나 겔을 생성하고, 그 겔에 액체 황산 밴드를 첨가하지 않고 염기성 염화알루미늄 제2용액만을 첨가하여 용해한 것 외에는, 실시예1과 동일하게 하여 고 염기성 염화알루미늄을 얻었다. 이를 이용하여 실시예1과 동일하게 시험을 하고 평가하였다. 평가 결과를 표 3~5에 나타낸다.
Figure 112018094220718-pct00001
Figure 112018094220718-pct00002
Figure 112018094220718-pct00003
Figure 112018094220718-pct00004
Figure 112018094220718-pct00005
Figure 112018094220718-pct00006
본 발명은 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 벗어나지 않고, 다른 여러가지 형태로 실시 가능하다. 따라서, 상술한 실시 형태는 모든 점에서 단순한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위는 특허 청구 범위에 나타내는 것으로서, 명세서 본문에는 어떠한 구속도 되지 않는다. 게다가, 특허 청구 범위에 속하는 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.
본 발명은 황산근 농도를 낮게 하고, Si 또는 Si와 Mg 화합물을 함유시킨 고 염기성 염화알루미늄에 있어서, 산업 폐수·용수, 상하수 등 pH, 알칼리도, 용해 이온 탁도 등의 폭 넓은 수처리에 적용 가능하고, 또한 보관 안정성이 우수한 응집제이다.

Claims (11)

  1. 조성이 Si/Al2O3(몰비)=0.003~0.1, M/Al2O3(몰비)=0.1~1.2(M은 알칼리 금속의 몰 수를 나타냄), E/Al2O3(몰비)=0.02~0.2(E는 알칼리토류 금속의 몰 수를 나타냄), Cl/Al2O3(몰비)=1.0~3.0, SO4/Al2O3(몰비)=0~0.08인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고 염기성 염화알루미늄이 알루미나 겔로부터 생성되는 염기성 염화알루미늄인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 Si는 상기 알루미나 겔 내에 분산된 Si 유래의 것인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 알칼리토류 금속 E가 마그네슘인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고 염기성 염화알루미늄의 염기도가 50~80%인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법에 있어서,
    (1) 염기도 40~65%의 염기성 염화알루미늄 제1용액과, 알칼리규산염을 포함하는 알칼리 용액을 혼합하여 반응시켜 알루미나 겔을 생성시키는 제1공정과,
    (2) 제1공정에서 얻어진 알루미나 겔을 염기도 40~55%의 염기성 염화알루미늄 제2용액에 첨가하여 용해하는 제2공정과,
    (3) 제2공정에서 얻어진 알루미나 겔이 용해된 제2용액을 30~60℃에서 숙성하는 제3공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고 염기성 염화알루미늄의 염기도가 50~80%인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 염기성 염화알루미늄 제2용액이 황산알루미늄을 포함하는 염기성 염화알루미늄 용액인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제3공정에 있어서, 추가로 황산알루미늄을 첨가하여 숙성을 행하는 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 염기성 염화알루미늄 제1용액이 염화마그네슘을 포함하는 염기성 염화알루미늄 용액인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 염기성 염화알루미늄 제2용액이 염화마그네슘을 포함하는 염기성 염화알루미늄 용액인 것을 특징으로 하는 고 염기성 염화알루미늄의 제조방법.
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